夯擴(kuò)擠密樁改良強(qiáng)濕陷性黃土地基試驗(yàn)研究

代 亞 軍

(太原晉萬通公路勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030002)

在修建公路的過程中，如果地基處理不好濕陷性，不管是什么等級的公路都會(huì)有很嚴(yán)重的安全隱患，甚至喪失公路的基本服務(wù)能力。所以，在修建公路前，必須做好濕陷性地基的質(zhì)量保證。其中處理的主要方法有：擠密法、預(yù)浸水法和強(qiáng)夯法等。根據(jù)已有的研究可知：以往的黃土地基在經(jīng)過素土和灰土擠密樁的改良后沉降量依然很大，一些對路基沉降要求較高的路段，傳統(tǒng)方法無法達(dá)到預(yù)期效果。而本文采用的鉆孔夯擴(kuò)擠密樁對此進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)的地方如下：

1)大孔深、大孔徑的螺旋長孔,這種孔成型快，幾乎沒有噪聲和振動(dòng)，避免了地基不平,孔的大小可根據(jù)情況而改變，穿透硬夾層更加方便。

2)本文的鉆孔擠密樁處理方法大大提高了地基的承載能力，地基的濕陷性也得以消除，在經(jīng)濟(jì)上和社會(huì)上的作用都非常大,可以達(dá)到400 kPa～500 kPa的鉆土夯擴(kuò)擠密樁的地基承載力。

1 試驗(yàn)場地

在試驗(yàn)現(xiàn)場測試了黃土地基的濕陷性。試驗(yàn)顯示，最強(qiáng)的濕陷性深度是地面以下6 m,然后是6 m～8 m,8 m以下較弱,14 m又增強(qiáng)。黃土②，③和④的重量損失系數(shù)為0.025～0.049,具有自重濕陷性,深度約為15 m,地下水位很深,可以正常進(jìn)行試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)方案

2.1 確定試驗(yàn)參數(shù)

1)測量鉆孔直徑和夯擊能量。

根據(jù)以往的情況，樁徑可以選擇400 mm的孔徑,所用于鉆孔的長螺旋鉆為400 mm。夯擊能量沿深度分布為:單位夯擊能量為8 500 kN·m。錘擊次數(shù)每個(gè)夯點(diǎn)8次。

2)確定布樁和樁距。

在對地基土的要求上，要根據(jù)不同的建筑物和黃土的濕陷性來定。在布樁時(shí)，用到了正三角形也就是梅花樁布置。樁間距1.1 m時(shí)樁間土最為緊實(shí)。

2.2 測試安排

素土和灰土(3∶7)作為填料,樁布置方案如圖1所示。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 單樁強(qiáng)度

1)素土樁。

在測試素土樁的單樁強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)行了素土樁和樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。試驗(yàn)的錘擊次數(shù)在18～31范圍內(nèi)波動(dòng),平均下來為24擊，相比之下，樁身有較高強(qiáng)度。素土樁樁身的承載力為fp,k,如表1所示。

表1 素土樁單樁承載力特征值fp,k

2)灰土樁。

灰土樁強(qiáng)度必須符合齡期標(biāo)準(zhǔn)要求。錘數(shù)平均下來的次數(shù)為37擊?；彝翗兜某休d力為1 400 kPa,如表2所示。

表2 灰土樁承載力fp,k

綜上所述：灰土樁比一般土樁的承載力強(qiáng)度明顯更大。

3.2 樁間土的承載力及擠密效果

3.2.1經(jīng)過試驗(yàn)后的樁間土的物理性質(zhì)指標(biāo)

在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到表3。

表3 樁間土錘擊數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3.2.2擠密后樁間土的承載力

為了顯示填料種類對樁間土承載力的影響,我們進(jìn)行了不同填料樁的荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

從圖2得到,素土樁和灰土樁土之間的p—s曲線的極限荷載前接近曲線形狀相似;而達(dá)到極限荷載后,兩曲線略有不同。

如表4所示,結(jié)果表明,填料的種類對土壤的承載力影響不大。

表4 樁間土的承載力特征值結(jié)果

總之,素土樁和灰土樁的擠密效果和承載力非常接近,所以其對地基的影響可以忽略。

3.3 復(fù)合地基承載力

3.3.1素土樁復(fù)合地基強(qiáng)度

素土樁復(fù)合地基承載力特征值如表5所示。

表5 素土樁復(fù)合地基承載力特征值

3.3.2灰土樁復(fù)合地基強(qiáng)度

灰土樁復(fù)合地基承載力特征值如表6所示。

表6 灰土樁復(fù)合地基承載力的特征值

3.3.3兩種樁復(fù)合地基承載力比較

為了比較不同的填料對復(fù)合地基承載力的影響,在圖3中,繪制了土樁和灰土樁復(fù)合地基的荷載(p)—沉降曲線(s)。

4 結(jié)語

本文通過對黃土地區(qū)夯擴(kuò)擠密樁的現(xiàn)場測試，得出以下結(jié)論：

1)灰土樁比一般土樁的承載力強(qiáng)度明顯更大。

2)填料類型并不嚴(yán)重影響土壤的壓實(shí)效果。只要夯擴(kuò)樁的濕陷性在處理深度以內(nèi),就可以消除黃土的濕陷性。

3)素土樁和灰土樁地基曲線的走向都是漸進(jìn)破壞逐漸向下走的。因此,填料的種類對復(fù)合地基承載力是很重要的。

參考文獻(xiàn):

[1] 齊秀廷.夯擴(kuò)擠密樁改良強(qiáng)濕陷性黃土地基試驗(yàn)研究[J].中外公路,2015(2):67-70.

[2] 李華偉.夯擴(kuò)素土擠密樁處理濕陷性黃土地基試驗(yàn)研究[J].鐵道建筑,2008(3):57-58.