早強(qiáng)劑對(duì)水泥攪拌樁施工質(zhì)量的影響分析

胡憲平

（上海泓澄建設(shè)工程有限公司，上海200000）

0 引言

水泥攪拌樁是軟土地區(qū)較為常用的地基處理方法，成樁質(zhì)量對(duì)工程建筑安全具有十分重要的影響[1，2]。巖土工程問題具有一定的不可預(yù)料性，不同區(qū)域地質(zhì)情況差異性較大，因此，針對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工試驗(yàn)是十分必要的[3，4]。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定樁基礎(chǔ)的施工工藝及相關(guān)參數(shù)，可在一定程度上提高樁基礎(chǔ)的成樁質(zhì)量，具有十分重要的意義。

臺(tái)州市椒江區(qū)十一塘圍墾工程位于臺(tái)州灣西側(cè)，北至椒江口南岸，南至椒江、路橋兩區(qū)交界處。圍區(qū)自北向南分布，東西寬3.1~4.2 km，南北長(zhǎng)約8.2 km，圍墾總面積2 667.53 hm2。項(xiàng)目總投資約8.337 7億元，共分3個(gè)標(biāo)段，為浙江省重點(diǎn)工程。該標(biāo)段工程內(nèi)容為樁號(hào)S7+900～S10+561.65順堤，海堤主堤全長(zhǎng)2 661.65 m，龍口段長(zhǎng)600.00 m，北與Ⅱ標(biāo)順堤相接，南與臺(tái)州市三山北涂圍墾工程順堤相連，圍區(qū)內(nèi)側(cè)為椒江區(qū)十塘圍墾工程標(biāo)準(zhǔn)海塘。工程合同價(jià)為1.086 6 億元，合同工期為4 年，為了解決現(xiàn)場(chǎng)試樁成樁質(zhì)量較差的突出問題，在施工現(xiàn)場(chǎng)開展水泥攪拌樁工藝試驗(yàn)尤顯重要。

1 試驗(yàn)方案

選用摻入比為110 kg/m（濕噴）的水泥摻入量，共2 根試驗(yàn)樁（8，11 號(hào)）；另設(shè)置對(duì)比試驗(yàn)，110 kg/m 的水泥摻入量（濕噴）+2%早強(qiáng)劑Gacl2，共2根試驗(yàn)樁（14，17 號(hào)）。其中樁間距為1 500 mm，混凝土攪拌樁直徑為600 mm，采用的“四攪四噴”施工程序：鉆機(jī)就位—>制備水泥漿—>噴漿下沉—>噴漿提升—>重復(fù)噴漿下沉和提升—>移位。

攪拌桿下沉速率為0.8~1.0 m/min，提升速度為0.6~0.8 m/min，但最后一次提升的速度應(yīng)在0.5 m/min 左右，轉(zhuǎn)速不小于 50 r/min，10 m 攪拌樁的施工時(shí)間不應(yīng)小于40 min。通過控制提升速度分層加固軟土，純淤泥段提升速度盡量取小值，砂層可取大值，注漿泵出口壓力應(yīng)保持在0.40~0.60 MPa，并應(yīng)使提升速度與輸漿速度同步。不得離析，泵送必須連續(xù)。

2 早強(qiáng)劑對(duì)水泥攪拌樁施工質(zhì)量的影響

衡量水泥攪拌樁成樁效果的兩個(gè)重要因素為水泥攪拌樁成樁連續(xù)性和單軸抗壓強(qiáng)度，單軸抗壓強(qiáng)度參考水泥攪拌樁抽芯度。

2.1 樁身連續(xù)性

8，11，14，17 號(hào)水泥攪拌樁的有效水泥土樁分為0～19.00 m，0～21.80 m，0～19.50 m，0～20.80 m，芯樣基本完整，堅(jiān)硬，攪拌基本均勻，呈柱狀，部分呈塊狀，連續(xù)性一般。

