对西平铁路湿陷性黄土场地灰土挤密桩复合地基试验研究

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1、第２８卷第２１期甘肃科技Ｖｏｌ２８Ｎｏ２１２０１２年１１月ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏｖ２０１２西平铁路湿陷性黄土场地灰土挤密桩复合地基试验研究１２王长洪，党冬玲（１中铁隧道集团杭州分公司西平铁路三分部，陕西咸阳７１２０２３；２西北勘测设计研究院，陕西西安７１００００）摘要：西平铁路湿陷性黄土场地采用灰土挤密桩地基处理，根据工程设计方案确定布桩方式、施工准则和技术要求。通过现场取样，对灰土挤密桩地基处理前后黄土的工程性质进行了研究，得到地基处理前后的物理力学性质。通过单桩复合地基的现场静载荷试验，根据室内

2、、现场试验及有限元计算结果，验证采用灰土挤密桩地基处理技术的可行性，对出现的技术问题进行了总结，为今后类似条件下的地基处理工程提供借鉴和经验，为湿陷性黄土场地地基处理提供一种适宜的处理方法和途径。关键词：湿陷性黄土；灰土挤密桩；复合地基；载荷试验；有限元中图分类号：Ｕ２１２２在我国西北、华北地区，分布着６０万ｋｍ的黄平铁路运量大且货源集中，兼顾部分省际交流及土，在这些区域修筑铁路，首先要解决黄土的湿陷性地方客货运输的铁路。问题，湿陷性黄土属于非饱和欠压密土，具有较大的该工点处（ＤＫ３６～ＤＫ３７段）地层上部以第四孔隙率和较低的干密度，是产生

3、湿陷性的根本原因，系上更新统风积黏质黄土为主，下部为第四系中更湿陷性黄土最大的特点是：在土的自重应力和附加新统风积黏质黄土，风积黏质黄土夹数层棕红色古应力共同作用下受水浸湿时将发生急剧而大量的附土壤。其工程地质特性：黏质黄土（淡黄色），主要加下沉，这种现象称为湿陷性，某些湿陷性黄土受水分布于黄土塬上部，厚大于１２ｍ，粉土质，多孔隙，直浸湿后在自重应力作用下就产生湿陷，称为自重湿立性强，坚硬－硬塑，Ⅱ级普通土；黏质黄土（棕黄陷性黄土，另一些黄土受水浸湿后只有在自重应力色），厚大于２０ｍ，粉土质，夹数层棕红色古土壤，多和附加应力共同作用下才产生

4、湿陷，称为非自重湿孔隙，直立性强，硬塑为主，Ⅲ级硬土。本段（ＤＫ３６陷性黄土。西平铁路途经地区为我国的黄土分布区－ＤＫ３７）黄土为Ⅲ自重湿陷性，湿陷厚度８～１２ｍ，域，存在着湿陷性黄土工程问题，为了防止黄土湿陷本勘测范围内属渭河水系，线路走行于渭北黄土台等对路基造成不良影响，通过对该场地湿陷性黄土塬，工点处地下水为第四系孔隙潜水，地下水位埋深工程特性及地基处理技术进行研究，得出了一些有大于４０ｍ，受大气降水补给，水质良好，对混凝土不益的结论，为西平铁路地基处理提供科学的指导和具化学侵蚀性。地震动峰值加速度０１５ｇ，最大冻重要的参考建议。结

5、深度５０ｃｍ。１工程背景及地质条件２灰土挤密桩复合地基处理方案及施随着铁路建设的大发展，在铁路修建过程中，工由于对湿陷性黄土地基处理的重视程度不够，导灰土挤密桩法一般适用于地下水位以上含水致黄土地区的多条铁路运营中出现了一些病害，量１４％～２２％的湿陷性黄土地基，处理深度可达就此以西平铁路工程为研究背景，该线设计时速８～１２ｍ。施工时，先按设计方案在路基基底平面为１２０ｋｍ／ｈ，工后沉降量允许值为２０ｃｍ。西安至位置布置桩孔并成孔，通过振动沉桩机将带有通平凉铁路（简称西平铁路）始自西安市，向西北经气桩尖的刚制桩管沉入土中的设计深度，然后将礼

6、泉、乾县、永寿、彬县、长武及甘肃宁县、甘肃泾备好的一定比例的灰土在最优含水量下分层填入川等县至平凉市，正线全长２６３１ｋｍ。西平铁路桩孔内，并分层夯（捣）实至设计标高止。由于下为国家Ⅰ级电气化单线铁路，运输能力为货运量沉桩管对周围黄土产生很大的横向挤压作用，桩３０００万ｔ／ａ，单向客运量１６０万人／ａ。建成后的西管将地基中同体积的黄土挤向周围的土层使其孔第２１期王长洪等：西平铁路湿陷性黄土场地灰土挤密桩复合地基试验研究１１９隙比减小，密度增大，改善土体物理力学性能，从６５％，当土层含水量低于１２％时，应对土层进行增而消除湿陷性，提高桩间土

7、的承载力；对灰土桩而湿到最优含水量。言，桩体材料石灰和土之间产生一系列物理化学３灰土挤密桩复合地基室内试验及结反应，凝结成一定强度的桩体，同时桩体和挤密土组成复合地基，从而提高地基土的承载力，满足路果基工程设计的需要。上部荷载通过形成的复合地本段采用灰土挤密桩地基处理，根据工程设计基传递时，由于它们能互相适应变形，因此能有效方案确定布桩方式、施工准则和技术要求进行施工。而均匀地扩散应力，地基应力扩散得很快，在加固通过现场取样，对灰土挤密桩地基处理前后黄土的深度以下附加应力已大为衰减，无需坚实的下卧工程性质进行比较，得到地基处理前后的物理力学

8、层。值得注意的是，不得用粗颗粒的砂、石或其他性质。在灰土挤密桩区段（ＤＫ３６～ＤＫ３７），在加固透水性材料填入桩孔内。前后不同深度处分别取９组（共１８组）原状试样进该段地基处于Ⅲ