軟弱地基土水泥土攪拌樁干濕法成樁質量分析

【中圖分類號】：TU473.1 【文獻標志碼】：A 【文章編號】：1008-3197（2025）02-44-05

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2025.02.010

Analysis of the Quality of Dry and Wet Piles of Cement-soil Mixing Piles inWeak Foundations

CHENGYu2，CHENZiming1，YANGYang2，LIShixuan1，LIJiawei

（1.SchoolofCivilandHarbrEngineeingJangsuOeanUniversity，Liayungang2，China；2.JiangsuProvincialHighy Engineering Construction Bureau，Nanjing 21OoO4，China）

【Abstract】：Inordertoanalyzes theconstruction effctofdrywetcement soil mixing pilesunderdiferent plastic states， this paper focuses on thecement-soil bidirectional mixing pilesused during the Lianyungang-Huai'an section expansion project of the Changshen Expressway project.It analyzes and evaluates the test pile data for both dryand wet mixing pile construction methods，considering the diferent plasticity states of thesoft foundation soil in various sections.A comprehensive scoring method is used to evaluate the testpile results，verify construction technical parameters，and，based on the evaluation results，propose selection standards for dry and wet mixing methods.

【Key words】： cement-soil mixing piles；plasticity states；weak foundations

水泥土攪拌樁常用于軟土地基深層加固將水泥與土體充分混合，通過物理和化學反應增強土體的強度，從而提高地基的承載力與穩定性。水泥土攪拌樁施工工藝通常分為干法和濕法2種，其中干法采用水泥干粉噴人王體，濕法則使用預調配好的水泥漿體。盡管2種工藝在工程中均有應用，但由于軟土的液性指數不同，導致兩種工藝在不同土質條件下的加固效果存在差異3；現有工藝選擇標準并未在不同土質條件下進行詳細對比與驗證，因此亟需對干法和濕法工藝在不同塑性狀態下的加固效果進行系統分析。

本文以長深高速公路一淮安段擴建工程（以下簡稱“連淮擴建工程”）段為例，結合試樁數據，對不同塑性狀態下的干法與濕法工藝加固效果進行對比分析，提出工藝選擇的標準，為類似軟土地基加固工程提供實踐指導。

1工程概況

1.1地質條件

連淮擴建工程段長度約 60km ，從北往南依次穿越了蘇北濱海平原（約 8km ）、沂沐丘陵 ～ 沖積平（約 21km 、徐淮黃泛平原（約 31km ）。沿線表層素填土（耕植土）下普遍分布有軟塑和流塑狀態的軟弱土層，其中北段蘇北濱海平原區厚度相對較大、中段段沂沐丘陵平原和南段徐淮黃泛平原區厚度相對較??；天然含水率、液性指數和天然孔隙比指標總體呈路線北段高于南段的特征；地基的軟弱土層上半部基本為厚度 1～4m 的軟塑或可塑態黏土，下半部基本為厚度 2～11m 的流塑態淤泥或厚度 1～5m 的淤泥質黏土。軟弱土層總體上部基本為軟塑態黏土或可塑態黏王，液性指數和天然含水率較低；下部基本為流塑態淤泥或淤泥質黏土，除局部存在的軟塑態黏土外，其液性指數均 gt;1 ，天然含水率 50% 以上，天然孔隙比均 gt;1.4 ；上下軟弱土層的液限均較大，基本均在 40% 以上，雖屬于低液限黏土，但靠近高液限黏土標準。軟土有機質含量 1.20%～7.40% 。見表1和表2。

1.2地基處理方案

在軟土地區建設高速公路應進行地基處理，否則不能滿足正常的工程需求。連淮高速公路段建設期全線僅 10% 的軟弱地基路段采取了塑料排水板等方式進行深層處理，擴建前，通過孔壓靜力觸探（CPTU）檢測并推算得到的最大沉降量已達87.7cm ，舊路固結度 61%～80% ，預測尚有 35～262mm （平均 120mm ）的沉降空間。

