濕陷性黃土地區(qū)灰土擠密樁處理涵洞地基效果研究

張 瑞 光

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西 太原 030006)

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濕陷性黃土地區(qū)灰土擠密樁處理涵洞地基效果研究

張 瑞 光

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西 太原 030006)

結(jié)合濕陷性黃土地區(qū)某工程實(shí)例，介紹了灰土擠密樁處理涵洞地基的試樁方案，并從承載力與擠密效果兩方面，分析了其地基處理效果，指出灰土擠密樁可有效消除黃土的濕陷性，達(dá)到地基處理規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求。

濕陷性黃土，灰土擠密樁，地基處理，承載力

1 概述

灰土擠密樁作為處理濕陷性黃土地基的一種常用手段,已被廣泛應(yīng)用。采用此方法進(jìn)行濕陷性黃土地基處理，不但能有效消除地基土的濕陷性，而且能提高復(fù)合地基的承載力。本文結(jié)合工程實(shí)踐，對比分析了灰土擠密樁的處理效果。

2 工程概況

工程位于神池至岢嵐高速公路TJ3合同段K46+400拱涵處，涵洞基底位于濕陷性黃土層，地基濕陷等級多為Ⅱ級自重(中等)濕陷場地，濕陷厚度為2.5 m～5.0 m，設(shè)計(jì)要求此拱涵基底承載力為300 kPa。現(xiàn)場采用輕型動力觸探試驗(yàn)測得地基土的承載力為140 kPa，不符合設(shè)計(jì)要求。必須按設(shè)計(jì)要求對涵洞基底進(jìn)行灰土擠密樁處理，以消除地基部分濕陷量，并提高地基承載力。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，拱涵地基處理采用3∶7灰土擠密樁施工工藝。布設(shè)灰土樁552根，采用灰土擠密樁進(jìn)行地基處理，布置長度67.5 m，寬度14.289 m，樁徑0.6 m，單根樁長6.0 m，梅花形布樁，樁距1.5 m。樁身石灰土壓實(shí)系數(shù)不小于0.98，樁間土平均擠密系數(shù)不小于0.93。

3 試樁方案

依據(jù)JGJ 79—2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范要求和設(shè)計(jì)圖紙要求，灰土擠密樁試樁9根，采用梅花形布置。

1)試樁前，依據(jù)JTG E40—2007公路土工試驗(yàn)規(guī)程對K46+400地基范圍內(nèi)土進(jìn)行取樣檢測，確定土為低液限粘土，依據(jù)土、灰密度得灰劑量為14.3%，確定地基土的最大干密度為1.72 g/cm3，含水率為11.8%，最佳含水率為14.6%。

2)根據(jù)預(yù)定方案，建立了施工管理組織機(jī)構(gòu)，人員、機(jī)械、材料等全部到位，并進(jìn)行了技術(shù)交底。

3)灰土擠密樁試樁主要過程：a.由于土的含水率低于12%，在4 d～6 d前對處理范圍內(nèi)的土層通過設(shè)置一定數(shù)量和一定深度的滲水孔進(jìn)行增濕，經(jīng)試驗(yàn)室檢測合格后使用。b.依據(jù)JTG E51—2009(70813—1994)對石灰進(jìn)行鈣鎂含量試驗(yàn)，檢測試驗(yàn)結(jié)果符合Ⅱ級指標(biāo)，滿足施工要求。c.用拌合機(jī)拌合灰土，并進(jìn)行取樣由試驗(yàn)室檢測是否滿足施工要求。當(dāng)灰土含水低于最佳含水率時(shí)要采取增濕措施，確保灰土最優(yōu)含水率。d.基坑挖好后隔排隔行，間隔1孔～2孔跳打。當(dāng)整片處理時(shí)宜由內(nèi)向外進(jìn)行，局部處理宜由外向內(nèi)進(jìn)行。采用東臺35振動打樁機(jī)，勻速打進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深。e.樁孔填夯采用偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)，夯錘重0.1 t，落距1.5 m，填料前先夯實(shí)孔底，孔底夯8擊后，按10 cm～20 cm為一層，夯實(shí)到發(fā)出清脆回聲為止，進(jìn)行下一層填料，嚴(yán)格控制填料速度。f.對試驗(yàn)樁在中心樁上做承載力檢測，樁體進(jìn)行樁徑測量、樁身壓實(shí)系數(shù)檢測、樁間擠密系數(shù)檢測。

