灰土挤密桩处理湿陷性黄土的试验研究

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1、第２９卷第２４期甘肃科技Ｖｏｌ２９Ｎｏ２４２０１３年１２月ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｃ２０１３灰土挤密桩处理湿陷性黄土的试验研究杜健（兰州大学土木工程与力学学院，甘肃兰州７３００００）摘要：结合工程实例，介绍了灰土挤密桩在湿陷性黄土地基的设计方法与检测方案。试验数据表明，经过灰土挤密桩处理的复合地基桩间土湿陷性完全消除，地基承载力显著提高，对兰州地区湿陷性黄土地基处理的设计和施工具有借鉴意义。关键词：湿陷性黄土；灰土挤密桩；质量检测；浸水试验中图分类号：Ｕ４１６黄土在我国有非常广泛的分布，大多

2、分布在西这一问题的解决对无可靠持力层的黄土场地的建设北地区。湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，其具有借鉴意义。湿陷性根源来自于黄土内部特有的粒状架空结构体１．２试验场地土的物理力学性质［１］系。湿陷性黄土具有在自重压力下或者一定压场地原标高１６５１．４１８ｍ，试坑开挖后坑底标高力下遇水湿陷变形的特性，因此对工程建设有极大１６４０．５０ｍ，坑底以下依次为松散填土（厚约１７．６ｍ）、的危害。冲填土（厚约１１．５ｍ）、黄土状粉土（厚约２ｍ）、卵石湿陷性黄土地基的处理方法其主要目的在于消层。原状土层的基本物理力学指标见表１，从中可以除

3、黄土的湿陷性同时提高地基承载力，常用的处理看出１０ｍ以下土体干密度较大、孔隙比较小、不具有方法有：换填法，重锤夯实法，强夯法，灰土挤密桩湿陷性，故将沉管挤密桩长度设计为１２ｍ。法，桩基础，浸水预压法等。灰土桩是利用打桩机或２试验方案与方法振动器将钢套管打入地基土层预定深度后随之拔出，在地基中挤土形成桩孔，然后在桩孔中分层填入２．１灰土挤密桩地基的设计灰土，夯实成桩。通过成孔过程中沉管对桩周土的本次试验中灰土挤密桩桩径为４５０ｍｍ，孔位按侧向挤密作用来达到消除湿陷性的目的。成桩材料照正三角形布置，按如下计算式确定孔心距：除了选取

4、灰土外还可以选取素土，土挤密桩与灰土２２η珔ｃρｄｍａｘＤ－ρｄ０ｄｓ＝０．９５挤密桩在消除湿陷性方面，其效果基本相同或差别槡η珔ｃρｄｍａｘ－ρｄ０不明显，但土挤密桩的地基承载力和水稳性不及灰式中：Ｄ———挤密填料孔直径（ｍ）；［２］土挤密桩。在确定桩间距方面，单桩成孔挤密试ｄ———预钻孔直径（ｍ）；验结果的一般规律表明，灰土挤密桩以消除湿陷性ρｄｍａｘ———击实试验确定的最大干密度（ｇ／３为目的时的单桩有效挤密区半径为距离孔心１．０～ｃｍ）；［３］１．５倍桩径，为此通常考虑将桩孔中心距离设计ρｄ０———地基挤密前压缩层范围

5、内各层土的平３为２～３倍桩径较为合理且相对安全，具体桩间距的均干密度（ｇ／ｃｍ）；取值还需要结合黄土的湿陷性情况以及承载力因素η珔ｃ———挤密后３孔间土的平均挤密系数。３综合确定。本次实验中ρｄ０取１．３２ｇ／ｃｍ，ρｄｍａｘ取１．７４ｇ／３ｃｍ。由上式求得桩心距为０．９９６ｍ，取为１．０ｍ，此１试验目的与场地概述时复合地基的面积置换率为１８．４％，每根桩分担处２１．１试验目的理面积０．８６６ｍ。本次试验重点解决的问题是：通过静载荷试验、２．２施工桩间土挤密效果检测、浸水试验，检测灰土挤密桩法本试验沉管挤密主机采用ＺＢ－２４步

6、履式打桩消除黄土湿陷性、提高地基土承载力方面的效果，总机，桩锤为３．０ｔ导杆式柴油锤。工具桩直径３７７ｍｍ，结可行的设备、施工工艺、相应的设计与施工参数。扩大环外径４５０ｍｍ，用ＪＫ－Ｂ型电动自行式夯实机１１２甘肃科技第２９卷表１地层土的物理力学指标取样深度含水率天然饱和度液限塑限自重湿陷２００ｋＰａ３００ｋＰａ天然密度干密度压缩系数（ｍ）（％）孔隙比（％）（％）（％）系数湿陷系数湿陷系数０．５７．９１．４２１．３２１．０５３２０．３２７．４１７．１０．１７０．００６０．０６０１．５９．０１．４２１．３０１．０８５２２．５２７

7、．５１７．１０．４９０．０１１０．０６３２．５９．３１．４１１．２９１．１０１２２．９２９．１１７．７０．３９０．０３３０．０６５３．５１２．０１．５２１．３６０．９８５３２．９２６．３１６．６０．２８０．０３８０．０５０４．５７．８１．４７１．３６０．９９３２１．３２７．１１６．９０．２５０．０４３０．０４９５．５７．２１．３５１．２６１．１５１１７．０２７．１１６．９０．５１０．０５４０．０６２６．５７．５１．５２１．４１０．９２２２２．０２７．０１６．９０．２６０．０３２０．０３６７．５１２．４１．５６１．３９０．９５０

8、３５．４２７．６１７．１０．２２０．０１８０．０２１８．５１８．１１．６２１．３７０．９７８５０．２２８．１１７．３０．２５０．０２００．０２３９．５９．６１．６３１．４９０．８１９３１．８２９．６１７．９０．１８０．０１６０．０１８１０．５１９．８１．７９１．４９０．８１９