一、试验概况

1.1 工程背景与试验目的

• 咬合桩型式：A+B+A型式，其中B桩为流态固化土止水桩
• 桩体参数：桩径1.0m/0.8m、桩深20m，采用泵送浇筑
• 现场环境：桩孔长期有水，养护条件为5℃恒温水槽浸水养护（模拟现场不利环境）
• 设计核心指标：5d强度≥0.7MPa、28d强度≥1.0MPa、28d渗透系数≤1.0×10⁻⁶cm/s

1.2 试验依据

1. GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》
2. T/CECS 1037-2022《预拌流态固化土填筑技术标准》
3. GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》
4. DB37/T 5345-2025《山东省建筑工程流态固化土应用技术规程》
5. 预拌流态固化土预成孔灌注桩试验方案
6. 本工程基坑支护咬合桩设计要求

1.3 试验材料

• 土料：粉质土+砂性土混合料，级配连续，塑性指数适中，天然含水率16.7%，无杂质、无大颗粒，适配流态固化土搅拌及泵送要求。
• 胶凝材料B1：以工业固废为主要原料，包括钢渣（≥400目）、S95级矿渣、粉煤灰、脱硫石膏，搭配PO 42.5水泥，协同发挥早强、致密、抗渗作用。
• 拌合水：工程专用清洁水，无杂质、无腐蚀性，满足试验及施工用水要求。
  

1.4 试验配合比设计

二、试验方法

1. 土料性能测试：采用GB/T 50123-2019标准，完成土料含水率、颗粒级配、液塑限等基础参数检测，确认土料符合试验要求。
2. 试件制备：制作70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试块，搅拌均匀后直接入模，在4～6℃环境下预养护48h后脱模，脱模后继续放入5℃恒温水槽浸水养护，直至达到规定龄期。
3. 抗压强度测试：按GB/T 50081-2019标准执行，每组分3块试块，测试3d、7d、28d抗压强度，取3块试块的平均值作为最终强度值。
4. 抗渗性能测试：按GB/T 50123-2019标准，采用变水头法测试28d渗透系数，重点验证基准配比（18%掺量）的抗渗性能。
5. 扩展度测试：采用扩展度板现场测定，实时控制流态固化土的流动性，确保适配泵送施工要求。
   

三、试验结果与分析

3.1 抗压强度结果（5℃浸水养护）

强度分析

• 12%掺量：3d、7d强度均偏低，未达到设计早强要求；28d强度1.00MPa，勉强满足设计指标，整体性能不佳，不推荐使用。
• 15%掺量：7d强度约0.75MPa，接近设计临界值，但3d强度仅0.44MPa，不满足5d≥0.7MPa的等效要求，存在早期强度不足的风险，不适用于本工程。
• 18%基准掺量：3d强度0.56MPa，推算5d强度约0.77MPa，满足设计等效要求；7d强度0.94MPa、28d强度1.72MPa，均大幅超过设计指标，强度发展均衡、稳定。
• 20%掺量：强度与18%基准掺量接近，3d、7d、28d强度仅小幅提升，但固化剂用量增加，经济性明显下降，性价比不高，无需选用。
  

3.2 抗渗性能结果（18%基准配比）

• 实测28d渗透系数：2.1×10⁻⁷ cm/s
• 设计要求：≤1.0×10⁻⁶ cm/s
• 结论：实测渗透系数远低于设计要求，满足止水桩核心抗渗需求，止水可靠性高，可有效阻断桩体渗水通道。

3.3 工作性评价

• 18%基准掺量：扩展度180mm，流态均匀，自流平性能良好，无离析、无泌水现象，可顺畅适配20m深桩的泵送浇筑要求。
• 其他掺量：12%、15%掺量扩展度偏低，泵送阻力较大；20%掺量扩展度170mm，虽可泵送，但流动性略差于18%掺量。
• 整体工作性：所有配比搅拌至浇筑的时间控制在6h内，工作性保持稳定，不会出现初凝、结团等影响施工的问题。
  

四、机理分析

1. 低温水化特征

2. 固废协同作用

• 钢渣（≥400目）：作为微集料填充在土颗粒与胶凝产物之间，优化内部级配，提升体系密实度，同时增强抗渗性能。
• 矿渣（S95级）：主导后期强度增长，水化生成的C-S-H凝胶可进一步填充孔隙，改善孔结构，提升长期强度与耐久性。
• 脱硫石膏：调控胶凝材料的凝结时间，促进钙矾石（AFt）生成，既提升早期强度，又改善体系体积稳定性，避免收缩开裂。

3. 抗渗机理

五、合规性判定

1. 强度合规：5d推算强度≈0.77MPa≥0.7MPa，28d强度1.72MPa≥1.0MPa，完全满足设计强度要求。
2. 抗渗合规：28d渗透系数2.1×10⁻⁷cm/s≤1.0×10⁻⁶cm/s，满足止水设计要求，止水性能可靠。
3. 施工性合规：扩展度180mm，适配20m深桩泵送浇筑，搅拌至浇筑的工作性稳定，符合施工工艺要求。
4. 标准合规：试验流程及结果均满足T/CECS 1037-2022、DB37/T 5345-2025及本工程设计文件要求，试验数据合规、有效。

六、综合结论

1. 最优配合比：固化剂掺量18%、扩展度180mm，为本次基坑支护咬合桩工程的唯一推荐配比，综合性能最优。
2. 性能确认（5℃浸水养护）：3d强度0.56MPa、5d推算强度≈0.77MPa、7d强度0.94MPa、28d强度1.72MPa，28d渗透系数2.1×10⁻⁷cm/s，全面满足设计指标。
3. 工程适用性：该配比可用于桩径0.8m/1.0m、深度20m的预成孔咬合桩，能有效满足止水与受力要求，适配现场泵送施工工况。
4. 经济性分析：18%掺量的流态固化土，在满足所有设计指标的前提下，材料成本最优；20%掺量性能增幅有限，成本增加，不推荐；12%～15%掺量早期强度与抗渗性能不达标，无法用于本工程。
   

七、施工建议

1. 配合比控制：严格按照推荐配比施工，固化剂掺量控制在18%，扩展度控制在180mm左右，严禁随意调整掺量或加水，避免影响强度与抗渗性能。
2. 试桩验证：施工前先浇筑3根Φ800mm试桩，验证搅拌、泵送、浇筑及养护工艺的适配性，确认合格后再开展大面积施工。
3. 养护控制：低温环境（≤5℃）下，采用浸水养护方式，养护时间不低于28d，避免冻害影响桩体强度与抗渗性能。
4. 质量管控：搅拌至填筑的总时长控制在6h以内；每200m³检测一次扩展度，确保工作性达标；每400m³留置一组抗压试块，定期检测强度，全程把控施工质量。