濕陷性黃土地區灰土擠密樁地基處理效果分析

李國文

1 工程概況

平朔煤炭工業公司所建東露天煤礦選煤廠位于山西省朔州市平魯區榆嶺鄉韓村。選煤廠主廠房為多層框架結構,要求地基承載力特征值不小于220 kPa。廠房基底位于濕陷性黃土層,濕陷性黃土層厚度不等,濕陷等級為自重中等～嚴重,根據地勘結果,主要持力層地基承載力特征值為140 kPa,故必須進行地基處理。

根據有關資料及當地區域經驗,采用灰土擠密樁進行地基處理,樁徑400 mm,樁長12.0 m,間距1 000 mm,梅花形布置,整個主廠房共布有12 032根灰土擠密樁。

2 場地工程地質條件

3 地基處理效果分析

3.1 承載力處理效果

3.1.1 承載力試驗點選取

灰土擠密樁施工完成后,根據建設單位要求,依據有關規范,現場隨機選取61根工程樁進行復合地基承載力檢驗,抽檢數量約占相應工程樁總樁數的0.5%,抽檢試驗點根據現場實際情況盡量做到均勻分布,并主要集中在柱下承臺處。

3.1.2 承載力試驗方法

試驗嚴格按照GB 50025-2004濕陷性黃土地區建筑規范相關條款規定進行,考慮將來工程樁實際受力為樁～土共同作用復合地基,故試驗采用直徑1.05 m的圓形混凝土承壓板,面積為0.86 m2,等于1根灰土擠密樁所完成地基處理面積。試驗加載方式采用慢速維持荷載法,加載共分10級。采用油壓千斤頂加載,荷載用并聯于千斤頂的壓力表測定油壓,根據千斤頂率定曲線換算荷載。試樁沉降采用百分表測量,在試樁的2個正交直徑方向對稱安置4個百分表。

3.1.3 承載力提高效果

根據61組單樁復合地基靜載荷試驗結果,依據GB 50025-2004濕陷性黃土地區建筑規范附錄J第J.0.8.3條規定:各試樁在達到最大加載量462 kPa時,其p—s曲線均是平緩光滑曲線,位移量最大值為21.44 mm,最小值為10.05 mm,均未超出規范要求。根據GB 50025-2004濕陷性黃土地區建筑規范附錄J第J.0.8.3條規定,取其s/d=0.006,即 s=6.3 mm時所對應的荷載,其值均大于最大加載量的一半即231 kPa,故取231 kPa為場地復合地基承載力特征值。

處理后復合地基承載力特征值達到231 kPa,原天然黃土地基承載力特征值為140 kPa,灰土擠密樁地基處理承載力提高了91 kPa,在原天然黃土承載力特征值的基礎上提高了65%,承載力提高方面處理后達到了預期的效果,滿足了設計要求。

3.2 濕陷性處理效果

3.2.1 檢驗點布置

工程樁施工完成后,依據有關規范及設計圖紙要求,需對處理后樁間土的濕陷性進行檢驗,根據有關單位要求對整個場地30個試驗點處進行濕陷性處理效果檢驗。檢驗點按照均勻分布、隨機抽取的原則,并在重要部位和薄弱部位重點布置。

3.2.2 檢驗方法

檢驗采用人工開挖探井掘進,在探井側壁人工處理后取原狀樁體土樣和樁間土土樣,取樣間距由樁端開始每隔1.00 m取樣1個。樣品取出后,即時封存送至實驗室,所有取樣均保證樣品為原狀Ⅰ類樣,不受擾動。

本次共取樁間土原狀樣360個,樁體原狀樣360個,實驗室對360個原狀樁間土樣進行常規實驗分析和濕陷性分析,對360個樁體原狀樣進行相關分析。同時在現場填料中隨機抽取樣品,在實驗室進行2組擊實實驗,試驗方法為輕型擊實。

3.2.3 濕陷性處理效果分析

根據擊實實驗結果,樁間土最大干密度為1.69 g/cm3,樁體土樣最大干密度為1.52 g/cm3。360個樁間土取樣平均干密度為1.61 g/cm3,平均擠密系數達到0.953。360個樁體取樣平均干密度為1.50 g/cm3,平均壓實系數為0.987。

根據對360個樁間土濕陷性分析,僅在B4,B5探井1.00 m和2.00 m 4個位置處存在輕微濕陷,濕陷系數分別為0.029,0.028,其余356個位置濕陷性均已消除。個別未消除濕陷的位置考慮是由于偶然的施工問題或是偶然的實驗問題或其他問題造成,不會對整個工程造成影響。

根據檢驗結果,雖然原天然土濕陷性等級較嚴重,但在灰土擠密樁處理后,其濕陷性能夠很好的消除,樁體的壓實系數和樁間土的擠密系數也都能滿足要求,達到較好的處理效果。

4 結語

1)濕陷性黃土地區,濕陷等級為中等～嚴重的濕陷性黃土場地,在承載力要求不是特別高的情況下,采用灰土擠密樁進行地基處理是很有效的。2)采用灰土擠密樁處理濕陷性黃土,可以有效地提高復合地基承載力,本工程在原天然黃土承載力特征值的基礎上提高了65%,承載力提高幅度較大,滿足了設計要求。3)

采用灰土擠密樁處理濕陷性黃土,可有效地消除濕陷性,本工程除個別探井的個別位置存在濕陷性,其余濕陷性均已消除。樁體的壓實系數和樁間土的擠密系數都較高,達到了很好的處理效果。

[1] 李廣勛,李云驥.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基處理中的應用[J].山西建筑,2008,34(2):126-127.