夯實水泥土樁復合地基承載力淺析

1、夯實水泥土樁復合地基承載力淺析宏廈三建第二項目部夯實水泥土樁復合地基承載力淺析謝曉強1引言夯實水泥土樁復合地基是一種比較新的地基處理技術，由于其施 工速度快、工程造價低、環(huán)境污染低、質量容易控制等諸多有點，促 使該技術在華北地區(qū)得到了廣泛應用。夯實水泥土樁的主要特點是其樁身水泥土通過充分拌合與夯實， 樁體均勻程度和密實度遠高于相同水泥摻入量的水泥土攪拌樁，克服 了水泥土攪拌樁樁體強度不均勻性和樁身強度過分依賴水泥膠結作 用的缺陷，同時樁體強度為水泥土攪拌樁的210倍1。該地基處理 技術適用于處理地下水位以上的粉土、粘性土、素填土和雜填土等地 基，處理地基的深度不宜大于15.0m 2o通過現場原

2、位試驗討論了軟土中夯實水泥土樁復合地基的承載 力性狀，軟土中夯實水泥土樁復合地基的載荷試驗p-s曲線表現為無 明顯拐點的緩降型和有明顯陡降段的陡降型，陡降型是由于樁體材料 強度破壞造成的，不宜按控制變形比的方法確定承載力。文獻45 通過了大量的試驗及理論分析探討了夯實水泥土樁復合地基的樁土 應力比的研究成果。目前，對填土中夯實水泥土樁復合地基的承載力 性狀的相關研究還比較少，本文在工程試驗的基礎上分析了夯實水泥 土樁復合地基的承載力性狀，并得到了一些有意義的結果。2工程概況2.1工程地質情況本工程位于山西省壽陽縣七里河村，地基處理采用夯實水泥土樁 與整片灰土墊層組成復合地基。按正方形布設，樁距

3、800mm，樁徑 400mm，實樁樁長11000mm，有效樁長10500mm。處理范圍為基礎外擴 出素填土厚度的倍。共布設水泥土樁13743根，總計151173延長米。 基底下鋪設整片灰土墊層，鋪設厚度500mm。根據巖土工程勘察報告，該區(qū)域地層分布為：素填土，褐黃色， 濕很濕，稍密，由粉土和粉質粘土組成，主要由場地平場時回填所 成，極不均勻。剩余厚度05.2m，平均厚度4.0m，fak=100kPa。素 填土，褐色黑褐色，飽和，軟塑，以粉質粘土為主，含淤泥質，土 質不均，含磚屑、腐殖質、植物根系等。層厚1.88.0m,平均厚度 4.2m，fak=110kPaO粉土，黃褐色，濕，稍密中密，中壓

4、縮性， 層厚3.17.0m，平均厚度5.04m，fak=170kPa。粉質粘土，褐紅色， 飽和，可塑硬塑，中密狀態(tài)，層厚3.25.6m，平均厚度4.6m， fak=220kPa。2.2復合地基載荷試驗夯實水泥土樁采用洛陽鏟成孔，人工夯錘夯實，夯錘重250kg， 水泥采用PC32.5MPa復合硅酸鹽水泥，土料選用塑性指數大于9.0 的粉土、粉質粘土。樁徑400mm，樁長10.5m，樁頂鋪設500mm厚 中粗砂褥墊層。試驗采用剛性承壓板，承壓板尺寸為）.8mO.8m 0.04m 載荷試驗采用堆載裝置進行，試驗最大加載量按單樁復合地基承載力特征值的2倍進行，現場選取30個點試驗，最大加載量230.4

5、kN加載分 為10級，每級加載量分別為3.04kN3試驗結果及分析工程現場共選取了30個試驗點進行載荷試驗，本文選取了其中個 比較典型的試驗點進行分析。6個試驗點所得到的復合地基載荷試險曲線如圖3-1所示，各試驗 點結果如表3-1所示。荷載P(kPa)501001502002503003504001#(65-15(-2#(22-13(3#(55-155f 4#(31-54) 5#(50-27) t6#(60-8)圖3-1各試驗點p-s曲線圖依據圖3-1可以看出，-s曲線表現為無明顯拐點的緩降型和有明 顯陡降段的陡降型。因此，復合地基的承載力確定采用以下原則：對 載荷試驗p-s曲線無明顯拐點的緩

6、降型，取其終止加載條件s/b=0.01 或s/d=0.01所對應荷載為極限荷載；對載荷試驗p-s曲線出現了明顯陡 降段的陡降型，取陡降段的起點為其極限荷載，極限荷載的1/2為復 合地基承載力特征值。表3-1各試驗點結果匯表編號檢測樁 號最大試驗荷載及 沉降承載力特征值及 沉降殘余沉降(mm)kNmmkPamm1#65-150230.429.291105.4124.762#22-130230.415.531603.4111.853#55-155230.49.101803.284.934#31-54230.49.171803.305.035#50-27230.411.591954.277.886#

7、60-8230.45.242602.384.63依據表3-1可以看出，6個試驗點的單樁的復合地基承載力特征值 均分別為 110kPa、160kPa、180kPa、180kPa、195kPa、260kPa，各點 對應沉降分別為5.41mm、3.41mm、3.28mm、3.30mm、4.27mm、2.38mm。通過分析單樁復合地基試驗結果，對于素填土中采用夯實水泥土 試p-s曲線表現為緩降型和陡降型兩種形式。前者復合地基中，樁 的存在只是減小了加固區(qū)的變形，其p-s曲線形狀為緩降型，最終因 變形過大而標志破壞；后者復合地基中，破壞是由于樁體材料的強度 破壞而產生的p-s曲線陡降，其復合地基變形相對

8、要小。當給復合地 基施加載荷后，由于散體材料墊層的存在能保證樁土共同承擔載荷， 且隨載荷的增大樁的作用逐漸體現，載荷逐漸向樁轉移。當樁分擔的 載荷達到樁身材料強度時，將因樁體壓壞而喪失承載能力，此時由樁 承擔的載荷將會轉移到地基土上，使土承擔的載荷突然增大而導致載 荷沉降關系產生陡降，此時標志復合地基承載力達到極限。（2）夯實 水泥土樁復合地基能顯著提高承載力。4結論通過單樁復合地基試驗結果，對山西壽陽素填土地基上的夯實水 泥土樁復合地基承載力特性，得出如下結論：（1）夯實水泥土單樁的破壞表現為樁體材料強度破壞，提高 樁體材料配比能顯著提高其極限承載力。（2）復合地基的破壞模式多為樁體材料強度破壞而造成的復 合地基的陡降型，不宜按控制變形比的方法確定承載力，試驗應加載 至極限狀態(tài)，按極限承載