粉煤灰活性激发后在施工中的应用研究.pdf

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1、粉煤灰活性激发后在施工中的应用研究邓朝飞，李江华(四川建筑职业技术学院，四川德阳618000)摘要：在充分激发粉煤灰活性的前提下，把其应用在软土地基的加固工程中。研究分析后得出结论：由于软土地基含水率较高，能使以粉煤灰作为胶凝材料的桩体充分水化，单桩极限承栽力主要由桩体强度决定；复合地基承载力特征值一般可提高40％一50％，加固效果明显。关键词：软土地基；基本系统；单桩承载力；复合地基承栽力中图分类号：TU522．3+5文献标识码：B文章编号：1672～4011(2010)04一0030一030前言粉煤灰是火力发电厂的副产物，目前在建工行业中应用较广。如在混凝土中粉煤灰部分取代

2、水泥，来改善混凝土的和易性和节约水泥：用于回填和筑路工程等。但基本没有发挥粉煤灰潜在火山灰活性。在某种程度上，也可以说是对资源的巨大浪费。笔者在前一阶段的研究工作中，已确定了在实验室条件下充分激发粉煤灰活性的基本系统。粉煤灰——石灰——硫酸盐基本系统，且粉煤灰：生石灰：硫酸钠=80：17：3时，桩体强度、耐久性等基本性能都较好。本阶段在施工现场的应用研究，就是在此基础上进行的。1常温下对粉煤灰活性激发的基本原理粉煤灰的主要化学组分为SiO：、A1：0”Fe20，，三者总含量一般超过70％。为了充分激发粉煤灰活性，在粉煤灰中同时掺加一定量的生石灰和硫酸盐。使粉煤灰中的活性SiO：

3、首先水化生成CSH凝胶，而活性鸽0，并不能在Ca：+的单独作用下生成CAH，只有在Ca2+和sO。“共同作用下生成钙钒石。SO+“置换CSH凝胶中的Sj04“，Sj04“继续与Ca“作用生成CSH，加速粉煤灰的水化，基本系统一开始所生成的CSH是属于絮凝状的I型凝胶，后期转化为网状的Ⅱ型CSH凝胶，以此产生强度。2现场施工所用原材料2．1粉煤灰．粉煤灰是成都博磊粉煤灰综合开发有限公司生产的，其化学成分及物理性能如表l：表l粉煤灰的化学成分及物理性能粉煤灰Si02A1203Fe203CaO烧失量细度(O．045mm抗压方孔筛筛余)强度比等级(％)Ⅱ级42．824．821．23．3

4、6．413．9742．2生石灰采用的是德阳当地购买的生石灰粉，其活性为74％。属于中速石灰，其细度参照水泥细度标准测定，筛余量为7．O％。2．3硫酸钠采用工业用无水硫酸钠。2．4细集料采用中砂，细度模数2．8。2．5粗集料卵石，5mm～20mm连续级配。3场地概况试验区域地基土加固前的物理、力学指标：(1)原地面以下1．2m以内属粉质粘土，地基承载力为200kPa，含水率为18．7％，孔隙比0．63。极限摩阻力60kPa。(2)地面以下1．2m～6m为含砂的粉土层，地基承载力170kPa，含水率为28．8％，孔隙比0．86。极限摩阻力40kPa，该土层属相对软弱层，研究时只以此

5、层土作为研究对象。4施工组织设计现场实验采用多种配合比、桩间距、多种成桩方法进行施工，以便研究各种因素对桩体的影响。设计桩长为6m，桩芯直径为150mm，干振工艺成桩，采用轻型打桩机成孑L，拔出导管，孔内下料的方法成桩。按等边三角形平面布桩。桩体配合比及置换率设计见表2。表2桩体配合比及置换率设计基本系统桩体配合比桩径桩间距桩土置换率配合比基本系统：砂：石(mm)(％)a1：1：215045010bl：l：l15045010Ⅱ级粉煤灰：生石灰：1：l：315045010C硫酸钠=80：17：3d1：1：21506005．7e1：1：215035016．65桩体芯样强度发展为了分

6、析桩体芯样强度的发展，到了规定的龄期，用钻芯机对a,b、c实验区域的桩体进行抽芯，采用中100×100mm的芯样试件，测定其无侧限抗压强度，结果见表3和图l。表3桩体芯样强度发展无侧限抗压强度(MPa)取样区域28d60d90d180da区域2．643．023．243．86b区域2．382．742．933．32c区域2．522．853．Ol3．54嚣l

7、爱——1：=彭勿#；2sd60d叫1S0d圄圈1桩体芯样强度发展由表3和图1可知，桩体早期强度发展规律接近于普通水泥混凝土强度发展规律，其后期强度增长优于普通水泥混凝土。现场桩体的强度发展比在实验室条件下强度发展趋势更好。笔者分

8、析，这主要是由于桩体密实度不同所致。现场采用大功率的成孑L设备进行成孔，能获得较大密实度的桩体，同时由于导管成孔时振动挤密作用使桩间土孔隙比降低，加大了土与桩体之间的水压差，加速了自由水向桩体渗透，从而有利于粉煤灰早期活性的激发，保证了早期强度的发展。比较区域a、b、e桩体强度发展，发现桩体砂：石由1：1发展到1：3，桩体强度波动不是很大，这更有利于现场施工对桩体质量的控制。6单桩承载力分析本次单桩试验测定的是桩体60d龄期的极限承载力标准值。并取单桩承载力特征值等于0．5倍单桩极限承载力标