4 地基處理效果分析

4.1 承載力處理效果

本次試驗(yàn)分別對處理前地基土進(jìn)行輕型動力觸探試驗(yàn)，對采用灰土擠密樁處理后的復(fù)合地基進(jìn)行平板荷載試驗(yàn)。通過試驗(yàn)結(jié)果對比評價(jià)灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基的效果。

4.1.1 輕型動力觸探試驗(yàn)

輕型動力觸探試驗(yàn)的位置分別為沿涵洞基坑周圍襟邊1.0 m左右均勻布置3點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)分析，其試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果

4.1.2 靜載荷試驗(yàn)

試驗(yàn)嚴(yán)格按照J(rèn)GJ 79—2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范相關(guān)條款規(guī)定進(jìn)行，采用靜載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)單樁復(fù)合地基承載力，試驗(yàn)以配重提供反力，慢速維持荷載法加載試驗(yàn)。采用直徑為1.575 m的圓形承壓板，其下壓1根樁，面積為1.95 m2，等于1根灰土擠密樁所完成地基處理面積。荷載用放置于千斤頂上的壓力環(huán)測定，試樁沉降采用百分表測量。靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 靜載荷試驗(yàn)結(jié)果

從表2可看出，灰土擠密樁復(fù)合地基承載力為300 kPa～350 kPa，原基坑開挖后天然黃土地基承載力為140 kPa。經(jīng)過灰土擠密樁處理后承載力得到了大幅提高。達(dá)到了預(yù)期的處理效果，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。且設(shè)計(jì)在灰土擠密樁上面回填50 cm灰土墊層，增強(qiáng)了復(fù)合地基的整體性。

4.2 擠密效果分析

灰土擠密樁施工完成后，依據(jù)有關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求，需對處理后樁間土的濕陷性進(jìn)行檢驗(yàn)，現(xiàn)場隨機(jī)抽取有代表性的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)。采用人工開挖探井取樣樁間土。探井深5 m，取樣間距1 m，探井布置在3個(gè)樁孔重心處，樣品取出后，即時(shí)封存送至中心試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)分析，試驗(yàn)方法為輕型擊實(shí)。測得樁間土的平均干密度，與其最大干密度的比值，以此獲得平均擠密系數(shù)來評價(jià)擠密效果。檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 樁間土擠密效果檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果，樁間土平均干密度為1.64 g/cm3。平均擠密系數(shù)達(dá)到0.942。

根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，雖然原天然土基承載力低，但在灰土擠密樁處理后，其地基承載力和樁間土的擠密系數(shù)都能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了較好的處理效果。

5 結(jié)語

濕陷性黃土地區(qū)，采用灰土擠密樁法處理濕陷性黃土地基具有顯著的效果，可以有效地消除樁間土的濕陷性，提高復(fù)合地基承載力和樁間土的密實(shí)度，均可滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了很好的處理效果。

[1] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 薛曉輝，周亦濤，王 飛.夯擴(kuò)灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基的效果研究[J].港工技術(shù)，2010,47(2)：44-46.

[4] 楊鴻貴，劉存利，王西圣.擠密樁復(fù)合地基中樁間土擠密的特點(diǎn)與效果檢驗(yàn)[J].陜西建筑與建材，2004(6)：20-25.

On treatment effect of culvert foundation with lime-soil compaction pile in collapsible loess areas

Zhang Ruiguang

(Shanxi Road Engineering Inspection Technical Consultant Co., Ltd, Taiyuan 030006, China)

Combining with some project in the collapsible loess areas, introduces the trial pile scheme for the treatment of culvert foundation with the lime-soil compaction pile, analyzes its foundation treatment effect from the loading capacity and compaction effect, points out the lime-soil compaction pile can effectively eliminate the collapsibility of the loess and achieve the regulation and demands for the foundation treatment.

collapsible loess, lime-soil compaction pile, foundation treatment, loading capacity

1009-6825(2016)34-0072-02

2016-09-26

張瑞光(1984- )，男，工程師

TU475.3

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