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浅谈灰土挤密桩加固高路堤
2015-05-29 
   一、研讨布景

   湿陷性是我国黄土区域工程建设中所需面临的首要问题之一,湿陷性的消除是咱们处理湿陷性黄土地基问题的最首要使命。现在,选用的地基处理办法首要有垫层法、强夯法、土或灰土挤密法、预浸水法和孔内深层强夯法。湿陷性黄土作为铁路、公路等工程项目中最重要和常见的地基问题之一,因为湿陷性黄土是一种非饱满欠压密土, 具有大孔和笔直节理特色, 在天然湿度下, 其紧缩性较低, 强度较高, 但遇水侵湿时, 土的强度显着下降, 在附加压力或附加压力与土的自重压力下引起的湿陷变形, 是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形, 对地基的变形会发生很大的影响,进一步影响地基上层混凝土结构的安全。

   (一)国内外现状

   我国铁路在路基下沉的研讨早于公路,早在1888年我国构筑的第一条铁路中就对路基下沉问题开端了研讨,跟着经济的开展铁路中对沉降的观测有了进一步的研讨,而且有了许多加强、加固的办法,其间有预浸水法、强夯法、垫层法、严密法、硅化法等办法,本项目用严密法对湿陷性黄土进行处理。

   (二)工程概略

   我项目路基全长19.263Km。其间路基K469+286.8~DK469+538.36是黄土湿陷性最严峻的当地。此段路基坐落黄土高坡,地层以三叠系地层为主,岩性以砂,泥岩互层为多其走向南北,此段路基岩土组成杂乱,土质较匀、半巩固,具有微-中等湿陷,湿陷系数0.015-0.069,总湿陷量26.5cm~56.4cm归于Ⅰ~Ⅱ级湿陷性黄土,因而我项目部依据黄土湿陷性的特色进行了工艺研讨,运用水泥土严密桩的办法来消除湿陷性。

   (三)提出课题

   为了能消除黄土的湿陷性,添加地基的稳定性来确保地基上层修建结构不因变形发生开裂等现象,咱们项目在这种环境下决议进行工艺探究,用水泥土严密桩的办法来消除黄土湿陷性。

   (四)拟处理的首要问题

   1、湿陷性黄土检测评价办法;

   2、结合沉降观测对严密桩的数量和灰土合作比进行动态调整;

   二、工作情况

   ㈠首要研讨进程及办法

   1、对施工现场进行严厉操控,严厉依照规划施工操控严密桩数量、和距离,进行2%的单桩承载力实验,100%严密桩压实度实验和固结实验。

   2、经过实验成果及时改动灰土合作比、严密桩距离等现场施工工艺;

   3、进行实验前后的沉降观测比照,经过沉降观测的成果和核算进行归纳评价,然后鉴定灰土严密桩的办法对黄土湿陷性的处治作用。

   ㈡首要研讨成果

   1、黄土湿陷性的得到了有用的操控;

   2、加强了路基施工的施工部队,能够随时改动施工工艺,完成了动态调整;

   3、依据固结实验、单桩承载力实验和压实度实验的进程添加了路基施工的经历;

   三、首要技能

   ㈠ 关键技能

   1、基桩检测

   选用复合地基承载力实验、压实度实验、固结实验对地基处理的成果进行动态监控。

   2、经过实验成果动态调整灰土合作比、规划桩距离和现场施工条件,一起对湿陷性黄土的变形进行沉降观测。

   四、路基处理计划

   (一)黄土湿陷性处理的准则:

   1、设置完善的路基路面截、排水体系;对路基规模和邻近的坑、穴回填夯实。

   2、依据湿陷等级、湿陷开始压力、湿陷土厚度及散布层位等,结合路基填土高度、地基受水侵湿或许性巨细,地基处理选用严密桩的办法。

   (二)灰土严密加固规划

   为了进步灰土强度、改进灰土功能,在灰土中掺入水泥量为3%,水泥长处弥补了纯灰土早上强度低的缺点,掺入水泥的灰土强度机理或许结合了灰土和水泥土两者的特色。

   1、桩距离的规划

   依据《湿陷性黄土区域修建标准》(GB50025-2004)严密桩的孔位按正三角形安置。孔心距可按下式核算:

   S-孔心距(m);d-钻孔直径(m);ηc-挤密填孔后,三个孔之间土的均匀挤密系数;ρ-地基挤密前紧缩土层规模内各土层的均匀干密度(g/cm3);ρmax-击实实验确认的最大干密度(g/cm3)

   2、核算参数的确认:

   孔心距S为1.4m;桩身长21m;挤密桩预钻孔直径d为0.4m;挤密桩填料孔直径D为0.48m;均匀挤密系数取0.9.

   3、桩长规划

   依据原施工图规划文件的横断面图,以嵌入原地基下1米为准,最小桩长3m,最长20m,按21m规划。

   4、承载力确认

   经水泥灰土挤密桩加固处理后,路基复合承载力标准值按下式核算:

   Akfak=fsAs+fsAp

   fak-复合地基特征值(kPa)

   Ak-复合地基面积(m2)

   Fs-复合地基桩间土的承载力

   Ap-复合地基中桩间土所占的面积(m2)

   依据上式核算得路基复合承载力规划值为220kPa;

   5、夯击能

   夯锤可选用杆状锤,夯击能不小于8000N·M

   (三)桩身资料的要求

   桩身资料选用生石灰、水泥和土,合作比选用7:3:90.施工时混合料的最佳含水量操控为14%-16%。生石灰最大粒径小于1cm,无杂质,氧化钙镁含量小于60%。

   土料应尽量运用就地挖出的纯洁黄土或一般粘性土、粉土,土猜中的有机质含量小于5%,禁止运用耕土、杂土、淤泥、盐土,土猜中不得夹有砖块、瓦砾、日子废物、杂土冻土和胀大土。

