深层搅拌水泥土桩外掺生石膏的应用及分析.doc

深层搅拌水泥土桩外掺生石膏的应用及分析摘要：结合某工程实例，证明在深层搅拌水泥土桩施工中掺加适量的生石膏，对桩体强度、单桩及单桩复合地基承载力均有提高。关键词：深层搅拌水泥土桩、生石膏、强度、承载力深层搅拌水泥土桩采用的固化剂为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥，水泥掺量通常为被加固湿土质量的12-20%,适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土及无流动地下水的饱和松散砂土等地基，由于深层搅拌水泥土桩的水泥掺量低强度发展慢，在实际工程应用及冬期施工时，早期地基处理效果并不十分理想，为了提高深层搅拌水泥土桩的早期强度及地基承载力，我们采用外掺生石膏的办法来提高水泥土桩的早期强度及地基承载力，在实际工程应用中取得了良好的效果。一、 工程概况：某小区为一多层住宅小区，天然地基承载力不能满足设计要求，地基处理采用深层搅拌水泥土桩，设计桩长9.5m，桩径0.5m，单桩承载力设计标准值140kN，复合地基承载力设计值180kPa，水泥掺量为14%,为了保证工程质量，在基础施工前进行深层搅拌水泥土桩的试桩，在同一地质条件范围内施工不掺外加剂的水泥土桩和掺外加剂（生石膏）的水泥土桩各9根做比对试验，建设场地地质参数如下：粉质粘土（Q4a1+p1）:灰褐黄色深灰色，稍湿，可塑硬塑，平均厚度2.01m,粉质粘土（Q4a1+p1）:青灰色灰色，湿，稍密，平均厚度3.46m,粉质粘土（Q3-4a1+p1）姜黄色，湿，稍密，平均厚度1.99m,粉细砂（Q3-4a1+p1）:姜黄色，湿，中密，平均厚度6.08m。二、 试验方案：本次试验在同一地质条件下施工，同时在试验室配制70.7mm*70.7 mm *70.7 mm规格的试块，掺生石膏的桩的石膏掺量为水泥重量的5%，按配方配制水泥浆液，然后加入对应量的土样人工拌合均匀，试样采用人工击实成型，静置48h后脱模编号，放入砂浆标准养护室内养护，测定标准试件的3d、7d、28d、90d的无侧限抗压强度，水泥土试件的无侧限抗压强度6个一组，其计算公式为：q=p/A,q为试验龄期下的水泥土抗压强度（MPa）,p为破坏荷载(kN)，A为试样承压面积（m2）,取6个平行试样的抗压强度的算术平均值为试样的无侧限抗压强度。单桩及复合地基的试验方案为：在同一场地交叉施工18根深层搅拌水泥土桩，其中9根采用32.5级的普通硅酸盐水泥为固化剂，水泥掺量为14%，另外9根固化剂同上，掺5%（水泥重量）的生石膏为外掺剂，在施工完成28d后按照建筑基桩检测技术规范（JGJ102-2003）和建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）进行单桩和单桩复合地基检测。三、 试验结果：无侧限抗压强度试验结果见下表：龄期因素3d7d28d90d掺生石膏水泥土强度（Mpa）0.841.131.762.54水泥土强度（Mpa）0.400.681.362.05强度比(%)210165129124单桩承载力试验结果对比见下表：桩号因素123平均值掺生石膏水泥土桩（kN）186178192185水泥土桩（kN）166154158159强度比(%)112116121116复合地基承载力试验结果对比见下表：桩号因素123456平均值掺生石膏水泥土桩（kPa）224232218220232210223水泥土桩（kPa）200198208198200206202强度比(%)112117104111116102110单桩复合地基典型曲线如下：四、 结果分析与结论：深层搅拌水泥土桩的桩体强度及承载力提高的主要原因是由于生石膏与水泥中的铝酸钙反应生成大量的水化硫铝酸钙，其反应式为：3CaOAl2O3+3CaSO42H2O+26H2O=3CaOAl2O33CaSO432H2O水化硫铝酸钙以针状结晶析出，结晶交错及不断膨胀使水泥土的结构不断密实，强度增长，承载力提高。通过以上检测数据和分析，可以得出在水泥土中掺加适量生石膏可使深层搅拌水泥土桩的