关喜才
（漯河市沙澧建筑设计有限公司，河南 漯河 462000）
摘要：通过新型岩土固化剂（ESC）搅拌桩体与水泥土搅拌桩体的对比试验以及 ESC 固化土作用机理的论述，说明了搅拌 桩具有较高的侧摩阻力，同时证明了用 ESC 固化剂替代水泥能使搅拌桩固结土的强度大幅度得到提高，从而解决了搅拌桩 因桩体强度低而存在的侧摩阻力难以发挥、单桩承载力低的问题。
关键词：岩土固化剂（ESC）；桩体强度；单桩极限承载力；侧摩阻力
中图分类号：TU 473 文献标识码：A
1 引 言
建筑工程复合地基的处理中较常用的有水泥搅拌桩和素混凝土桩。水泥搅拌桩由于其工艺简单、便于施工且经济效益明显，在软弱地基加固处理中得到了广泛的应用。但是，水泥土在强度上存在严重不足，导致有效桩长相对较短，这在一定程度上制约了水泥搅拌桩的设计和应用。实际应用与有限元分析表明，水泥搅拌桩由于弹性模量低，桩侧土剪应力仅分布在桩顶以下有限深度内，该深度以下的桩体不能参加荷载传递工作，而混凝土桩则因侧摩阻相对较低，通常在破坏时截面承载力不能充分发挥且相对成本高。为此，找到一种较为经济的能够使桩体具有足够强度的新型搅拌桩，使其具有较 高承载力是近年来地基处理工程技术人员不断探索 的目标。
岩土固化剂（early strength and water stabilitysoil consolidator，简称“ESC”）是具有高亲土性和 与土结合后具有高耐水性等独特功能的一种新型固 化剂，近些年来在地基处理和地基基础中得到了大 量的应用。实践证明，ESC 固化土的各项力学性能 指标远高于水泥土[1]，其中单轴抗压强度远高于水 泥土，早期强度比水泥土增加的快，且后期强度稳 定增长，耐水、耐久性远高于水泥土[2]，因此，一种在不增加造价前提下可以大幅度提高搅拌桩桩体强度的ESC新型岩土固化剂替代水泥的应用，可望使材料的优势得以充分发挥，从而得到一种高承 载力的新型 ESC 搅拌桩，为搅拌桩设计和应用拓宽了更加广泛的前景。
2 ESC 搅拌桩高强性能机理
2.1 与水泥土原理的比较
土颗粒与水泥采用机械搅拌形成水泥土的基本 原理与混凝土的硬化机理有所相似，混凝土的硬化主要是水泥在粗充填料，即比表面积不大，活性很 弱的介质中进行水解和水化作用，凝结速度快。而 在水泥土中，由于土颗粒的比表面积大，水泥的掺 入量相对很少，因而水泥土的强度低是必然的[3]。 在水泥搅拌桩中，水泥土强度增长是缓慢的，一般 90 d 才具有特定的强度，其强度在 0.2～2 MPa 之 间，实际工程中多数在 1.2 MPa 以下。至于土颗粒 所带有的活性矿物质与水泥水化物的复杂作用对水 泥土的增强可以认为是微乎其微的。
相比之下，ESC 固化土由于 ESC 岩土固化剂 具有的高耐水性和高亲土性独特功能，且与普通的 波特兰水泥相比，其粒径很细，它能渗入普通水泥 所不能渗入的细小孔隙，裹住比砂小的土料，还具 有使土产生再固结的能力，因此，ESC 固化土的基 本原理与水泥土的硬化机理有所不同。ESC 在具 有一定活性的介质土中的水解和水化反应时，充分 发挥土体颗粒矿物铝硅酸盐的活性，加速了土中矿 物与 ESC 的理化反应，改变了土性，增加 ESC 固 化土的强度，并使 ESC 固化土的硬化过程比水泥 土快的多。在搅拌桩中，与水泥常规掺入量 12.5 % 相同时 ESC 固化土强度可达 3～6 MPa 之间，28 d 时能达到强度的 85 %左右。