略论淤泥质软土水泥搅拌桩的加固技术

【摘 要】本文研究分析在特殊地区设计、施工水泥搅拌桩的困难，并对相关理论进行探索，提出相应的解决方式，为今后施工打下扎实的基础，促进行业进一步发展。

【关键词】软土；水泥搅拌桩；加固

前言

水泥搅拌桩应用于地基加固之中，具有良好的经济效益和社会效益，但是在一些特殊的软土区域，例如河边、海边等，具有十分丰富的地表潜水，淤泥具有百分之六十至百分之九十的含水量，上述区域之中含有较高有机质，会对水泥土的强度发挥产生影响，如果淤泥中混有细砂，会对下一步施工带来影响，在上述特殊区域之中，使用常规方式进行施工很难获得成功，本文对此问题进行研究，并提出解决措施。

1理论探索与对策

1.1　桩长范围内土中有机质含量对水泥土强度的影响

某电厂继电器室设计为水泥搅拌桩复合地基，桩数540根，桩径Φ600　，桩长9.50　m，水泥掺入量15　%　，水灰比0.60：1，要求处理后的复合地基承载力特征值160　kPa　，但由于地表下6.0　m　范围淤泥中有机质含量2　%～5　%　，局部高达10　%　，且塑性指数偏高，经复合地基静载荷试验，其试验特征值仅为67　kPa　，远小于设计要求取值。

如果土壤中含有较多有机质，会导致含水量、膨胀水平、塑性较高，渗透性较低，通过相关研究证明，对水泥质量产生影响的有机质主要为富里酸，在水泥、水、富里酸的土体系之中，富里酸会为水溶液的形式广泛存在，和矿物层相互吸附之后产生吸附层，降低水化的过程中。同时，在晶体生成之后，因为富里酸具有分解作用，会导致水化物降解，对水泥形成造成破坏，阻碍水化反应生成。相关研究表明，如果软土之中有机质的含量超过百分之一的时候，仅仅使用水泥不能取得良好的加固效果，如果富里酸的含量超过百分之二的时候，不能使用上述方式。某电厂继电器室水泥搅拌桩复合地基静载试验数据之低，还与有机质集中于桩身上段土中有关。复合地基静载试验，结合静载试验等，逐步降低轴力水平，保证轴力最大值距离桩顶2m至4m左右，如果水泥土的强度较低，会产生较大的沉降，降低桩体的承载水平，因此，应该保证桩身的土中含有大于百分之一的有机质，如果富里酸大于百分之二的含量，不能够按照上述方式进行施工和设计。

1.2　富含有机质软土水泥土复合添加剂研究

水泥土的强度因为软土和水泥之间产生的一系列物理和化学反应而得到提高，会导致水泥硬化和水化，同时，还会产生水化物和土体之间互相作用，如果软土之中含有较多有机质会降低硬化水平，延缓硬化水化反应，因此，应该选择矿物含量较低的水泥等，避免产生强度降低的现象，同时，选择早强型的外加剂，使水泥早期强度得到提高。

如果矿物之中含有富里酸，会受到分解作用的影响，外加剂的使用量较少不会产生明显的效果，如果软土含水量较高，外渗剂可能被稀释，同时，水泥浆的颗粒会受到分割和包裹，导致外渗剂无法发挥最大效应，因此，应该使用复合型的添加剂，如果掺入量很多，能够抵御富里酸侵蚀，同时对晶体成长速度进行控制，在上述理论的指导之下，寻求到新配方，配方1之中的掺量为百分之十一，选用百分之五水泥重的生石膏粉和水玻璃，选用百分三十水泥重的粉煤灰，选用百分之零点五的添加剂，添加剂主要包含以下几种化学物质，绿矾、红帆、盐卤等。

通过大量实验表明，使用配方1能够提高强度，通过表1能够得知，无有机质软土水泥土其90　d　无侧限抗压强度为常规配方（水泥掺合量为15　%）　的126　%，因粉煤灰资源较丰富，利用粉煤灰成本极低，故新配方材料消耗仅为常规配方的95　%。对有机质含量为3　%的淤泥水泥土，其90d　无侧限抗压强度虽仅为1152　MPa，但已达到常规配方强度的145　%　，当新配方的水泥掺合量增加到15　%时（表中的新配方（2）　）　，其强度即达2.02　MPa，符合目前的设计要求。

1.3　高含水量淤泥中夹有粉细砂的水泥搅拌桩施工措施

如果在淤泥之中含有砂层，会导致和河塘产生通道，导致淤泥和河道之中的水产生水力关联，受到潮水等因素的影响，为施工带来十分巨大的影响，提高施工难度，对动水状态土质使用湿喷法进行施工，在使用干喷施工的过程中，会使在没有进行充分搅拌的时候产生结块，因此，应该增加稳定剂，使水灰比的比例为零点六比一，避免水泥浆产生沉淀离析的现象，提高其完整性，在使用湿喷法施工的过程中，应该使用二上二下的方式，提高桩体的完整性和连续性，提高喷浆量，对深度进行控制，避免对水泥浆稀释。

2工程应用

因为桩体具有造价低廉、效率较高和施工便捷等特征，对周围的建筑物和场地污染很小等优势，在一些特殊的区域，在上述理论基础之上，可以使用复合地基等，但是在应用的过程中应该注意以下几个方面：

首先，在特殊区域施工的过程中，应该首先通知勘测部门，在遇到土层为黑色的时候，应该明确土层的力学指标，同时对水质、有机质和富里酸等含量进行测定和分析。第二，使用变掺梁进行施工，增加桩顶零米至五米的掺和量。第三，使用适宜的掺合剂、掺量和水泥，将富里酸的有害作用降到最低。第四，对动水状态下的桩体使用湿喷法进行施工，增加稳定剂。例如，以某地的石膏厂为例，地表以下3m至6m的位置有细砂层，下部为淤泥的土质，在设计过程中，使用Φ600的桩体，保证桩长在16，m，在上段的掺入量为百分之二十，下段的掺入量为百分之十八，平均掺入量为百分之十五，使用新方式进行施工的过程中，应该对靠近河边的地区首先施工，降低对周围桩体的不利影响，在施工完成之后的七日之内进行试验，在竣工之后，具有良好的沉降水平，保证沉降量40mm左右。

3　结语

有机质之中含有富里酸，会对水泥硬化产生阻碍，减缓了硬化反应和水化反应，软土水泥主要由水、水泥和软土组成，在软土含量较高的时候，加入早强剂和外渗剂，无法实现预期效果，也不能减缓富里酸分解，但是如果桩身土之中含有大于百分之一的有机质，含有大于等于百分之二的富里酸，不能够按照上述方式进行施工和设计。通过大量试验证明，使用复合型掺加剂和水泥混合能够避免水泥受到富里酸等侵蚀，对水化产生的晶体进行控制，避免其成长过快，上述配方在工程实践之中具有良好的应用价值。如果淤泥土质为动水状态，可以使用湿喷法进行施工，保证水灰比为零点六比以，加入稳定剂，使桩身的质量得到保障。