夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基承載力淺析

1、夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基承載力淺析宏廈三建第二項(xiàng)目部夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基承載力淺析謝曉強(qiáng)1引言夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基是一種比較新的地基處理技術(shù)，由于其施 工速度快、工程造價(jià)低、環(huán)境污染低、質(zhì)量容易控制等諸多有點(diǎn)，促 使該技術(shù)在華北地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。夯實(shí)水泥土樁的主要特點(diǎn)是其樁身水泥土通過(guò)充分拌合與夯實(shí)， 樁體均勻程度和密實(shí)度遠(yuǎn)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(qiáng)度不均勻性和樁身強(qiáng)度過(guò)分依賴水泥膠結(jié)作 用的缺陷，同時(shí)樁體強(qiáng)度為水泥土攪拌樁的210倍1。該地基處理 技術(shù)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)原

2、位試驗(yàn)討論了軟土中夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的承載 力性狀，軟土中夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的載荷試驗(yàn)p-s曲線表現(xiàn)為無(wú) 明顯拐點(diǎn)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(qiáng)度破壞造成的，不宜按控制變形比的方法確定承載力。文獻(xiàn)45 通過(guò)了大量的試驗(yàn)及理論分析探討了夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的樁土 應(yīng)力比的研究成果。目前，對(duì)填土中夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的承載力 性狀的相關(guān)研究還比較少，本文在工程試驗(yàn)的基礎(chǔ)上分析了夯實(shí)水泥 土樁復(fù)合地基的承載力性狀，并得到了一些有意義的結(jié)果。2工程概況2.1工程地質(zhì)情況本工程位于山西省壽陽(yáng)縣七里河村，地基處理采用夯實(shí)水泥土樁 與整片灰土墊層組成復(fù)合地基。按正方形布設(shè)，樁距

3、800mm，樁徑 400mm，實(shí)樁樁長(zhǎng)11000mm，有效樁長(zhǎng)10500mm。處理范圍為基礎(chǔ)外擴(kuò) 出素填土厚度的倍。共布設(shè)水泥土樁13743根，總計(jì)151173延長(zhǎng)米。 基底下鋪設(shè)整片灰土墊層，鋪設(shè)厚度500mm。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)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(zhì)粘土組成，主要由場(chǎng)地平場(chǎng)時(shí)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(zhì)粘土為主，含淤泥質(zhì)，土 質(zhì)不均，含磚屑、腐殖質(zhì)、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(zhì)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(fù)合地基載荷試驗(yàn)夯實(shí)水泥土樁采用洛陽(yáng)鏟成孔，人工夯錘夯實(shí)，夯錘重250kg， 水泥采用PC32.5MPa復(fù)合硅酸鹽水泥，土料選用塑性指數(shù)大于9.0 的粉土、粉質(zhì)粘土。樁徑400mm，樁長(zhǎng)10.5m，樁頂鋪設(shè)500mm厚 中粗砂褥墊層。試驗(yàn)采用剛性承壓板，承壓板尺寸為）.8mO.8m 0.04m 載荷試驗(yàn)采用堆載裝置進(jìn)行，試驗(yàn)最大加載量按單樁復(fù)合地基承載力特征值的2倍進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)選取30個(gè)點(diǎn)試驗(yàn)，最大加載量230.4

5、kN加載分 為10級(jí)，每級(jí)加載量分別為3.04kN3試驗(yàn)結(jié)果及分析工程現(xiàn)場(chǎng)共選取了30個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行載荷試驗(yàn)，本文選取了其中個(gè) 比較典型的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行分析。6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)所得到的復(fù)合地基載荷試險(xiǎn)曲線如圖3-1所示，各試驗(yàn) 點(diǎn)結(jié)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(yàn)點(diǎn)p-s曲線圖依據(jù)圖3-1可以看出，-s曲線表現(xiàn)為無(wú)明顯拐點(diǎn)的緩降型和有明 顯陡降段的陡降型。因此，復(fù)合地基的承載力確定采用以下原則：對(duì) 載荷試驗(yàn)p-s曲線無(wú)明顯拐點(diǎn)的緩

6、降型，取其終止加載條件s/b=0.01 或s/d=0.01所對(duì)應(yīng)荷載為極限荷載；對(duì)載荷試驗(yàn)p-s曲線出現(xiàn)了明顯陡 降段的陡降型，取陡降段的起點(diǎn)為其極限荷載，極限荷載的1/2為復(fù) 合地基承載力特征值。表3-1各試驗(yàn)點(diǎn)結(jié)果匯表編號(hào)檢測(cè)樁 號(hào)最大試驗(yàn)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(jù)表3-1可以看出，6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的單樁的復(fù)合地基承載力特征值 均分別為 110kPa、160kPa、180kPa、180kPa、195kPa、260kPa，各點(diǎn) 對(duì)應(yīng)沉降分別為5.41mm、3.41mm、3.28mm、3.30mm、4.27mm、2.38mm。通過(guò)分析單樁復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于素填土中采用夯實(shí)水泥土 試p-s曲線表現(xiàn)為緩降型和陡降型兩種形式。前者復(fù)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(guò)大而標(biāo)志破壞；后者復(fù)合地基中，破壞是由于樁體材料的強(qiáng)度 破壞而產(chǎn)生的p-s曲線陡降，其復(fù)合地基變形相對(duì)

8、要小。當(dāng)給復(fù)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(dān)載荷， 且隨載荷的增大樁的作用逐漸體現(xiàn)，載荷逐漸向樁轉(zhuǎn)移。當(dāng)樁分擔(dān)的 載荷達(dá)到樁身材料強(qiáng)度時(shí)，將因樁體壓壞而喪失承載能力，此時(shí)由樁 承擔(dān)的載荷將會(huì)轉(zhuǎn)移到地基土上，使土承擔(dān)的載荷突然增大而導(dǎo)致載 荷沉降關(guān)系產(chǎn)生陡降，此時(shí)標(biāo)志復(fù)合地基承載力達(dá)到極限。（2）夯實(shí) 水泥土樁復(fù)合地基能顯著提高承載力。4結(jié)論通過(guò)單樁復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)山西壽陽(yáng)素填土地基上的夯實(shí)水 泥土樁復(fù)合地基承載力特性，得出如下結(jié)論：（1）夯實(shí)水泥土單樁的破壞表現(xiàn)為樁體材料強(qiáng)度破壞，提高 樁體材料配比能顯著提高其極限承載力。（2）復(fù)合地基的破壞模式多為樁體材料強(qiáng)度破壞而造成的復(fù) 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(yàn)應(yīng)加載 至極限狀態(tài)，按極限承載