早强剂对水泥搅拌桩施工质量的影响分析

胡宪平

（上海泓澄建设工程有限公司，上海200000）

0 引言

水泥搅拌桩是软土地区较为常用的地基处理方法，成桩质量对工程建筑安全具有十分重要的影响[1，2]。岩土工程问题具有一定的不可预料性，不同区域地质情况差异性较大，因此，针对桩基础进行现场施工试验是十分必要的[3，4]。通过现场试验，确定桩基础的施工工艺及相关参数，可在一定程度上提高桩基础的成桩质量，具有十分重要的意义。

台州市椒江区十一塘围垦工程位于台州湾西侧，北至椒江口南岸，南至椒江、路桥两区交界处。围区自北向南分布，东西宽3.1~4.2 km，南北长约8.2 km，围垦总面积2 667.53 hm2。项目总投资约8.337 7亿元，共分3个标段，为浙江省重点工程。该标段工程内容为桩号S7+900～S10+561.65顺堤，海堤主堤全长2 661.65 m，龙口段长600.00 m，北与Ⅱ标顺堤相接，南与台州市三山北涂围垦工程顺堤相连，围区内侧为椒江区十塘围垦工程标准海塘。工程合同价为1.086 6 亿元，合同工期为4 年，为了解决现场试桩成桩质量较差的突出问题，在施工现场开展水泥搅拌桩工艺试验尤显重要。

1 试验方案

选用掺入比为110 kg/m（湿喷）的水泥掺入量，共2 根试验桩（8，11 号）；另设置对比试验，110 kg/m 的水泥掺入量（湿喷）+2%早强剂Gacl2，共2根试验桩（14，17 号）。其中桩间距为1 500 mm，混凝土搅拌桩直径为600 mm，采用的“四搅四喷”施工程序：钻机就位—>制备水泥浆—>喷浆下沉—>喷浆提升—>重复喷浆下沉和提升—>移位。

搅拌杆下沉速率为0.8~1.0 m/min，提升速度为0.6~0.8 m/min，但最后一次提升的速度应在0.5 m/min 左右，转速不小于 50 r/min，10 m 搅拌桩的施工时间不应小于40 min。通过控制提升速度分层加固软土，纯淤泥段提升速度尽量取小值，砂层可取大值，注浆泵出口压力应保持在0.40~0.60 MPa，并应使提升速度与输浆速度同步。不得离析，泵送必须连续。

2 早强剂对水泥搅拌桩施工质量的影响

衡量水泥搅拌桩成桩效果的两个重要因素为水泥搅拌桩成桩连续性和单轴抗压强度，单轴抗压强度参考水泥搅拌桩抽芯度。

2.1 桩身连续性

8，11，14，17 号水泥搅拌桩的有效水泥土桩分为0～19.00 m，0～21.80 m，0～19.50 m，0～20.80 m，芯样基本完整，坚硬，搅拌基本均匀，呈柱状，部分呈块状，连续性一般。

2.2 水泥搅拌桩抽芯强度

8，11，14，17 号水泥搅拌桩（湿喷）抽芯强度见表1。

表1 水泥搅拌桩抽芯强度

整体来看，8，11号水泥搅拌桩强度随桩深变化较离散，最大值达到2.30 MPa，最小值仅有0.02 MPa。且桩头3.00 m 以上抽芯单轴抗压强度较高，3.00 m下强度急剧降低，桩身-3.00 m 以下部位桩身强度整体在0.50 MPa 以下。究其原因是因为3.00 m 以下桩身在淤泥土中，淤泥中含水率较高，参照室内试验结果淤泥土含水率在75%以上，因此湿喷在高含水率的淤泥土中在28 d 龄期时整体强度很低。14，17 号水泥搅拌桩强度随桩深分布较离散，最大值达到2.60 MPa，最小值仅有0.02 MPa。14号水泥搅拌桩抽芯位置处强度整体较低，17 号水泥搅拌桩深度在6.00 m 以上位置处抽芯强度整体较高，在0.50~1.00 MPa 范围内。桩端处为抽芯强度异常点。

为了更直观地说明水泥搅拌桩（湿喷，湿喷+早强剂）强度与桩深的变化关系，统计8，11，14，17号水泥搅拌桩0~10.00 m 与10.00~20.00 m 的强度特征值，特征值即水泥搅拌桩3 组强度平均值的最低值（见表2），水泥搅拌桩上部0~10.00 m的3组强度分别取0~3.30 m，3.30~6.60 m，6.60~10.00 m 的强度，每一组强度采用整体取样点的单轴抗压平均值。水泥搅拌桩下部10.00~20.00 m 的3 组强度分别取10.00~13.30 m，13.30~16.60 m，16.60~20.00 m 的强度，每一组强度采用整体取样点的单轴抗压平均值。

表2 水泥搅拌桩抽芯强度特征值

由表2 可知，“四搅四喷”水泥掺量110 kg/m搅拌桩（湿喷，湿喷+早强剂）强度特征值变化关系为8，11，14，17 号水泥搅拌桩抽芯强度整体强度均小于设计值。

3 结论

“四搅四喷”水泥搅拌桩（湿喷+早强剂）在施工过程中水泥浆中添加了质量分数为2%Gacl2的混凝土早强剂，水灰比整体在0.45~0.50 间，桩身长达20.00 m 左右，属于深层水泥搅拌桩。且搅拌桩除了桩头2.00 m为黏土填土层外，-2.00~-16.00 m 为淤泥质土层，且淤泥层含水率高，有机质含量较高，搅喷工艺中钻头提升、下沉不均匀以及抽芯工艺等因素，导致其连续性评价多为一般，水泥搅拌桩（湿喷+早强剂）的成桩连续性与水泥搅拌桩（湿喷）成桩连续性相当。水泥搅拌桩（湿喷+早强剂）早期强度（28 d）较低，结合水泥搅拌桩抽芯强度特征值，水泥搅拌桩（湿喷+早强剂）整体强度较低。