馮 磊 雷美清

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074; 2.中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所，湖北 武漢 430074)

1 概述

目前關(guān)于地基處理主要采用了碎石土樁、擠密型砂樁、石灰土樁、深層水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、混凝土樁、水泥芯樁、水泥土樁、灰土樁、土樁［1］。各樁體技術(shù)都存在著造價(jià)高，施工條件受限，沒(méi)有充分利用原地基土體等缺點(diǎn)?；旌贤翑D壓固化預(yù)制樁是由中國(guó)科學(xué)院武漢巖土所研制，一種用于軟土地基處理的新型預(yù)制樁，該樁通過(guò)在混合土制及其設(shè)備中添加了粘土和水泥以及石灰的拌合物，然后通過(guò)高壓作用，最后預(yù)制成強(qiáng)度較高的樁體?，F(xiàn)研制的混合土擠壓機(jī)可對(duì)放置在圓柱形密閉空間的混合土料壓制成直徑為400 mm混合土擠壓固化預(yù)制樁，其主要特點(diǎn)為低成本，質(zhì)量可控并可及時(shí)進(jìn)行有效地、直觀地檢測(cè)，具有良好的應(yīng)用前景，對(duì)我國(guó)地基處理技術(shù)的發(fā)展具有一定促進(jìn)作用。

2 混合土擠壓固化預(yù)制樁的制作

2.1 制樁原理

混合土擠壓固化預(yù)制樁的主要材料有水泥、石灰、粘土等。該樁基本原理是利用粘土、水泥、石灰等材料具有一定的孔隙和壓縮性，混合土料在壓樁設(shè)備的封閉的空腔里面，該設(shè)備的空腔一端固定封閉，另外一端是帶有活塞，如圖1所示。在高壓作用下，推動(dòng)活塞使得活塞與混合土料相互接觸、擠壓?；旌贤亮项w粒之間在水的潤(rùn)滑作用下，土料先把空隙填滿，然后在壓力作用下，孔隙開(kāi)始被擠壓，不同級(jí)配的土顆粒占了相應(yīng)的空隙，向密度最大的趨勢(shì)擠壓成樁體。

樁體經(jīng)高壓擠壓具有一定強(qiáng)度后，設(shè)備將其推出空倉(cāng)，水泥和石灰以及粘土固化后成直徑0.4 m、長(zhǎng)度2 m的樁體，見(jiàn)圖2。

圖1 混合土擠壓固化預(yù)制樁設(shè)備圖

圖2 混合土擠壓固化預(yù)制樁

2.2 制樁過(guò)程

混合土擠壓固化預(yù)制樁的制樁步驟如下:

1)混合土料的拌和方式。

根據(jù)所選定的混合土擠壓固化預(yù)制樁所優(yōu)化的配比情況，先將石灰粉和粘土攪拌均勻，然后將特定的水泥和特定的水量攪拌成水泥漿液。最后把水泥漿液通過(guò)噴灑的方式添加到帶有石灰粉的粘土中攪拌形成混合土料。

2)加料和壓制土料。

將攪拌好的混合土料倒入混合土擠壓機(jī)的進(jìn)料斗中，通過(guò)主液壓油缸推送混合土至擠壓倉(cāng)進(jìn)行擠壓壓實(shí)。擠壓過(guò)程分次擠壓，第一次初始擠壓，壓強(qiáng)為主液壓油缸的1/3～1/2，初始擠壓是將離散的混合土料擠壓成較密實(shí)的土體，但粘土顆粒之間孔隙較大，粘結(jié)效果不佳，土顆粒間還有較大孔隙;第二次擠壓，主液壓油缸加壓至最大壓強(qiáng)35 MPa，使經(jīng)過(guò)初始擠壓的土體再次被壓縮，土顆粒間孔隙減小，密實(shí)度也相應(yīng)提高，土體在壓力作用下顆粒間相互粘結(jié)，初步形成具有一定強(qiáng)度的樁體。

3)保壓過(guò)程。

由于該壓制過(guò)程速度較快，粘土中的孔隙壓力還沒(méi)有全部的消散。孔隙壓力的消散是一個(gè)緩慢的過(guò)程，因此需要一定的時(shí)間。為了防止壓力回彈和保持樁的密實(shí)性。因此，需要在25 MPa壓力下保壓1 min～2 min。

4)樁體養(yǎng)護(hù)。

樁體養(yǎng)護(hù)是樁后期強(qiáng)度的保障條件。混合土擠壓固化預(yù)制樁是以粘土為主要材料的樁體，而粘土固化是一個(gè)緩慢的過(guò)程，且樁體在溫度過(guò)高的條件下養(yǎng)護(hù)會(huì)導(dǎo)致固化的過(guò)程較快容易使得樁身發(fā)生裂痕，嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)了貫穿的裂痕，大大的降低了樁的制作質(zhì)量。但是，樁本身需要在工程中使用，不能參照有關(guān)混凝土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件進(jìn)行。為此對(duì)混合土擠壓固化預(yù)制樁的養(yǎng)護(hù)條件需要做幾點(diǎn)說(shuō)明:第一在樁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中不能讓樁體暴曬;第二需要蓋一層保濕材料;第三每隔一段時(shí)間對(duì)樁體灑水養(yǎng)護(hù)。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 施工準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制

1)進(jìn)行水泥、石灰等固化材料的室內(nèi)摻和比試驗(yàn)，確定設(shè)計(jì)摻合比。

2)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，確定和修正設(shè)計(jì)參數(shù)。

3)確定工藝流程，建立質(zhì)量保證體系。

3.2 沉樁施工質(zhì)量控制

1)檢查混合土擠壓固化預(yù)制樁的規(guī)格、型號(hào)、尺寸及有無(wú)斷裂等質(zhì)量問(wèn)題。

2)樁位偏差不得大于50 mm，垂直度偏差不得大于1.0%，樁頂標(biāo)高偏差不得超過(guò)50 mm。

3.3 靜載荷試驗(yàn)質(zhì)量控制

混合土擠壓固化預(yù)制樁應(yīng)采用單樁或復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)其承載力。靜載荷試驗(yàn)宜在成樁28 d后進(jìn)行，每個(gè)單位工程不宜少于3點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了混合土擠壓固化預(yù)制樁的制樁技術(shù)，并提出了合理的質(zhì)量控制措施，對(duì)今后該樁在實(shí)際工程中的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。