双向水泥土搅拌桩荷载传递规律及桩身强度

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摘要：通过对双向水泥搅拌桩桩身荷载传递规律研究，发现桩身荷载随深度的增加逐步衰减，在0～4m范围内，桩身荷载衰减速度明显快于下部桩身荷载；不同荷载作用下，桩身竖向附加应力变化趋势基本与在不同荷载作用下桩身荷载传递规律相似。另外，对影响双向水泥搅拌桩桩身强度因素进行了分析。

关键词：双向水泥搅拌桩，荷载传递，强度

引言

双向水泥土搅拌桩是指在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统带动分别安装在内、外同心钻杆上的两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌水泥土而形成的水泥土搅拌桩。本文在分析双向水泥土搅拌桩工作基本原理及其主要优点的基础上，着重研究双向水泥土搅拌桩桩身荷载传递规律及其桩身强度影响因素。

1、双向水泥土搅拌桩的基本原理

对现行水泥土搅拌桩机械的动力传动系统、钻杆以及钻头进行改进，采用同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片，在外钻杆上安装反向旋转叶片。通过外钻杆叶片反向旋转的压浆作用阻断水泥浆上冒途径，并通过上、下两组搅拌叶片正反旋转，有效提高搅拌均匀性，确保成桩质量。

2、双向搅拌桩的主要优点

(1)利用常规设备加工改进，易于推广。(2)双向搅拌，阻断浆液上冒，提高搅拌均匀性，保证水泥土搅拌桩的水泥掺入量，确保成桩质量。(3)内、外钻杆旋转方向相反，搅拌产生的剪切力基本抵消，减小了施工对桩周土体的扰动。(4)搅拌效率提高，可将现有工法的四搅两喷改变为两搅一喷，使工效提高一倍。

3.影响双向水泥土搅拌桩桩身强度因素分析

国内外对加固土所做的大量试验结果表明，影响水泥土强度的因素主要有：①水泥掺入比；②龄期；③土样含水量；④水泥强度等级；⑤土样中有机质含量；⑥外掺剂；⑦养护方法；⑧拟加固土类；其中以龄期、水泥掺入比和土样含水量对强度影响最大。本次对双向水泥搅拌桩的试验结果与前人研究结果基本相似具体介绍如下。

3.1水泥掺入比αw(%)的影响

水泥掺入比αw系指水泥重量与被加固的软土重量之比，即：

其中：W1为掺加的水泥重量；W为被加固的软土重量。

采用水泥作为固化剂材料，在其他条件相同时，在同一土层中水泥掺入比不同时，水泥土强度将不同。从图3.4中可以看出，水泥土的强度随水泥掺入比的增大而提高，当αw小于5%时，由于水泥与土的反应过弱，水泥土固化程度低，强度离散性也较大，故在水泥土深层搅拌法的实际工程中，选用的水泥掺入比αw宜大于7%，一般水泥掺入比αw采用12%～20%。但因场地土质与施工条件的差异，掺入比的提高与水泥土强度增加的百分比是不完全一致的。

3.2外掺剂的影响

木质素磺酸钙对水泥土早期强度的增长影响不大,主要起减水作用。三乙醇胺、氯化钙、碳酸钠、水玻璃、石膏等对水泥土早期强度有增长作用,其效果与土质、水质、水泥掺入比等因素有关。当掺入与水泥等量的粉煤灰后,水泥土强度可提高10%左右。

土体颗粒间存在较大孔隙,使土体强度低下,水化硅酸钙可将松散的土体胶结成整体,提高土体的强度,但其充填孔隙的效率较低,限制了水泥土强度的进一步增长。工业废石膏的主要成分为CaSO4,与水泥含铝相水化物发生反应,能生成大量的钙钒石晶体,这些晶体膨胀填充了部分孔隙,使土体孔隙减少。针状、柱状晶体在孔隙中相互交叉,与水化硅酸钙一起形成空间结构,大大提高了水泥土结构强度

3.3水泥强度等级

水泥标提高100#,水泥土强度提高超过30%,要求达到相同强度,水泥强度提高100#可降低水泥掺入比3%以上。

3.4土体含水量

当水泥土配比相同时,其强度随土样的天然含水量降低而增大。当含水量在50%～85%间变化时,含水量每降低10%，水泥土强度提高20%以上。

3.5土质

长期的实践证明,对高岭石、多水高岭石、朦脱石含量较高的软土,加固效果较好;对伊利石、氯化物、水铝石英含量较高的软土、有机质含量较高的软土、pH值较低的软土加固效果较差。当软土的塑性指数大于25时,容易在搅拌头叶片上形成泥团,无法完成搅拌。当pH值小于4时,掺入百分之几的石灰,通常pH值会大于12。