由于擴建需要對路基進行拼寬填筑，若不對拼寬部分的地基進行深層處理，新舊路基之間勢必會出現較大的差異沉降值5。為進一步了解全線舊路特殊路基處理效果，對不同處理方式對應路段的沉降進行了統計整理。見表3。

總體來看，全線舊基處理方式偏弱，擴建對拼寬部分地基均采取了以水泥王雙向攪拌樁為主的方式進行深層處理。結合軟弱土層的液性指數和天然孔隙比等指標，現場分別采用干法和濕法工藝試樁。

2試樁數據分析評價

2.1試樁目的及內容

現場進行工藝性試樁的目的在于驗證室內配合比設計數據和施工工藝的可行性，根據水泥土攪拌樁試樁施工過程中存在的問題，對后續施工方案進行改進，確定具體施工工藝，確保施工質量等指標達到DB32/T2283—2012《公路工程水泥攪拌樁成樁質量檢測規程》要求。

選取主要軟弱土層呈流塑狀態的LYG1和LYG2標段及流塑態淤泥質黏土較薄且上覆層為可塑態黏土的LYG5標段，同時進行干法和濕法2種工藝的對比試樁；選取LYG3標段只進行干法試樁，LYG4和LYG6標段只進行濕法試樁。

2.2檢測數據

2.2.1檢測方法與評價指標

為了保證芯樣貫穿整個樁長范圍，避免所取樁頂芯樣的鉆桿擠土特征過于明顯，檢測孔位布置在水泥土攪拌樁樁頭，偏離中心 10cm 左右，然后分層進行標準貫入檢測。按照DB32/T2283—2012要求，通過標貫數據、芯樣描述、水泥攪拌樁樁體完整性指標（IICMPD）綜合評價樁體質量。通過室內土工試驗方法獲取現場所取芯樣的無側限抗壓強度，進一步評價樁體強度和驗證水泥摻量。試驗結果應按DB32/T2283一2012規定進行修正、折減，IICMPD應以每回次所取芯樣中 7cm 以上尺寸芯樣的累計長度占該回次進尺的比例進行計算。

2.2.2標貫檢測及IICMPD數據

為便于直觀比較不同水泥摻量的樁體質量，減小誤差影響，在探桿長度修正和齡期折減的基礎上，對相同水泥摻量、不同深度的檢測數據，按樁體上下部分別取平均值進行分析。見表4。

軟弱地基以流塑態淤泥為主的LYG1和LYG2標段，采用干法工藝的樁體標貫檢測和IICMPD得分總體均優于濕法工藝；而以較薄流塑態淤泥質黏土且上覆可塑態黏土為主的LYG5標段，采用濕法工藝的效果更佳，且上部可塑態土體段采用干法工藝時的標貫檢測和IICMPD得分遠低于濕法工藝，下部流塑態淤泥質黏土段采用濕法工藝時的IICMPD得分稍低于干法工藝。

2.2.3芯樣狀態

通過鉆孔取芯進程參數和芯樣外觀狀態，可判斷樁身強度及樁體連續性。現場芯樣可見水泥土攪拌紋理清晰、無水泥粒塊，表明攪拌施工均勻。見圖2-圖5。

LYG1＼～LYG3標段以流塑態淤泥為主，干法工藝的芯樣狀態成型好，除個別樁頭段為硬塑態外，其余均呈堅硬態；而采用濕法工藝的則大多成型較差、芯樣呈硬塑＼～可塑狀態。LYG4標段以軟塑態黏土為主的，僅試樁了濕法工藝，樁體上部和下部均成型好且芯樣狀態均呈堅硬態。LYG5標段流塑態淤泥質黏土較薄且上覆可塑態黏土，干法工藝的樁體上部（可塑態黏土段）成型效果較差、芯樣狀態呈硬塑態，樁體下部（流塑態土體段）芯樣狀態呈堅硬態，明顯比上部好；但濕法工藝的樁體上部和下部芯樣則均成型較好且呈堅硬態。LYG6標段軟弱土層分布同LYG5標段，但僅試樁了濕法工藝，同樣是樁體上部和下部芯樣均成型較好且呈堅硬態。

