夯扩挤密桩改良强湿陷性黄土地基试验研究

代 亚 军

(太原晋万通公路勘察设计有限公司，山西 太原 030002)

在修建公路的过程中，如果地基处理不好湿陷性，不管是什么等级的公路都会有很严重的安全隐患，甚至丧失公路的基本服务能力。所以，在修建公路前，必须做好湿陷性地基的质量保证。其中处理的主要方法有：挤密法、预浸水法和强夯法等。根据已有的研究可知：以往的黄土地基在经过素土和灰土挤密桩的改良后沉降量依然很大，一些对路基沉降要求较高的路段，传统方法无法达到预期效果。而本文采用的钻孔夯扩挤密桩对此进行了改进，改进的地方如下：

1)大孔深、大孔径的螺旋长孔,这种孔成型快，几乎没有噪声和振动，避免了地基不平,孔的大小可根据情况而改变，穿透硬夹层更加方便。

2)本文的钻孔挤密桩处理方法大大提高了地基的承载能力，地基的湿陷性也得以消除，在经济上和社会上的作用都非常大,可以达到400 kPa～500 kPa的钻土夯扩挤密桩的地基承载力。

1 试验场地

在试验现场测试了黄土地基的湿陷性。试验显示，最强的湿陷性深度是地面以下6 m,然后是6 m～8 m,8 m以下较弱,14 m又增强。黄土②，③和④的重量损失系数为0.025～0.049,具有自重湿陷性,深度约为15 m,地下水位很深,可以正常进行试验。

2 试验方案

2.1 确定试验参数

1)测量钻孔直径和夯击能量。

根据以往的情况，桩径可以选择400 mm的孔径,所用于钻孔的长螺旋钻为400 mm。夯击能量沿深度分布为:单位夯击能量为8 500 kN·m。锤击次数每个夯点8次。

2)确定布桩和桩距。

在对地基土的要求上，要根据不同的建筑物和黄土的湿陷性来定。在布桩时，用到了正三角形也就是梅花桩布置。桩间距1.1 m时桩间土最为紧实。

2.2 测试安排

素土和灰土(3∶7)作为填料,桩布置方案如图1所示。

3 试验结果分析

3.1 单桩强度

1)素土桩。

在测试素土桩的单桩强度时，进行了素土桩和桩间土的标准贯入试验。试验的锤击次数在18～31范围内波动,平均下来为24击，相比之下，桩身有较高强度。素土桩桩身的承载力为fp,k,如表1所示。

表1 素土桩单桩承载力特征值fp,k

2)灰土桩。

灰土桩强度必须符合龄期标准要求。锤数平均下来的次数为37击。灰土桩的承载力为1 400 kPa,如表2所示。

表2 灰土桩承载力fp,k

综上所述：灰土桩比一般土桩的承载力强度明显更大。

3.2 桩间土的承载力及挤密效果

3.2.1经过试验后的桩间土的物理性质指标

在试验的基础上对结果进行统计，得到表3。

表3 桩间土锤击数统计表

3.2.2挤密后桩间土的承载力

为了显示填料种类对桩间土承载力的影响,我们进行了不同填料桩的荷载试验。试验结果如图2所示。

从图2得到,素土桩和灰土桩土之间的p—s曲线的极限荷载前接近曲线形状相似;而达到极限荷载后,两曲线略有不同。

如表4所示,结果表明,填料的种类对土壤的承载力影响不大。

表4 桩间土的承载力特征值结果

总之,素土桩和灰土桩的挤密效果和承载力非常接近,所以其对地基的影响可以忽略。

3.3 复合地基承载力

3.3.1素土桩复合地基强度

素土桩复合地基承载力特征值如表5所示。

表5 素土桩复合地基承载力特征值

3.3.2灰土桩复合地基强度

灰土桩复合地基承载力特征值如表6所示。

表6 灰土桩复合地基承载力的特征值

3.3.3两种桩复合地基承载力比较

为了比较不同的填料对复合地基承载力的影响,在图3中,绘制了土桩和灰土桩复合地基的荷载(p)—沉降曲线(s)。

4 结语

本文通过对黄土地区夯扩挤密桩的现场测试，得出以下结论：

1)灰土桩比一般土桩的承载力强度明显更大。

2)填料类型并不严重影响土壤的压实效果。只要夯扩桩的湿陷性在处理深度以内,就可以消除黄土的湿陷性。

3)素土桩和灰土桩地基曲线的走向都是渐进破坏逐渐向下走的。因此,填料的种类对复合地基承载力是很重要的。

参考文献:

[1] 齐秀廷.夯扩挤密桩改良强湿陷性黄土地基试验研究[J].中外公路,2015(2):67-70.

[2] 李华伟.夯扩素土挤密桩处理湿陷性黄土地基试验研究[J].铁道建筑,2008(3):57-58.