3.6有机质含量

土中有机质含量高会阻碍水泥水化反映,影响水泥土的强度增长。有机质含有富里酸和胡敏酸,在水泥、水的体系中,富里酸呈水溶液形式存在,当水泥与富里酸溶液接触后,二者形成的吸附层延缓了水泥的水化过程。水泥水化生成的水化铝酸钙、水化硫铝酸钙、水化铁铝酸钙晶体,由于富里酸的分解作用,使这些水化产物解体。有机质使土体具有较大的水溶性、塑性、较大的膨胀性、低渗透性,不利于水泥土强度的提高

3.7水质

地下水硫酸盐含量较高时,因其与水泥起化学反应,对水泥土具有结晶蚀,呈现出开裂、崩解破坏。为此应选用抗硫酸盐水泥,使水泥土中产生的膨胀物质控制在一定的范围内,提高水泥土的抗侵蚀能力。地下水的含盐度高时,水泥土的早期强度提高较快,随着时间的增长会产生崩解破坏。

4、小结

文中主要分析了双向水泥搅拌桩桩身荷载传递规律，研究发现桩身荷载随深度的增加逐步衰减，在0～4m范围内，桩身荷载衰减速度明显快于下部桩身荷载；各级荷载作用下，桩身竖向附加应力最大值基变化趋势基本与在不同荷载作用下桩身荷载传递规律相似。同时，就影响双像水泥搅拌桩桩身质量因素进行了研究，研究得出双向水泥搅拌桩桩身强度随着水泥掺入比的增加而增加，但强度增加趋势是非线性的；水泥标提高100#,水泥土强度提高超过30%,要求达到相同强度,水泥强度提高100#可降低水泥掺入比3%以上。

从本质上看，作品以虚构故事讲述美国人的非洲历险，实际是鼓励美国民众去世界各地探险、征服和统治，集中体现了美国的国家意志，因为作品中叙述话语和权力总是纠结在一起，形成一种相辅相成关系。学者们认为“这些话语所保有的不仅仅是对这个世界的理解，而且在某种感觉上，它保有的就是这个世界本身。”[6]

三

《雨王汉德森》并未摆脱殖民话语的影响，但也不能就此认定，作品是在为殖民主义张目。实际上，作品在采用殖民话语展开叙述时，又自觉突破了殖民叙事的藩篱。

首先，小说未将汉德森塑造为全能的救世主，这显然悖离了殖民叙事规则。事实上，汉德森的所有拯救行动都不成功。他一开始想给非洲孩子送些礼物，结果用火机点燃了整个森林，将孩子们吓得四处奔逃；他原想炸死青蛙为非洲居民除害，结果却炸开池塘堤坝让蓄水流失；虽然他举起门玛石像当上雨王，实际也是偶然巧合才求雨成功。汉德森一心要拯救非洲，结果表明他对非洲的现状无能为力。其次，小说对两位国王的描写也超越了殖民叙事传统。一是女王威拉塔莉。汉德森觉得女王身上有种神秘的力量，他在她面前焦虑、烦恼和骄傲烟消云散。“她一身脂肪，冒着汗珠，晶亮地闪着光，肥肉像一匹缎子般打了褶。她的臀部，在飘然的长袍下，宽得像一只沙发。”[2]87这里，威拉塔莉女王成为大地母亲的象征，她洞悉人生真谛，指导汉德森“格伦―多―莫拉尼”――你要活下去。二是达孚国王。达孚是汉德森的朋友和导师，他提醒汉德森面临的危险处境，鼓励他触摸和模仿狮子，发出狮子般的嚎叫，从狮子身上获得超验的力量。汉德森从达孚这里获得思想启迪，他将幼狮带回美国，把“我要，我要”转换成“他们要，你们要”，立志做医生为他人服务。小说中的两位国王是汉德森的人生导师，他们不是肮脏而愚昧的非洲人，具有高超智慧和超人品格。显然，作品与殖民叙事存在一定的区别。

