论水泥搅拌桩的试验监控
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【摘 要】水泥搅拌桩是针对湿陷性黄土路基处理的一种重要施工方案之一，做好试验检测监控，能更好的指导施工，控制施工质量，节约项目成本。
【关键词】水泥搅拌桩；试验监控
包茂高速公路工程西铜高速公路K29+552-K34+962段属于软土地基，土层1.5m以下含水量在35.1%左右，属于典型的陷限型黄土，湿陷型黄土的特点是：空隙度较大，压缩性偏高，天然密度小，这种黄土遇水下沉，工程施工中一般采用灰土挤密桩、水泥搅拌桩、粉喷桩等方法进行处理，由于此段地区水源丰富，故采用水泥搅拌桩方法来对这一段落进行软基处理，其原理是以水泥作为固化剂，利用深层搅拌机械将水泥与原状软土进行强制搅拌、压缩、并吸收周围水份，经过一系列物理化学作用行成一种复合地基，此地基具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体，它对提高地基承载力、减少地基的沉降量及保证桥头填土路基稳定性具有明显的效果。
1.水泥搅拌桩施工工艺中，水泥是唯一一个重要的原材料，所以对水泥的选用上一定要经过严格的试验检测和筛选，水泥在此工艺施工中的作用
（1）水泥的主要成分有氧化硅、氧化钙、氧化铝及氧化硫，这些硫化物可以分别组成不同的的水泥矿物，由硅酸三钙、钙酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙，以上矿物质遇水化合后，产生水解和水化反应，生成Ca（OH）2，产生含水钙化物，这些胶粒子有自生硬化特点，形成水泥坚固的骨架。
（2）粘土作为一个多相散布系，和水结合时就表现出一般的的胶体特征，土中含量最高的二氧化硅遇水后形成硅酸胶体微粒，其表面带有钠、钾离子，它们能和水泥水化生成Ca（OH）2中的钙离子进行当量吸附交换，使较小的土颗粒形成较大的团粒，从而提高土的强度，水泥水化物的凝胶粒子的表面积比原来的水泥颗粒大1000倍，因而产生很大的表面能，有强烈的吸附活性，能使较大的土团粒进一步结合起来，形成水泥土团粒结构并封闭各土团之间的空隙，形成坚固的连接，可使水泥土的强度进一步提高。
（3）随着水泥水化反应的深入，溶液中析出大量的钙离子，当其数量超过上述各离子交换的需要量后，则在碱性环境中能与组成粘土的矿物质的一部分形成大量的化学反应，生成不溶于水的稳定结晶化合物，这些化合物在水中和空气中逐渐硬化，增加水泥土的强度，而且由于其结构致密，水分不易侵入，从而使水泥土具有水稳性。
2.水泥搅拌桩检测结果
按照设计要求采用强度等级为PC32.5复合硅酸盐水泥，试验室对进场水泥进行检测合格后，堆放于干燥区域，严禁受潮、雨淋和暴晒，对施工现场的水泥存放必须搭设水泥棚，水泥棚用毛竹或其它合适材料搭设，上盖油布、下铺红砖和塑料布，周围挖排水沟，深度以低于水泥台面10～20cm，按设计要求水泥的掺入量为加固天然湿土质量的15%，采集施工段落内各层厚度土样，进行室内配比试验，制备7.07cm立方体试件，在标准养生条件下养护。检验7d、14d、28天d，在不同龄期下，不同水泥掺量、不同外加剂土体的抗压强度，寻求满足设计要求的最佳水灰比、水泥掺量及外加剂品种、掺量。要求28天无侧限抗压强度不小于1.3Mpa，且单桩承载力不小于120KPa，施工中严格控制水泥浆密度。
2.1水泥搅拌桩施工
按设计要求水泥搅拌桩长为6～8m，桩径50cm，桩间距1.20米，桩位按等边三角形布置。如图所示。
水泥搅拌桩平面布置图
2.2试验检测
（1）在成桩3d后，用轻便动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性，检查频率为每段落内总桩数的1%且不少于3根。
（2）成桩7d后，采用浅层开挖桩头目测检查搅拌均匀性、整体性及外观质量，并测量成桩直径。开挖深度为停浆面以下1.5M处。检查频率为每段落总桩数的5%。成桩28d后，钻芯取样（用双管单动取样器钻芯取样）做无侧限抗压强度试验，每根桩取3处，即距桩顶及桩底1.0m，桩中间，每处取2个试件。检验频率为每段落总桩数0.5%，且不少于1根桩。同时从钻取的芯样中检查搅拌均匀性、桩长及桩底是否穿过软土层。
2.3成桩后试验检测结果对比（单桩承载力、芯样检测强度）
后附试验室承载力检测报告。
经过前后试验数据对比，经过水泥搅拌桩处理后的地基承载力满足设计的地基承载力要求，对水泥搅拌桩的芯样进行7d及28d强度检测，其强度实测平均值为1.0Mpa和1.6Mpa，达到设计强度的66%和107%，满足设计要求，这表明PC32.5复合硅酸盐水泥在水泥搅拌桩处理湿陷型黄土是成功的，并表明软基处理并不一定采用高强度早强，普通复合水泥也能代替高强水泥，在以后的施工中应该得到广泛的推广应用！
【参考文献】
[1]公路路基设计规范.JTJ013-952.公路路基施工技术规范.JTJ033-95.
[2]公路排水设计规范.JTJ018-97.
[3]公路工程技术标准.JTJ001-97.
[4]公路施工手册.
[5]公路工程质量检验评定标准.JTJ07-98.