早強劑對水泥攪拌樁施工質量的影響分析

胡憲平

（上海泓澄建設工程有限公司，上海200000）

0 引言

水泥攪拌樁是軟土地區較為常用的地基處理方法，成樁質量對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料性，不同區域地質情況差異性較大，因此，針對樁基礎進行現場施工試驗是十分必要的[3，4]。通過現場試驗，確定樁基礎的施工工藝及相關參數，可在一定程度上提高樁基礎的成樁質量，具有十分重要的意義。

臺州市椒江區十一塘圍墾工程位于臺州灣西側，北至椒江口南岸，南至椒江、路橋兩區交界處。圍區自北向南分布，東西寬3.1~4.2 km，南北長約8.2 km，圍墾總面積2 667.53 hm2。項目總投資約8.337 7億元，共分3個標段，為浙江省重點工程。該標段工程內容為樁號S7+900～S10+561.65順堤，海堤主堤全長2 661.65 m，龍口段長600.00 m，北與Ⅱ標順堤相接，南與臺州市三山北涂圍墾工程順堤相連，圍區內側為椒江區十塘圍墾工程標準海塘。工程合同價為1.086 6 億元，合同工期為4 年，為了解決現場試樁成樁質量較差的突出問題，在施工現場開展水泥攪拌樁工藝試驗尤顯重要。

1 試驗方案

選用摻入比為110 kg/m（濕噴）的水泥摻入量，共2 根試驗樁（8，11 號）；另設置對比試驗，110 kg/m 的水泥摻入量（濕噴）+2%早強劑Gacl2，共2根試驗樁（14，17 號）。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：鉆機就位—>制備水泥漿—>噴漿下沉—>噴漿提升—>重復噴漿下沉和提升—>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在0.5 m/min 左右，轉速不小于 50 r/min，10 m 攪拌樁的施工時間不應小于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，注漿泵出口壓力應保持在0.40~0.60 MPa，并應使提升速度與輸漿速度同步。不得離析，泵送必須連續。

2 早強劑對水泥攪拌樁施工質量的影響

衡量水泥攪拌樁成樁效果的兩個重要因素為水泥攪拌樁成樁連續性和單軸抗壓強度，單軸抗壓強度參考水泥攪拌樁抽芯度。

2.1 樁身連續性

8，11，14，17 號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，堅硬，攪拌基本均勻，呈柱狀，部分呈塊狀，連續性一般。

2.2 水泥攪拌樁抽芯強度

8，11，14，17 號水泥攪拌樁（濕噴）抽芯強度見表1。

表1 水泥攪拌樁抽芯強度

整體來看，8，11號水泥攪拌樁強度隨樁深變化較離散，最大值達到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度較高，3.00 m下強度急劇降低，樁身-3.00 m 以下部位樁身強度整體在0.50 MPa 以下。究其原因是因為3.00 m 以下樁身在淤泥土中，淤泥中含水率較高，參照室內試驗結果淤泥土含水率在75%以上，因此濕噴在高含水率的淤泥土中在28 d 齡期時整體強度很低。14，17 號水泥攪拌樁強度隨樁深分布較離散，最大值達到2.60 MPa，最小值僅有0.02 MPa。14號水泥攪拌樁抽芯位置處強度整體較低，17 號水泥攪拌樁深度在6.00 m 以上位置處抽芯強度整體較高，在0.50~1.00 MPa 范圍內。樁端處為抽芯強度異常點。

為了更直觀地說明水泥攪拌樁（濕噴，濕噴+早強劑）強度與樁深的變化關系，統計8，11，14，17號水泥攪拌樁0~10.00 m 與10.00~20.00 m 的強度特征值，特征值即水泥攪拌樁3 組強度平均值的最低值（見表2），水泥攪拌樁上部0~10.00 m的3組強度分別取0~3.30 m，3.30~6.60 m，6.60~10.00 m 的強度，每一組強度采用整體取樣點的單軸抗壓平均值。水泥攪拌樁下部10.00~20.00 m 的3 組強度分別取10.00~13.30 m，13.30~16.60 m，16.60~20.00 m 的強度，每一組強度采用整體取樣點的單軸抗壓平均值。

表2 水泥攪拌樁抽芯強度特征值

由表2 可知，“四攪四噴”水泥摻量110 kg/m攪拌樁（濕噴，濕噴+早強劑）強度特征值變化關系為8，11，14，17 號水泥攪拌樁抽芯強度整體強度均小于設計值。

3 結論

“四攪四噴”水泥攪拌樁（濕噴+早強劑）在施工過程中水泥漿中添加了質量分數為2%Gacl2的混凝土早強劑，水灰比整體在0.45~0.50 間，樁身長達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 為淤泥質土層，且淤泥層含水率高，有機質含量較高，攪噴工藝中鉆頭提升、下沉不均勻以及抽芯工藝等因素，導致其連續性評價多為一般，水泥攪拌樁（濕噴+早強劑）的成樁連續性與水泥攪拌樁（濕噴）成樁連續性相當。水泥攪拌樁（濕噴+早強劑）早期強度（28 d）較低，結合水泥攪拌樁抽芯強度特征值，水泥攪拌樁（濕噴+早強劑）整體強度較低。