夯擴擠密樁改良強濕陷性黃土地基試驗研究

代 亞 軍

(太原晉萬通公路勘察設計有限公司，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有很嚴重的安全隱患，甚至喪失公路的基本服務能力。所以，在修建公路前，必須做好濕陷性地基的質量保證。其中處理的主要方法有：擠密法、預浸水法和強夯法等。根據已有的研究可知：以往的黃土地基在經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，傳統方法無法達到預期效果。而本文采用的鉆孔夯擴擠密樁對此進行了改進，改進的地方如下：

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，避免了地基不平,孔的大小可根據情況而改變，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，在經濟上和社會上的作用都非常大,可以達到400 kPa～500 kPa的鉆土夯擴擠密樁的地基承載力。

1 試驗場地

在試驗現場測試了黃土地基的濕陷性。試驗顯示，最強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。黃土②，③和④的重量損失系數為0.025～0.049,具有自重濕陷性,深度約為15 m,地下水位很深,可以正常進行試驗。

2 試驗方案

2.1 確定試驗參數

1)測量鉆孔直徑和夯擊能量。

根據以往的情況，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。錘擊次數每個夯點8次。

2)確定布樁和樁距。

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

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 試驗結果分析

3.1 單樁強度

1)素土樁。

在測試素土樁的單樁強度時，進行了素土樁和樁間土的標準貫入試驗。試驗的錘擊次數在18～31范圍內波動,平均下來為24擊，相比之下，樁身有較高強度。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。

灰土樁強度必須符合齡期標準要求。錘數平均下來的次數為37擊。灰土樁的承載力為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度明顯更大。

3.2 樁間土的承載力及擠密效果

3.2.1經過試驗后的樁間土的物理性質指標

在試驗的基礎上對結果進行統計，得到表3。

表3 樁間土錘擊數統計表

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,我們進行了不同填料樁的荷載試驗。試驗結果如圖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;而達到極限荷載后,兩曲線略有不同。

如表4所示,結果表明,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 復合地基承載力

3.3.1素土樁復合地基強度

素土樁復合地基承載力特征值如表5所示。

表5 素土樁復合地基承載力特征值

3.3.2灰土樁復合地基強度

灰土樁復合地基承載力特征值如表6所示。

表6 灰土樁復合地基承載力的特征值

3.3.3兩種樁復合地基承載力比較

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

4 結語

本文通過對黃土地區夯擴擠密樁的現場測試，得出以下結論：

1)灰土樁比一般土樁的承載力強度明顯更大。

2)填料類型并不嚴重影響土壤的壓實效果。只要夯擴樁的濕陷性在處理深度以內,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破壞逐漸向下走的。因此,填料的種類對復合地基承載力是很重要的。

參考文獻:

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

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