夯扩灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的研究.doc

夯扩灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的研究摘要：结合现场试验，研究处理前后的湿陷性黄土地基，在不同深度沿桩体径向不同位置处土的物理参数变化的规律，同时结合载荷板试验，得出桩间距为1.05m时该地区的单桩挤密影响范围为1.25D，及处理后的复合地基承载力提高3倍多的结论。关键词：湿陷性黄土夯扩挤密桩挤密效应中图分类号：U416.11综述经夯扩灰土挤密桩法处理过的黄土地基，由于黄土和消石灰之间产生的离子交换和硬凝反应，使挤密桩桩身的变形模量随龄期的增长而不断提高，桩体强度明显高于挤密后桩间土的强度[1~4]，但是在荷载作用下，应力向桩身发生集中，并对桩间土起侧向约束作用，使得复合地基承载力较天然地基有明显提高，压缩模量则显著提高。图2桩间土取样示意图图1桩位布置图夯扩灰土挤密桩法在湿陷性黄上地基处理中，相对于其他的处理方法，它不但能有效消除大厚度黄土的湿陷性，还很大程度地提高了地基承载力，取得了一举两得的效果[5~6]。因此，现在应用比较广泛，现结合某具体工程的试验，对夯扩灰土挤密桩法处理效果进行研究。2工程地质概况该工程为对山西大同塔山电厂工程化学水、斗轮机、油库区等结构物湿陷性黄土地基的改良处理，工程地质勘察资料如下：(1)新近堆积黄土(Q)，以黄土状粉土为主，浅黄～棕黄色，大孔发育、疏松，压缩性大，强度低，湿陷性强，厚度为3~5m。(2)黄土状土(Q)，粉土，黄棕～黄褐色，稍湿，中密～密实，该层大孔发育，中等压缩性，中等湿陷性，厚度约4~6m。(3)古土壤(Q)，土质均匀，含钙质结核，中等压缩性，无湿陷。3试验方案3.1设计方案灰土桩设计参数：挤密成孔直径400mm，夯扩后灰土桩成桩直径为600mm，采用夯扩工艺(夯扩成孔及填土夯扩成桩)，夯扩桩机参数：夯锤直径37cm，锤重3.5t，锤长4m。桩位按正三角形布置（图1），桩中心距为1050mm，有效桩长约8m，灰土为3:7灰土，要求压实系数达到0.97。3.2研究方案为研究夯扩灰土挤密桩的挤密效果，在成桩1个月后，清除现场表层浮土，露出桩头后，沿某一桩心径向不同距离（35cm、45cm、60cm、75cm、90cm）处，并沿深度方向（2m、4m、6m）处依其径向相同位置分别取样，图2为径向取样示意图，取处理后桩间地基土的原状土样，进行室内试验，以确定相关物理力学参数(干重度、湿陷系数、挤密系数、孔隙比)。图4不同深度湿陷系数沿桩体径向分布曲线0.0000.0050.0100.0150.0200.0250.20.40.60.81.0距桩心距离/m湿陷系数2m4m6m干重度/kN·m3距桩心距离/m图3不同深度干重度沿桩体径向分布曲线14.014.515.015.516.016.517.00.20.40.60.81.02m4m6m图5不同深度挤密系数沿桩体径向分布曲线0.820.840.860.880.900.920.940.960.980.20.40.60.81.0距桩心距离/m挤密系数2m4m6m图6不同深度孔隙比沿桩体径向分布曲线0.600.650.700.750.800.850.900.950.20.40.60.81.0距桩心距离/m孔隙比2m4m6m同时取未经处理的不同深度天然地基土样进行室内常规试验，测得天然地基土的相关物理力学参数如表1所示：表1天然地基土体状态参数深度/m天然含水量/%天然干重度/(kN/m3)孔隙比湿陷系数2.011.713.70.8790.0194.010.414.50.8460.0216.011.914.50.9250.0264试验结果及分析4.1挤密效果分析图3～6分别为不同深度处，挤密后取原状土样，试验所得复合地基的干重度、湿陷性系数、挤密系数和孔隙比沿桩体径向分布曲线图。将对这4个曲线图分析结果列举如：(1)通过图3，可以看出挤密后地基土的干重度沿桩体径向向外依次减小，到0.75m处降至最低值，之后趋于平缓，即在三角形型心位置处土体的干重度均为最小值；(2)图4中可以看出湿陷性系数沿桩体径向向外先增大后减小，地基土的湿陷性除2m深度处距桩心径向0.60m～0.95m之间及4m深度处距桩心0.9m处未消除外，其余位置的湿陷性系数均小于0.015，黄土的湿陷性完全消除；(3)在距桩心40cm的平均孔隙比约为0.74，平均挤密系数约为0.94(大于《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002规定的平均挤密系数0.93)，平均湿陷系数小于0.010；(4)综合图3~6分析，可以得出在距桩心1.25D的范围内挤密效果较好，可以认为其挤密有效影响范围为1.25D；(5)可以认为三根桩的挤密效果以三角形的型心为中心，半径为0.15m的圆内得到相互叠加，该范围内的挤密效果较差。4.2标准贯入及静载荷试验结果为了验证挤密后的复合地基是否满足设计要求及验证该