水泥土攪拌樁承載力特征值的探討

李計山

（保定建材地質工程勘察院，河北保定071000）

水泥土攪拌樁承載力特征值的探討

李計山*

（保定建材地質工程勘察院，河北保定071000）

水泥土攪拌法（濕法）復合地基承載力特征值的確定，應按照《地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）的要求進行復合地基載荷試驗，復合地基載荷試驗時間的選擇對復合地基承載力特征值有一定的影響，施工單位需要慎重考慮。

深層攪拌；齡期；承載力特征值

1 概述

水泥土攪拌法（濕法）已應用多年，《地基處理技術規范》中關于水泥土攪拌法的內容幾經修改，在水泥土攪拌法地基處理施工設計、施工驗收時，復合地基承載力特征值的取值有時會給技術人員造成困惑，本文對這一問題發表點個人看法，供同行們參考。

2 工程概況

某工程位于上海市郊，其地層如下：

第（1）層：雜填土，主要由粘性土組成，混磚塊碎石，層厚1.5m。

第（1）-1層：淤泥，灰—黑色，含大量有機質，流塑。層厚0.5m。

第（2）層，褐黃色粉質粘土，夾粉砂薄層，層厚2m，天然含水量w=27%.。

第（2）-3層：灰色粉質粘土，土質不均，呈“千層餅”狀，天然含水量w=31%。

第（3）層：灰色淤泥質粘質粉土，含有機質，軟—流塑，天然含水量w=37.2%，層厚3.5m。

第（3）-2層，灰色粘質粉土，含有機質，夾粉砂薄層，天然含水量w=31%，層厚5m。

第（4）層，灰色淤泥質粉土，含有機質，軟—流塑，天然含水量w=51.7%，層厚9.9m。

采用水泥土攪拌法（濕法）進行地基處理，制樁長17m，水泥摻入比15%。

3 試驗結果分析

依據《建筑地基處理技術規范》中華人民共和國住房和城鄉建設部行業標準（以下簡稱《建行標》）（JGJ 79-2012）7.3.4.4的要求，成樁28d后進行載荷試驗。發現4組樁的承載力特征值都小于《建行標》中Ra=h· fcuAp（7.3.2-1）式計算出的 Ra值（取h=0.3，fcu=1.3，Ap=0.196）。究其原因，發現載荷試驗時，樁的齡期是28d，而Ra=h·fcuAp式中fcu的值是90d齡期。齡期28d水泥土強度與齡期90d水泥土強度是有差別的，從《軟土地基深層攪拌加固法技術規程》中華人民共和國行業標準（以下簡稱《行標》）YBJ225-91條文說明第2.0.3條中得知“水泥土的強度隨齡期的增長而增大，一般情況下水泥土強度7d時可達到標準強度的30%～50%；30d可達到標準強度的60%～70%；90d可達到標準強度的80%，而180d以后水泥土強度增加仍未終止”。因此，28d齡期載荷試驗值要小于依據90d齡期的fcu而計算出的Ra。從這里可以看出Ra和fcu都是時間的函數。鑒于Ra和fcu與時間的關系，《地基處理技術規范》上海市標準（以下簡稱《市標》）DBJ08-40-94條文說明第9.4.4條指出“對單樁和復合地基載荷試驗，一般宜在齡期90d進行試驗，但最小齡期不得小于28d”。最新版的《建行標》（JGJ 79-2012）7.3.4.4指出“載荷試驗必須在樁身強度滿足試驗荷載條件時，并宜在成樁28d后進行”，從這里可以看出，當樁身強度滿足試驗荷載時，齡期28d后任一時間做載荷試驗都可以。在這種情況下，施工單位就應該選擇最合適的時間進行載荷試驗，在保證工程質量的前提下實現經濟效益最大化。

《市標》條文說明第9.1.4條中說：“水泥土的強度隨齡期的增大而增大，在齡期超過28d后，強度仍有明顯增長。故對承重攪拌樁試塊國內外都取90d齡期為標準齡期，從抗壓強度試驗得知，在其他條件相同時，不同齡期的水泥土抗壓強度間關系大致呈線性關系。其關系式fcu90=（11.43～1.80）fcu28”。式中fcu90、fcu28分別是90d和28d的水泥土抗壓強度。那么不同齡期的水泥土樁抗壓強度間是否也存在類似的這種關系呢？從《市標》第9.2.5條9.2.5-1式中的h值中可以得知，不同齡期水泥土樁抗壓強度間也應該存在這種關系。但其系數不一定正好與之相吻合。確定了這個系數，就可以充分利用單樁或復合地基承載力，為設計人員提供充分的承載力安全儲備。要在規范中給出這個系數的確定值并不現實，因為地層的物理、力學性質變化很大，攪拌后水泥土的抗壓強度差異也很大。但對于同一場地、同一地層、同一摻入比，筆者認為：室內水泥土試塊不同齡期之間的關系，應該與水泥土樁不同齡期之間的關系相吻合。基于這一點，筆者認為：在一個新的水泥攪拌地基處理工程項目設計前，可以在室內做2組平行試驗，一組測其28d的抗壓強度，一組測其90d的抗壓強度，建立起他們之間的關系，即fcu90=α·fcu28，式中的α值可以在其后的工程驗收（載荷試驗時間選取）中起參考作用。如果在一個地區，積累起足夠量的α值，就可以為地基處理工程設計人員提供可借鑒的參考資料，為《建行標》的修改提供必要的依據。

4 結論

（1）進行水泥土攪拌樁地基處理設計前，需平行做水泥土摻入比室內加固土試塊2組，在標準養護條件下，分別做28d齡期和90d齡期的立方體抗壓強度試驗，得出相同地層土樣試塊不同齡期抗壓強度之間的α值。

（2）在樁身強度滿足載荷試驗后，利用室內試塊抗壓強度試驗建立的28d齡期和90d齡期抗壓強度關系式，在28d齡期和90d齡期之間選取合適的時間進行載荷試驗，取得設計預期的復合地基承載力特征值。

[1]JGJ 79-2012建筑地基處理技術規范[S].

[2]YBJ225-91軟土地基深層攪拌加固法技術規程[S].

[3]DBJ08-40-94地基處理技術規范[S].

TQ172

A

1004-5716(2015)08-0008-02

2014-12-15

2014-12-25

李計山（1959-），男（漢族），河北隆堯人，高級工程師，現從事巖土工程技術工作。