2.2 水泥攪拌樁抽芯強(qiáng)度

8，11，14，17 號(hào)水泥攪拌樁（濕噴）抽芯強(qiáng)度見表1。

表1 水泥攪拌樁抽芯強(qiáng)度

整體來(lái)看，8，11號(hào)水泥攪拌樁強(qiáng)度隨樁深變化較離散，最大值達(dá)到2.30 MPa，最小值僅有0.02 MPa。且樁頭3.00 m 以上抽芯單軸抗壓強(qiáng)度較高，3.00 m下強(qiáng)度急劇降低，樁身-3.00 m 以下部位樁身強(qiáng)度整體在0.50 MPa 以下。究其原因是因?yàn)?.00 m 以下樁身在淤泥土中，淤泥中含水率較高，參照室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果淤泥土含水率在75%以上，因此濕噴在高含水率的淤泥土中在28 d 齡期時(shí)整體強(qiáng)度很低。14，17 號(hào)水泥攪拌樁強(qiáng)度隨樁深分布較離散，最大值達(dá)到2.60 MPa，最小值僅有0.02 MPa。14號(hào)水泥攪拌樁抽芯位置處強(qiáng)度整體較低，17 號(hào)水泥攪拌樁深度在6.00 m 以上位置處抽芯強(qiáng)度整體較高，在0.50~1.00 MPa 范圍內(nèi)。樁端處為抽芯強(qiáng)度異常點(diǎn)。

為了更直觀地說(shuō)明水泥攪拌樁（濕噴，濕噴+早強(qiáng)劑）強(qiáng)度與樁深的變化關(guān)系，統(tǒng)計(jì)8，11，14，17號(hào)水泥攪拌樁0~10.00 m 與10.00~20.00 m 的強(qiáng)度特征值，特征值即水泥攪拌樁3 組強(qiáng)度平均值的最低值（見表2），水泥攪拌樁上部0~10.00 m的3組強(qiáng)度分別取0~3.30 m，3.30~6.60 m，6.60~10.00 m 的強(qiáng)度，每一組強(qiáng)度采用整體取樣點(diǎn)的單軸抗壓平均值。水泥攪拌樁下部10.00~20.00 m 的3 組強(qiáng)度分別取10.00~13.30 m，13.30~16.60 m，16.60~20.00 m 的強(qiáng)度，每一組強(qiáng)度采用整體取樣點(diǎn)的單軸抗壓平均值。

表2 水泥攪拌樁抽芯強(qiáng)度特征值

由表2 可知，“四攪四噴”水泥摻量110 kg/m攪拌樁（濕噴，濕噴+早強(qiáng)劑）強(qiáng)度特征值變化關(guān)系為8，11，14，17 號(hào)水泥攪拌樁抽芯強(qiáng)度整體強(qiáng)度均小于設(shè)計(jì)值。

3 結(jié)論

“四攪四噴”水泥攪拌樁（濕噴+早強(qiáng)劑）在施工過程中水泥漿中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%Gacl2的混凝土早強(qiáng)劑，水灰比整體在0.45~0.50 間，樁身長(zhǎng)達(dá)20.00 m 左右，屬于深層水泥攪拌樁。且攪拌樁除了樁頭2.00 m為黏土填土層外，-2.00~-16.00 m 為淤泥質(zhì)土層，且淤泥層含水率高，有機(jī)質(zhì)含量較高，攪噴工藝中鉆頭提升、下沉不均勻以及抽芯工藝等因素，導(dǎo)致其連續(xù)性評(píng)價(jià)多為一般，水泥攪拌樁（濕噴+早強(qiáng)劑）的成樁連續(xù)性與水泥攪拌樁（濕噴）成樁連續(xù)性相當(dāng)。水泥攪拌樁（濕噴+早強(qiáng)劑）早期強(qiáng)度（28 d）較低，結(jié)合水泥攪拌樁抽芯強(qiáng)度特征值，水泥攪拌樁（濕噴+早強(qiáng)劑）整體強(qiáng)度較低。