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关于桂林某工地问题桩的室内试验探讨 摘要：桂林某工地的问题桩出现在化粪池附近，原因是由于人类的工程活动改变了土的地质条件，造成红粘土含有有机质，影响了水泥桩的强度。因此，有必要对水泥与有机质红粘土在深层搅拌时生成的水泥土的强度进行研究。本文通过室内试验，探讨了养护时间和养护环境对有机质水泥土强度指标的影响。试验研究表明，有机质红粘土和水泥搅拌生成的水泥土，在湿养条件下其强度会随着龄期而增长，前期增长速度快，而后期增长幅度则会减慢；另外不同的养护条件也会对有机质水泥土的强度产生影响，自然养护条件下水泥土的抗剪强度和抗压强度比湿养和水养条件下的普遍要高。 关键词：水泥土强度 养护条件 龄期 1 引言 桂林某工地的水泥搅拌桩在进行抽桩检测时，发现呈带状分布的“问题桩”出现。对现场进行调查，发现出现问题的桩是在化粪池处。而近年来，水泥搅拌法被广泛的运用在解决地基不均匀沉降方面，因为其具有良好的经济效益。但是该问题桩的出现，则表明一些因素会对水泥土的强度产生影响。[1]分析其原因，一方面是因为桂林地区大部分是红粘土，其工程性质复杂，人们对其性质研究不够。该桩是出现在化粪池附近，从另一方面说明了人类对垃圾的随意排放，造成了土含有有机质。用水泥搅拌法处理该地区的时候，并没有注意到土是否被有机质污染，从而导致了问题的出现。 根据研究表明红粘土地基受到有机质废弃物污染后，一旦其含量达到5％左右，就会使红粘土的物理力学性质发生重大改变，而根据该材料搅拌生成的水泥土其性质也会受到很大的影响。所以，本试验将红粘土、有机质、水泥按一定比例制作水泥土试样，并通过对制作的水泥土试样进行一系列试验，探讨了有机质水泥土的影响因素。 2 试验材料和试验过程 2.1 试验材料[2] 试验的材料主要是有机质、水泥和红粘土。其中红粘土取自于桂林市近郊，颜色为棕红、褐红、褐黄等色，含有少量铁锰结核。有机质选用的是江西萍乡生产的腐植酸钠，通过对土壤中有机质成分的分析，腐殖酸对土的物理力学性质影响最大。固化剂为桂林海螺牌普通硅酸盐水泥，标号为425#，实践证明其加固的效果比较好。另外为了提高水泥土的强度，选用了石膏、三乙醇胺、氯化钠作为外加剂，并按照石膏2+三乙醇胺0.05+氯化钠0.5（以水泥质量的%计）的比例配制。 2.2 试验过程[3] （1）将取来的红粘土放入烘箱，把控制温度在105~110℃，烘干的时间不少于8个小时，再把烘干后的土样捣碎，经过2mm筛，将筛下的的土装入容器内，密封以备用。[4] （2）制作三轴试样（d=39.1mm，h=80mm）和立方体试样（70.7mm×70.7mm×70.7mm）一共60组，都是按水泥15%，含水率35%，有机质5%，水灰比0.5的比例制成。其中20个三轴试样和15个立方体试样没有添加外加剂，并在湿养的条件下养护7d、14d、28d、60d。另外25个三轴试样，放在湿养、水养和自然养护这三种不同的养护环境下养护，在水养和自然养护条件下养护的试样添加了外加剂。 （3）进行三轴试验时，所设定的围压为0.1Mpa、0.2Mpa、0.3Mpa，设定的剪切应变速率为每分钟应变0.8%，在试验机前按下启动键即开始剪切。当百分表读数出现峰值或剪切轴向变形达到12%~15%时，剪切结束；而在进行无侧限压缩试验时设置的加荷速度为1mm/min，当试样出现峰值后，再继续剪切达到轴向变形的3%~5%，即可停止试验。[5] 3 试验结果分析 从养护环境对水泥土强度指标的影响、抗剪强度随龄期的变化、圆柱体抗压强度与立方体抗压强度对比等方面，对水泥土的影响因素进行分析。 3.1 养护条件与有机质水泥土强度的关系 将25个试样分别放在水养、湿养和自然养护条件下养护24h后进行三轴试验和圆柱体抗压强度试验。试验结果如下： 养护条件对粘聚力的影响见图1。 养护条件对内摩擦角的影响见图2。 养护条件对圆柱体抗压强度的影响见图3。 图1 养护条件与有机质水泥土粘聚力关系拟合曲线 图2 养护条件与有机质水泥土内摩擦角关系拟合曲线 图3养护条件与圆柱体抗压强度关系拟合曲线 从图1、图2、图3可以看出在不同的养护条件下，水泥土的强度指标和抗压强度有以下特点： （1）有机质水泥土的粘聚力存在比较明显的差异。自然养护条件下粘聚力强度最大，是其它养护条件下粘聚力的1.7~2.2倍。湿养条件下的粘聚力与水中养护的差不多。此外，添加外加剂的水泥土粘聚力比没有加外加剂的水泥土粘聚力要大。 （2）有机质水泥土的内摩擦角之间的差异并不大。添加外加剂的有机质水泥土内摩擦角虽然比没添加外加剂的要大，但提高的不多。 （3）圆柱体抗压强度有较明显的差异。在自然养护条件下的圆柱体抗压强度最大，是其它养护条件下强度的1.8~2.3倍。湿养条件下圆柱体抗压强度比水中养护的强度要大