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岩土研究院

干振碎石桩加固湿陷性黄土地基

334 2022-05-25 15:23:04

(一)工程地质概况

国家医药总局146 号仓库位于石家庄市东郊一块湿陷性的黄土场地上。场地土自上而下的排序和主要物理力学性能指标,见表7-71。地表下 4.6m 左右的深度范围内,总湿陷量为23.7cm,属Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基,湿陷起始压力pa为 40~80kPa,天然地基承载力标准值为103kPa,不能满足设计的要求。

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为了消除场地土的湿陷性,提高地基的承载力,经分析研究,决定在正式进行地基处理前,先对干振法处理方案进行现场小规模试验论证,为地基处理提供可靠依据。

(二)碎石桩布设方案

为了比较干振碎石桩的加固效果,分别在试验场地布置了单根碎石桩和按梅花形分布的碎石桩。碎石桩桩径为0.4m,桩长以贯穿湿陷性土层抵达非湿陷性土层为准,平均长 4.6m。群桩加固方案中,桩间距为1.2m。

(三)加固效果1.承载力的变化

图 7-90为用120cm×120cm 方形钢承压板在天然地基及梅花状布设的碎石桩中心测得的含单根碎石桩的复合地基的静载试验p-s曲线。由图7-90可见,复合地基的 p-s曲线无明显的拐点,复合地基的承载力基本值按相对变形值确定,对于粘性土取s/b=0.015时所对应的荷载,由图7-92可得本工程复合地基承载力基本值分别为199kPa 和 209kPa。由于承压板面积较单根碎石桩分担的复合地基面积略大,所得的承载力也偏大,所以综合考虑后取地基承载力标准值为 200kPa,较原天然地基承载力提高了0.94倍,可见经干振碎石桩处理后,非饱和粘性土承载力可得到明显的提高。

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3.室内土工试验

图7-92分别为在单桩加固场地距桩心 0.4m、0.8m 取土进行室内土工试验所测得的加固后土体的物理力学性能指标。土工试验表明,经于振碎石桩加固挤密后,土体的物理力学性能指标均较原天然地基有明显的改善,其改善效果随着距桩心距的减小而增大,随细颗粒含量的增多而减小。至距桩心0.8m处,桩周土的含水量较原天然地基降低了4%~32%,干重度较原天然地基增加了3%~19%,孔隙比降低了9%~33%,压缩模量增加了11%~173%,压缩系数降低了 39%~77%。

从距桩心 0.6m、深 0.8m 处所取的群桩桩间土的室内土工试验表明,桩间土干重度(Za)从加固前的 14.5kN/m²提高到 15.6kN/m²,加固后比加固前提高了7.6%、而在此场地同一标高的单桩,离桩心 0.6m范围内于重度从平均14。0kN/m²提高到14.7kN/m³,加固后比加固前提高 5%群桩桩间土干重度平均提高 10%左右;群桩加固前孔隙比为0.834,加固后为 0.715,加固后比加固前孔隙比降低了14.3%。单桩桩周0.6m范围内,加固前孔隙比为 0.922、加固后平均为0.818,比加固前降低了11.3%。可见,群桩的加固效应比单桩明显,也即干振碎石桩的挤土效应具有叠加作用。

(四)结论

通过现场试桩表明,干振挤密碎石桩对于非饱和粘性土具有明显的挤密效果,对于本工程,采用正三角形布设,桩径为0.4m,桩间距1.2m,面积置换率为 0.10的干振碎石桩加固方案,加固后,地基承载力标准值可达 200kPa,压缩模量可达 7.41MPa,干重度平均可提高10%左右,使场地的湿陷性得到基本或完全消除,完全能满足地基加固设计的要求。

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