2.3芯樣無側限抗壓強度試驗數據分析

在進行高徑比和齡期修正的基礎上，將每組相同水泥摻量、不同層位的試驗數據，照例按樁體上下部分別取平均值后進行分析。見圖6。

不同標段芯樣無側限抗壓強度隨水泥摻量的增加而增大；結合表4可發現，無側限抗壓強度隨著深度的變化趨勢與標貫擊數變化趨勢也基本一致。以流塑態淤泥為主的LYG1和LYG2標段樁體芯樣抗壓強度干法工藝遠大于濕法工藝，上下部樁體得分也是如此；而以較薄流塑態淤泥質黏王且上覆可塑態黏土為主的LYG5標段芯樣強度則是濕法工藝總體大于干法工藝，干法 60kg/m 摻量 ？5m 深度處存在1個特異值，因施工時出現了鉆進速度過慢導致噴灰量加大且該層位僅有1個試樁數據，未能取平均值；以軟塑態黏土為主的LYG4標段采用濕法工藝，其芯樣強度值表現非常優秀。

待加固土體不同的塑性狀態，對應干濕法工藝的效果差距明顯；處于流塑態的土體，含水率很高，采用干法工藝效果更佳；而處于軟塑態甚至可塑態的土體，含水率較低，采用濕法工藝效果更好。水分子雖有助于水泥固化劑的分散和水化反應，但水分子過多也會導致土體內部空隙率較大、密實度較小，強度降低

2.4試樁綜合得分

2.4.1綜合得分計算方法與評定等級

根據現場芯樣的硬度或狀態、標準貫人擊數、無側限抗壓強度值、樁體完整性指標，依據DB32/T2283—2012對每一根抽檢樁每層的各指標分別記分，上下部得分的平均值即為該抽檢樁的綜合得分。對各樁根據綜合得分再按4個等級進行評定：優秀（90＼～100分）、良（80＼～89分）合格（67.5＼～79分），不合格（低于67.5分）；當上部得分低于75分、下部得分低于60分時，直接視為不合格。

2.4.2綜合得分數據分析

將單樁上下部取平均值后，按照相同水泥摻量的樁體綜合得分取平均值，得到各標段不同水泥摻量的綜合得分平均值。見表5。

各標段樁體綜合得分均 gt;67.5 分，均能達到合格樁的要求，但同一標段不同工藝的樁體得分相差較大。以流塑態淤泥為主的LYG1和LYG2標段干法工藝樁體等級均為優秀，而濕法工藝樁體等級僅為合格，即使濕法工藝水泥摻量達到 70kg/m 也遠不及干法工藝水泥摻量 55kg/m 的得分；而以較薄流塑態淤泥質黏土且上覆可塑態黏土為主的LYG5標段，則是濕法工藝的樁體等級更優。

3結論

1）地基軟弱土以流塑態淤泥為主時，采用干法工藝施工的樁體標貫擊數、抗壓強度、IICMPD得分總體均優于濕法工藝，成型好、呈堅硬態。

2）地基軟弱土以軟塑態黏土為主或存在較薄流塑態淤泥質黏土且上覆可塑態黏土時，采用濕法工藝施工的樁體標貫擊數、抗壓強度、IICMPD得分總體均優于干法工藝，成型好、呈堅硬態；而采用干法工藝施工的樁體上部可塑態土體段質量明顯低于濕法工藝，下部流塑態淤泥質黏土段IICMPD稍高于濕法工藝、強度總體稍低于濕法工藝。

3）根據上述特征和分析結論，本文提出干法和濕法工藝的選擇標準：待加固土體為液限較高且液性指數 gt;1.1 的流塑態土體時，適合采用干法工藝；待加固土體為液性指數 lt;0.9 的軟塑態甚至可塑態土體時，即使其液限較高，也適合采用濕法工藝；待加固土體液性指數為0.9＼～1.1時，處于軟塑和流塑態過度線附近，干法和濕法工藝均可適合，建議通過現場試樁后進一步選取。

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