   生石灰颗粒直径不得大于5cm,石灰质量契合二级以上标准,有用氧化钙镁含量小于60%。

   水泥选用42.5P.O,禁止运用过期、受潮、结块、的水泥。

   1、试桩

   试桩所要确认的施工参数,包含填料厚度、夯实击数及最佳含水量,首要测验办法如下:

   对桩身选用动力触探;桩周围选用动力触探或标准贯入实验。

   桩身及桩周土取样进行室内压实度测验,桩身击实系数大于96%,桩周土挤密系数大于92%。

   加固作用均可选用尽在实验确认单桩承载力和复合地基承载力,对规划进行验算。

   2、沉降变形原因及加固作用剖析

   从分层总和法及数值剖析的核算成果结合沉降裂缝查询,能够做如下剖析:

   在高填方路堤,某一图层附加荷载将随填土高度的添加而添加,所以在同一压实度情况下,某一土层覆土层越厚,则该土层的紧缩量将越大,然后构成路堤外表的沉降量随填土高度添加而添加。因为高填方路堤沉降量经过压实度的进步能够进步土体的紧缩模量,在平等荷载情况下,紧缩模量越大土体的紧缩量越小,然后路堤顶面的沉降量越小。也驾驭说压实度的进步能够下降高路堤的沉降量,由此咱们能够想到,填方高度必定的情况下,若填方土体的压实度离散则会构成沉降量纷歧,然后发生沉降差呈现沉降裂缝,而在填方碾压进程中因为填方外侧的碾压京城低于路堤中部然后构成填方外侧边际土的压实度低于中部的压实度,这就构成因压实度不均匀而构成的沉降差,这也便是为什么在路缘带较简单构成裂缝。

   从沉降核算及数值模仿成果来看,黄土高路堤经灰土挤密桩加固后,路堤的紧缩量比原路堤的紧缩量有显着的下降,工后沉降量显着削减,高路堤沉降差得到较大的消除,沉降量相对均匀,这样就削减了高路堤因沉降量大,沉降差较而引起的路基开裂等后期症状。原因如下:

   经灰土挤密桩处理后,经核算在不同压实度条件下,其契合紧缩模量均得到了不同程度的进步,压实度越低的情况下,其契合紧缩模量进步的程度越大,沉降量下降的越多。而且经灰土挤密桩挤密后,经核算得到在不同压实度情况下,沉降量都得到了不同程度的下降而且不同压实度情况下平等高度的高填方经灰土挤密桩处理后沉降差较小。

   加固前及加固期间,路面的总沉降量中,路堤本身的沉降量占绝大部分,在加固后,跟着时刻的推移了,路堤本身沉降量略小于基底沉降量。

   在工后沉降中,基底沉降速率减缓崎岖很小,路堤沉降速率减缓崎岖很大。后期路堤本身的沉降量逐步小于基底沉降量。

   加固后,路堤本身的沉降速率急剧变小,沉降量很小。

   五、由以上剖析得出定论:

   (一)路堤等候沉降量较大,沉降期较短,沉降量首要发生在工后的前期

   (二)灰土挤密桩加固后能够削减黄土高填路堤的工后沉降量,大大缩短了工后沉降期,加固作用杰出。

   六、定论

   (一)黄土高路堤的沉降量受地势、路堤的部位影响较大,在地势崎岖大、填筑交界处、路缘带沉降差较大,易构成沉降裂缝,相应部位在施工填筑期及工后加固期应留意质量操控,路缘带在碾压进程中应防止少碾,尽量确保路堤压实度的均匀性。

   (二)由黄土的工程性质决议了黄土难以压实,离散性较大。黄土高路堤在碾压进程中不免部分压实度低于0.9,而压实度的离散性简单构成高路堤的沉降差然后易促进沉降缝,当填方高都大于20m的时,各级压实度下路堤的沉降量都将跟着填筑高度的添加而显着扩大,以20m的高填路堤计,填土高度添加5m即达25m时,在0.96的压实度的情况下,沉降量超越标准值,有加固的必要性。

   (三)压实度为0.85、填方高度为20m的黄土高路堤经灰土挤密桩处治后,沉降量小于压实度为0.96未经处理的黄土路堤沉降量。压实度为0.85及0.96的黄土路堤处治前的沉降差达16cm,经灰土挤密桩处治后沉降差小为4.1cm,既灰土挤密桩处治后,能有用下降黄土因压实度离散性而构成的沉降差,对黄土路堤沉降裂缝的处治作用杰出。

   七、主张

   (一)在灰土挤密桩加固前后,去得愈加问呗的土性参数,对加固前后土性参数进行研讨,然后愈加深化的了解灰土挤密桩对路堤的加固机理。

   (二)研讨不同灰土挤密桩规划参数对黄土路堤的加固作用,取得愈加经济有用的规划。

   结束语

   运用灰土挤密桩加固高路堤,并不能彻底消除黄土湿陷性,只是在必定程度上能够消除,现有老练的湿陷性黄土地基处理办法一般只能消除基底下20m以内地基土的湿陷性,为使处理后的地基技能先进、经济合理,尚应研讨行之有用的处理大厚度自重湿陷性黄土地基的新办法。 处理后的湿陷性黄土地基是一种典型的非饱满土,而非饱满土孔内深层强夯法是在土桩挤密法的根底上演化而来的一种新式深层地基处理办法,但对其理论研讨远远落后于工程实践,特别是针对一些高要求的湿陷性黄土场所的体系应用研讨几近空白。这就依然需求咱们不断去讨论和研讨学习。
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