摘要：本文通過工程實踐分析了影響水泥土樁強度的若干因素，包括水泥摻入比、齡期、土樣含水量、水泥標號、土樣中有機質含量、外摻劑、養護方法、擬加固土類。結果表明齡期、水泥摻入比和土樣含水量對強度影響最大。
　　關鍵詞:水泥攪拌樁，復合地基，承載力
　　水泥土攪拌樁是以水泥作為固化劑的主劑，通過特制的攪拌機械邊鉆邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體，在地基深處就地將軟土和固化劑(漿液或粉體)強制攪拌，使噴入軟土中的固化劑與軟土充分拌合在一起，由固化劑和軟土之間產生的一系列物理和化學反應，形成的抗壓強度比天然土強度高得多，并具有整體性、水穩性的水泥加固土樁柱體。由若干根這類土樁柱體和樁間土構成復合地基。
　　1工程概況
　　**住宅樓樓高6層，為磚混結構，擬定淺基礎埋深1.70m左右，并要求選定地基持力層地基承載力特征值不得小于180kPa。建筑場地區常用地基深范圍內巖土狀態較為軟弱，工程地質性質較差，作為淺基礎考慮的地基持力層及下臥層土體的地基承載力標準值均低于120kPa，不能滿足該擬建工程的要求。
　　2影響水泥土樁強度的因素
　　1）水泥摻入比aw(%)
　　水泥摻入比aw系指水泥重量與被加固的軟土重量之比，即:
　　aw=Wl/W*100%
　　其中:Wl為摻加的水泥重量;W為被加固的軟土重量。采用水泥作為固化劑材料，在其他條件相同時，在同一土層中水泥摻入比不同時，水泥土強度將不同。水泥土的強度隨水泥摻入比的增大而提高，當aw小于5%時，由于水泥與土的反應過弱，水泥土固化程度低，強度離散性也較大，故在水泥土深層攪拌法的實際工程中，選用的水泥摻入比aw宜大于7%，一般水泥摻入比aw采用12%-20%。但因場地土質與施工條件的差異，摻入比的提高與水泥土強度增加的百分比是不完全一致的。
　　2）水泥土無側限抗壓強度和齡期關系
　　水泥土的強度隨齡期的增大而增大，在齡期超過28天后，強度仍有明顯增長，為了降低造價，對承重攪拌樁試塊國內外采用90天齡期為標準齡期，對起支檔作用的受水平荷載的攪拌樁，為了縮短養護期，水泥土強度標準取28天齡期為標準齡期。當水泥土超過3個月后，水泥土強度增長緩慢，180天的水泥土強度為90天的1.25倍，而180天后水泥土強度增長仍未終止。二者之間大致呈冪函數關系。
　　3）外摻劑
　　木質素磺酸鈣對水泥土早期強度的增長影響不大，主要起減水作用。三乙醇胺、氯化鈣、碳酸鈉、水玻璃、石膏等對水泥土早期強度有增長作用，其效果與土質、水質、水泥摻入比等因素有關。當摻入與水泥等量的粉煤灰后，水泥土強度可提高10%左右。土體顆粒間存在較大孔隙，使土體強度低下，水化硅酸鈣可將松散的土體膠結成整體，提高土體的強度，但其充填孔隙的效率較低，限制了水泥土強度的進一步增長。工業廢石膏的主要成分為CaSO4，與水泥含鋁相水化物發生反應，能生成大量的鈣釩石晶體，這些晶體膨脹填充了部分孔隙，使土體孔隙減少。針狀、柱狀晶體在孔隙中相互交叉，與水化硅酸鈣一起形成空間結構，大大提高了水泥土結構強度。
　　4）水泥標號
　　水泥標提高100#，水泥土強度提高超過30%，要求達到相同強度，水泥強度提高100#可降低水泥摻入比3%以上。
　　5）土體含水量
　　當水泥土配比相同時，其強度隨土樣的天然含水量降低而增大。當含水量在50%-85%間變化時，含水量每降低10%，水泥土強度提高20%以上。
　　6）土質
　　長期的實踐證明，對高嶺石、多水高嶺石、朦脫石含量較高的軟土，加固效果較好;對伊利石、氯化物、水鋁石英含量較高的軟土、有機質含量較高的軟土、pH值較低的軟土加固效果較差。當軟土的塑性指數大于25時，容易在攪拌頭葉片上形成泥團，無法完成攪拌。當pH值小于4時，摻入百分之幾的石灰，通常pH值會大于12。
　　7）有機質含量
　　土中有機質含量高會阻礙水泥水化反映，影響水泥土的強度增長。有機質含有富里酸和胡敏酸，在水泥、水的體系中，富里酸呈水溶液形式存在，當水泥與富里酸溶液接觸后，二者形成的吸附層延緩了水泥的水化過程。水泥水化生成的水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣、水化鐵鋁酸鈣晶體，由于富里酸的分解作用，使這些水化產物解體。有機質使土體具有較大的水溶性、塑性、較大的膨脹性、低滲透性，不利于水泥土強度的提高。
　　8）水質
　　地下水硫酸鹽含量較高時，因其與水泥起化學反應，對水泥土具有結晶性侵蝕，呈現出開裂、崩解破壞。為此應選用抗硫酸鹽水泥，使水泥土中產生的膨脹物質控制在一定的范圍內，提高水泥土的抗侵蝕能力。地下水的含鹽度高時，水泥土的早期強度提高較快，隨著時間的增長會產生崩解破壞。
　　9）養護方法對強度的影響
　　養護方法對水泥土的強度影響主要表現在養護環境的濕度和溫度。國內外試驗資料都說明，養護方法對短齡期水泥土強度的影響很大，隨著時間的增長，不同養護方法下的水泥土無側限抗壓強度趨于一致，說明養護方法對水泥土后期強度的影響較小。
　　10）室內外無側限抗壓強
　　室內制樣試驗所得到的無側限抗壓強度fcu，與在現場取樣試驗得來的無側限抗壓強度fcuf，由于水灰比和拌合養護條件不一樣，其差異較大。普遍存在的是室內拌制水泥土強度很高，而現場樁身強度很低，我國規范規定強度折減系數n取0.2-0.33,即fcuf/fcu=0.2-0.33。
　　3結論
　　根據工程實踐經驗，對于粘土類水泥土攪拌樁樁體強度的主要影響因素歸結如下:水泥土的強度與水泥摻入比、齡期呈冪函數關系。水泥摻入比10%-20%時，水泥土的無測限抗壓強度增長最快;齡期7-60天時，水泥土的無側限抗壓強度增長最快。水泥摻入比超過20%、養護齡期超過60天后，水泥土的無側限抗壓強度增長速度放緩。水泥一般使用425#標號水泥，其他條件相同時，每提高100#，水泥土的強度提高20%-30%。木質素磺酸鈣對水泥土強度的增長影響不大，主要起減水作用。三乙醇胺、氯化鈣、碳酸鈉、水玻璃、石膏等對水泥土早期強度有增長作用，其效果與土質、水質、水泥摻入比等因素有關。水泥土的強度隨齡期的增大而增大，在齡期超過28天后，強度仍有明顯增長。一般情況下，室外水泥土攪拌樁的抗壓強度遠小于室內水泥土試塊的無側限抗壓強度。
　　參考文獻
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