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岩土研究院

钻孔掏土纠偏及工程实例

306 2022-05-20 10:21:48

软粘土的特征是强度低而变化大,如果控制加荷速率,则可提高地基承载力和减少地基变形∶如果加荷谋率过大.有可能使地基进入不排水的剪切状态,从而产生较大的塑性流动使基底软土侧向挤出,这不但增大了地基变形,有时甚至还会导致地基剪切破坏。而钻孔掏土纠偏法就是利用基底软土侧向挤出的原理,用以调整变形和倾斜。


【工程实例】 上钢一厂开坯车间露天跨钻孔掏土纠偏


该露天跨东端3个柱基,跨内原放钢坯,柱基巳有不同程度的倾斜。该柱基的基础埋深为-2.1 m,在基底下约有1m厚的黄褐色粉质粘土,其下都是淤泥质粘性土,地下水位在-1.2 m 的深度。基础的底面尺寸为4.3mx2.8m,为了增大柱的附加压力,以有利于钻孔后土从侧向挤出,乃于钻孔前两个月在柱基上逐级均匀地增加 50kPa的钢锭荷重,这样基底附加应力达到76kPa,接近地基土的比例极限。


由于场地经3年使用,基底下有一层已压密的黄褐色粉质粘土层,为了确定不同钻孔深度对倾斜调整的效果,3个柱基的钻孔深度分别为基底下1.4 m(相当于基础宽度之半),1.0m,0.7m。钻孔布置在基础外侧四周,离基础边缘0.3m,为了在连续钻孔后可能挤塌以及便于钻孔的操作,在基础底面以上设内径76mm,长约1m的套管。


钻孔工作采用外径40mm及70mm的手摇螺旋钻,其进行方向乃由基础对侧向两边邻,再在已钻好的孔中进行掏土。为了掌握基础的下沉及倾斜情况,在基础四周埋设沉降观测点,并用精密水准仪进行观测;还有经纬仪通过基线法和直接投影法来复核柱子的倾斜。另有一个柱基的外侧逐级增加偏心荷重,使基础外侧的基底附加压力由76kPa上升到106kPa,以加速倾斜的调整过程。试验结果证明,钻孔后由于孔壁附近产生了应力集中,因而造成了部分土体的侧向挤出。与此同时,在整个基础范围下的土体中,由于边界条件的改变,产生了应力重分布,使整个基础都有附加下沉,而外侧下沉大于内侧下沉,取到了倾斜调整的效果。


钻孔后,外侧有较大的下沉但沉降速率较低(0.123mm/d),内侧的沉降速率更低(0.04mm/d),可见倾斜的调整过程是缓慢的;侧向挤出是有限的,地基稳定性没有丧失。钻孔深度穿过了坚硬的黄褐色粉质粘土层而达到较软弱的淤泥质土层时纠偏效果更为显著,倾斜调整效果达0.222%~0.375%。钻孔工作停止后,变形较快地稳定下来。在卸去桩基口均匀荷重50kPa 后,随即产生柱基回弹现象,内外侧回弹值几乎相等。

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