双向水泥土搅拌桩荷载传递规律及桩身强度

双向水泥土搅拌桩荷载传递规律及桩身强度摘要：通过对双向水泥搅拌桩桩身荷载传递规律研究，发现桩身荷载随深度的增加逐步衰减，在0～4m范围内，桩身荷载衰减速度明显快于下部桩身荷载；不同荷载作用下，桩身竖向附加应力变化趋势基本与在不同荷载作用下桩身荷载传递规律相似。另外，对影响双向水泥搅拌桩桩身强度因素进行了分析。

关键词：双向水泥搅拌桩，荷载传递，强度

引言

双向水泥土搅拌桩是指在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统带动分别安装在内、外同心钻杆上的两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌水泥土而形成的水泥土搅拌桩。本文在分析双向水泥土搅拌桩工作基本原理及其主要优点的基础上，着重研究双向水泥土搅拌桩桩身荷载传递规律及其桩身强度影响因素。

1、双向水泥土搅拌桩的基本原理

对现行水泥土搅拌桩机械的动力传动系统、钻杆以及钻头进行改进，采用同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片，在外钻杆上安装反向旋转叶片。通过外钻杆叶片反向旋转的压浆作用阻断水泥浆上冒途径，并通过上、下两组搅拌叶片正反旋转，有效提高搅拌均匀性，确保成桩质量。

2、双向搅拌桩的主要优点

(1)利用常规设备加工改进，易于推广。(2)双向搅拌，阻断浆

液上冒，提高搅拌均匀性，保证水泥土搅拌桩的水泥掺入量，确保成桩质量。(3)内、外钻杆旋转方向相反，搅拌产生的剪切力基本抵消，减小了施工对桩周土体的扰动。(4)搅拌效率提高，可将现有工法的四搅两喷改变为两搅一喷，使工效提高一倍。

3.影响双向水泥土搅拌桩桩身强度因素分析

国内外对加固土所做的大量试验结果表明，影响水泥土强度的因素主要有：①水泥掺入比；②龄期；③土样含水量；④水泥强度等级；⑤土样中有机质含量；⑥外掺剂；⑦养护方法；⑧拟加固土类；其中以龄期、水泥掺入比和土样含水量对强度影响最大。本次对双向水泥搅拌桩的试验结果与前人研究结果基本相似具体介绍

如下。

3.1水泥掺入比αw(%)的影响

水泥掺入比αw系指水泥重量与被加固的软土重量之比，即：其中：w1为掺加的水泥重量；w为被加固的软土重量。

采用水泥作为固化剂材料，在其他条件相同时，在同一土层中水泥掺入比不同时，水泥土强度将不同。从图3.4中可以看出，水泥土的强度随水泥掺入比的增大而提高，当αw小于5%时，由于水泥与土的反应过弱，水泥土固化程度低，强度离散性也较大，故在水泥土深层搅拌法的实际工程中，选用的水泥掺入比αw宜大于7%，一般水泥掺入比αw采用12%～20%。但因场地土质与施工条件的差异，掺入比的提高与水泥土强度增加的百分比是不完全一致的。

3.2外掺剂的影响

木质素磺酸钙对水泥土早期强度的增长影响不大,主要起减水作用。三乙醇胺、氯化钙、碳酸钠、水玻璃、石膏等对水泥土早期强度有增长作用,其效果与土质、水质、水泥掺入比等因素有关。当掺入与水泥等量的粉煤灰后,水泥土强度可提高10%左右。

土体颗粒间存在较大孔隙,使土体强度低下,水化硅酸钙可将松散的土体胶结成整体,提高土体的强度,但其充填孔隙的效率较低,限制了水泥土强度的进一步增长。工业废石膏的主要成分为caso4,与水泥含铝相水化物发生反应,能生成大量的钙钒石晶体,这些晶体膨胀填充了部分孔隙,使土体孔隙减少。针状、柱状晶体在孔隙中相互交叉,与水化硅酸钙一起形成空间结构,大大提高了水泥土结构强度

3.3水泥强度等级

水泥标提高100#,水泥土强度提高超过30%,要求达到相同强度,水泥强度提高100#可降低水泥掺入比3%以上。

3.4土体含水量

当水泥土配比相同时,其强度随土样的天然含水量降低而增大。当含水量在50%～85%间变化时,含水量每降低10%，水泥土强度提高20%以上。

3.5土质

长期的实践证明,对高岭石、多水高岭石、朦脱石含量较高的软

土,加固效果较好;对伊利石、氯化物、水铝石英含量较高的软土、有机质含量较高的软土、ph值较低的软土加固效果较差。当软土的塑性指数大于25时,容易在搅拌头叶片上形成泥团,无法完成搅拌。当ph值小于4时,掺入百分之几的石灰,通常ph值会大于12。

3.6有机质含量

土中有机质含量高会阻碍水泥水化反映,影响水泥土的强度增长。有机质含有富里酸和胡敏酸,在水泥、水的体系中,富里酸呈水溶液形式存在,当水泥与富里酸溶液接触后,二者形成的吸附层延

缓了水泥的水化过程。水泥水化生成的水化铝酸钙、水化硫铝酸钙、水化铁铝酸钙晶体,由于富里酸的分解作用,使这些水化产物解体。有机质使土体具有较大的水溶性、塑性、较大的膨胀性、低渗透性,不利于水泥土强度的提高

3.7水质

地下水硫酸盐含量较高时,因其与水泥起化学反应,对水泥土具有结晶性侵蚀,呈现出开裂、崩解破坏。为此应选用抗硫酸盐水泥,使水泥土中产生的膨胀物质控制在一定的范围内,提高水泥土的抗侵蚀能力。地下水的含盐度高时,水泥土的早期强度提高较快,随着时间的增长会产生崩解破坏。

4、小结

文中主要分析了双向水泥搅拌桩桩身荷载传递规律，研究发现桩身荷载随深度的增加逐步衰减，在0～4m范围内，桩身荷载衰减

速度明显快于下部桩身荷载；各级荷载作用下，桩身竖向附加应力最大值基变化趋势基本与在不同荷载作用下桩身荷载传递规律相似。同时，就影响双像水泥搅拌桩桩身质量因素进行了研究，研究得出双向水泥搅拌桩桩身强度随着水泥掺入比的增加而增加，但强度增加趋势是非线性的；水泥标提高100#,水泥土强度提高超过30%,要求达到相同强度,水泥强度提高100#可降低水泥掺入比3%以上。

从本质上看，作品以虚构故事讲述美国人的非洲历险，实际是鼓励美国民众去世界各地探险、征服和统治，集中体现了美国的国家意志，因为作品中叙述话语和权力总是纠结在一起，形成一种相辅相成关系。学者们认为“这些话语所保有的不仅仅是对这个世界的理解，而且在某种感觉上，它保有的就是这个世界本身。”[6] 三

《雨王汉德森》并未摆脱殖民话语的影响，但也不能就此认定，作品是在为殖民主义张目。实际上，作品在采用殖民话语展开叙述时，又自觉突破了殖民叙事的藩篱。

首先，小说未将汉德森塑造为全能的救世主，这显然悖离了殖民叙事规则。事实上，汉德森的所有拯救行动都不成功。他一开始想给非洲孩子送些礼物，结果用火机点燃了整个森林，将孩子们吓得四处奔逃；他原想炸死青蛙为非洲居民除害，结果却炸开池塘堤坝让蓄水流失；虽然他举起门玛石像当上雨王，实际也是偶然巧合