小说采取矛盾的叙述策略无疑与作家的出生与经历有关。贝娄是美国犹太作家，并非盎格鲁―撒克逊人后裔，他创作小说时并非美国文化的代言人，只是徘徊于主流文化之外的边缘作家，一直遭受WASP文化压抑。贝娄少年时代曾遭受其他孩子追打。《奥吉・马奇历险记》写道：“有时候，我们被骂作杀害耶稣的凶手，受到追逐、吃石头、被咬、挨打，我们所有人，甚至包括乔治，不管我们喜欢不喜欢，都要受到这种莫名其妙的惠顾。”[2]13贝娄大学阶段无法进入英文系学习，因教师大都捍卫盎格鲁―撒克逊传统，英文系犹太学生更是寥寥无几。贝娄在获得社会学和人类学学士学位后希望进入英文系深造，但英文系主任威廉・弗兰克・布莱恩明确告诉他，犹太人而且是俄罗斯犹太人的儿子，对英语和英语文学没有敏锐的感受，不可能抓住英语文学的精髓。贝娄说过，“我自己的情况是我很早就理解，不管我愿意不愿意，我是陌生人中的陌生人。”[7]无论从出身还是经历来看，他都不可能完全认同WASP国家策略。加之，作为一名俄籍犹太移民的后裔，他也是被侮辱与被损害民族的一员，对相同处境的非洲人比较同情，所以在叙述时自觉突破了殖民叙事的阴影。

小说叙述的叛逆性还与作家对社会危机的洞悉相关。从个人角度看，汉德森远走非洲是为逃避国内焦头烂额的局面：“滚回去！该死的东西，别纠缠我呀！可他们怎么会不纠缠我呢？它们是属于我的，是我自己的事儿，而且从四面八方向我袭来。情况变得一团糟。”[2]1他是为寻求精神解脱才远走非洲的。从社会角度看，汉德森担负着特殊的拯救使命――寻找医治美国现代文明的良药。尽管美国物质生活优裕，汉德森却仍感到精神空虚。他认为美国文明正日益退化为荒漠，由此，“汉德森要从非洲沙漠的原始部落里寻找生命，带到美国的荒原；他要到非洲荒蛮地带，通过一系列仪式，唤醒沉睡的精神，寻求身体与灵魂的完整统一。”[8]这是，汉德森看到的非洲与美国情况完全不同，“高高的天空像一片蓝色的森林……一轮非洲明月，在静谧的蓝色的森林般的天空中，不但非常美丽，而且仿佛还在拼命追求达到更美的境界。”[2]156这样，贝娄的非洲形象就变得复杂的，一开始是个美丽神秘的地方，接着又变成肮脏落后的所在。非洲居民大多是野蛮无理的，但两位国王却有超人的智慧和力量。贝娄如此描述非洲是要用非洲的淳朴美丽，反衬现代都市生活的丑恶，对比当代社会尔虞我诈的人际关系。

《雨王汉德森》是索尔・贝娄最为复杂的作品，小说的歧义性不仅源于《圣经》的诸多原型，也与作家矛盾的写作策略有关。一方面贝娄作为一名美国当代作家，对传统殖民叙事采取归顺立场，其“政治无意识”叙述与国家策略趋于一致。另一方面，作为一名犹太后裔，贝娄又不能认同WASP主流文化，相反，他对美国当代文明面临的危机极为焦虑，这样他又与国家意识形态有所背离，在创作中超越了殖民叙事的藩篱。

作者简介：

李仲季，浙江海洋学院人文学院2010届学生；汪汉利，浙江海洋学院人文学院教师。

参考文献：

[1] Jameson, Fredric. The Political Unconscious[M]. London: Methuen & Co. Ltd.1981:35.

[2]索尔・贝娄，《索尔・贝娄全集》第三卷[M]，毛敏渚译，石家庄：河北教育出版社，2002.

[3] Ledent.B n.dicte. Caryl Phillips [M]. Manchester and New York: Manchester UP, 2002:3.

[4][美]萨义德：《福柯与德里达》，见汪民安等编：《后现代性的哲学话语》[M]，杭州：浙江人民出版社，2000:12.

[5]史志康，《美国文学背景概观》[M]，上海：上海外语教育出版社，1998:418.

[6]姜飞，《殖民话语的特性分析》[J]，《学习与实践》[J]，2006（7）:152.

[7]周南翼，《贝娄》[M]，成都：四川人民出版社，2003:151.

[8]索尔・贝娄，《索尔・贝娄全集》第十三卷[M]，王誉公张莹译，石家庄：河北教育出版社2002:24.