湿陷性黄土地区灰土挤密桩处理涵洞地基效果研究

张 瑞 光

(山西省公路工程监理技术咨询公司，山西 太原 030006)



湿陷性黄土地区灰土挤密桩处理涵洞地基效果研究

张 瑞 光

(山西省公路工程监理技术咨询公司，山西 太原 030006)

结合湿陷性黄土地区某工程实例，介绍了灰土挤密桩处理涵洞地基的试桩方案，并从承载力与挤密效果两方面，分析了其地基处理效果，指出灰土挤密桩可有效消除黄土的湿陷性，达到地基处理规范和设计的要求。

湿陷性黄土，灰土挤密桩，地基处理，承载力

1 概述

灰土挤密桩作为处理湿陷性黄土地基的一种常用手段,已被广泛应用。采用此方法进行湿陷性黄土地基处理，不但能有效消除地基土的湿陷性，而且能提高复合地基的承载力。本文结合工程实践，对比分析了灰土挤密桩的处理效果。

2 工程概况

工程位于神池至岢岚高速公路TJ3合同段K46+400拱涵处，涵洞基底位于湿陷性黄土层，地基湿陷等级多为Ⅱ级自重(中等)湿陷场地，湿陷厚度为2.5 m～5.0 m，设计要求此拱涵基底承载力为300 kPa。现场采用轻型动力触探试验测得地基土的承载力为140 kPa，不符合设计要求。必须按设计要求对涵洞基底进行灰土挤密桩处理，以消除地基部分湿陷量，并提高地基承载力。

根据设计要求，拱涵地基处理采用3∶7灰土挤密桩施工工艺。布设灰土桩552根，采用灰土挤密桩进行地基处理，布置长度67.5 m，宽度14.289 m，桩径0.6 m，单根桩长6.0 m，梅花形布桩，桩距1.5 m。桩身石灰土压实系数不小于0.98，桩间土平均挤密系数不小于0.93。

3 试桩方案

依据JGJ 79—2012建筑地基处理技术规范要求和设计图纸要求，灰土挤密桩试桩9根，采用梅花形布置。

1)试桩前，依据JTG E40—2007公路土工试验规程对K46+400地基范围内土进行取样检测，确定土为低液限粘土，依据土、灰密度得灰剂量为14.3%，确定地基土的最大干密度为1.72 g/cm3，含水率为11.8%，最佳含水率为14.6%。

2)根据预定方案，建立了施工管理组织机构，人员、机械、材料等全部到位，并进行了技术交底。

3)灰土挤密桩试桩主要过程：a.由于土的含水率低于12%，在4 d～6 d前对处理范围内的土层通过设置一定数量和一定深度的渗水孔进行增湿，经试验室检测合格后使用。b.依据JTG E51—2009(70813—1994)对石灰进行钙镁含量试验，检测试验结果符合Ⅱ级指标，满足施工要求。c.用拌合机拌合灰土，并进行取样由试验室检测是否满足施工要求。当灰土含水低于最佳含水率时要采取增湿措施，确保灰土最优含水率。d.基坑挖好后隔排隔行，间隔1孔～2孔跳打。当整片处理时宜由内向外进行，局部处理宜由外向内进行。采用东台35振动打桩机，匀速打进至设计孔深。e.桩孔填夯采用偏心轮夹杆式夯实机，夯锤重0.1 t，落距1.5 m，填料前先夯实孔底，孔底夯8击后，按10 cm～20 cm为一层，夯实到发出清脆回声为止，进行下一层填料，严格控制填料速度。f.对试验桩在中心桩上做承载力检测，桩体进行桩径测量、桩身压实系数检测、桩间挤密系数检测。

4 地基处理效果分析

4.1 承载力处理效果

本次试验分别对处理前地基土进行轻型动力触探试验，对采用灰土挤密桩处理后的复合地基进行平板荷载试验。通过试验结果对比评价灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的效果。

4.1.1 轻型动力触探试验

轻型动力触探试验的位置分别为沿涵洞基坑周围襟边1.0 m左右均匀布置3点进行试验分析，其试验结果见表1。

表1 标准贯入试验结果

4.1.2 静载荷试验

试验严格按照JGJ 79—2012建筑地基处理技术规范相关条款规定进行，采用静载荷试验检验单桩复合地基承载力，试验以配重提供反力，慢速维持荷载法加载试验。采用直径为1.575 m的圆形承压板，其下压1根桩，面积为1.95 m2，等于1根灰土挤密桩所完成地基处理面积。荷载用放置于千斤顶上的压力环测定，试桩沉降采用百分表测量。静载荷试验数据见表2。

表2 静载荷试验结果

从表2可看出，灰土挤密桩复合地基承载力为300 kPa～350 kPa，原基坑开挖后天然黄土地基承载力为140 kPa。经过灰土挤密桩处理后承载力得到了大幅提高。达到了预期的处理效果，符合设计及规范要求。且设计在灰土挤密桩上面回填50 cm灰土垫层，增强了复合地基的整体性。

4.2 挤密效果分析

灰土挤密桩施工完成后，依据有关规范及设计图纸要求，需对处理后桩间土的湿陷性进行检验，现场随机抽取有代表性的试验点进行检验。采用人工开挖探井取样桩间土。探井深5 m，取样间距1 m，探井布置在3个桩孔重心处，样品取出后，即时封存送至中心试验室进行试验分析，试验方法为轻型击实。测得桩间土的平均干密度，与其最大干密度的比值，以此获得平均挤密系数来评价挤密效果。检验结果见表3。

表3 桩间土挤密效果检验结果

根据击实试验结果，桩间土平均干密度为1.64 g/cm3。平均挤密系数达到0.942。

根据检验结果，虽然原天然土基承载力低，但在灰土挤密桩处理后，其地基承载力和桩间土的挤密系数都能满足设计要求，达到了较好的处理效果。

5 结语

湿陷性黄土地区，采用灰土挤密桩法处理湿陷性黄土地基具有显著的效果，可以有效地消除桩间土的湿陷性，提高复合地基承载力和桩间土的密实度，均可满足规范和设计要求，达到了很好的处理效果。

[1] JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范[S].

[2] JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[3] 薛晓辉，周亦涛，王 飞.夯扩灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的效果研究[J].港工技术，2010,47(2)：44-46.

[4] 杨鸿贵，刘存利，王西圣.挤密桩复合地基中桩间土挤密的特点与效果检验[J].陕西建筑与建材，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

张瑞光(1984- )，男，工程师

TU475.3

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