水泥土挤密桩在处理湿陷性黄土中的应用_论文发表__墨水学术,论文

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　　水泥土挤密桩在处理湿陷性黄土中的应用
　　华北有色工程勘察院有限公司陈彬生
　　摘要：提出了水泥土挤密桩在湿陷性黄土地区，在复合地基承载力要求较高的情况下，施工机械的选择，施工方案的确定方法及施工中质量控制措施及注意事项，为同类工程提供可以借鉴的经验。
　　关键词：水泥土挤密桩方案质量控制措施
　　1.前言
　　水泥土挤密桩是一种复合地基，地基上部荷载由桩体和桩间土共同承担。主要用于处理地下水位以上，厚度较大的湿陷性黄土或填土地基，处理深度在5～15m之间，其加固机理是通过夯入水泥土，首先，利用水泥土挤密桩的高强度和成桩过程中对周围土体产生挤压，增强了周围土的密实度和压缩模量，达到提高地基承载力的目的。其次，水泥的水解和水化反应生成氢氧化钙、含水硅酸钙，含水铝酸钙剂，含水铁酸钙等化合物。所生成的氢氧化钙，含水硅酸钙能迅速溶于水中，使水泥颗粒表面重新暴露出来，再与水发生反应，这样周围的水溶液就逐渐达到饱和，水分子虽然深入颗粒内部，但生成物已不能溶解，只能以细分散状态的胶体排出，悬浮于溶液中，形成胶体，提高地基承载力。
　　2.工程概况
　　某客运专线地基处理工程位于河南省与陕西省交界处，该地段为非自重湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅰ级。设计为水泥土挤密桩，桩长5～14m，桩顶上部预留0.5～1.0m扰动层，施工完毕后清除。桩孔布置为等三角形排列，桩间距0.8m，桩径要求成桩后不小于φ46cm。成桩后要消除桩间土的湿陷性。水泥土挤密桩的压缩模量Ep为100～180MPa，桩间土平均挤密系数ηc不小于0.93，桩间土最小挤密系数ηc不小于0.88，水泥土桩身平均压实系数λc不小于0.97,要求成桩后桩体单位截面积承载力标准值fpk≥1000kPa，复合地基承载力特征值不小于470kPa。
　　3.施工机械的确定
　　由于本工程工期较紧，设计要求高，如何选择合适的施工机械，确定合理的施工方案，确保工程质量就成为本工程的关键。在打试桩过程中根据工程地质条件，及现场的施工条件，初步确定了振动沉管，机械洛阳铲，柴油锤打桩机三种打桩成孔机械，并对它们进行了试打孔。振动沉管桩机在成孔过程中，在前5m之内成孔较快，但在5m以下时成孔速度明显减慢，由于本工程工期较紧，显然振动沉管桩机不适合在本工程中使用；机械洛阳铲成孔速度较快，但是孔径及孔的垂直不容易控制，并且由于施工现场较小，取出的土堆放在现场，对施工进度造成了一定的影响，因此放弃了这种施工工艺；柴油锤打桩机初次成孔时，在较短的时间内就能达到设计要求的深度，但是在拔管时较困难，后来将桩管换成φ377mm，并在桩尖上的部位加焊了一个直径460mm的活动圆圈，再次进行了成孔试验，这一次在打到设计桩长时，较顺利的将管拔出，综合比较，最终确定柴油锤打桩机为成孔机械。
　　4.施工方案的确定
　　4.1施打顺序确定
　　通常情况下，施打顺序分为两种类型，一是连续施打，二是间隔跳打。由于本工程场地条件及工期的紧迫性，初步确定采取横向从一端开始，隔一孔跳打，走“S”型路线的成孔方法，在试打过程中发现在打第二孔的过程中，第一个孔存在如下问题：一是孔径变小，二是许多土落进孔内使孔深变浅，发现此问题后马上变更方案，采取隔2孔间隔跳打，很好的解决以上的问题。在纵向上隔一排跳打。经过实践证明，此施打顺序是确实可行的。
　　4.2夯填方案确定
　　在夯填设备的选择上，从保证质量、进度及经济合理方面等因素综合考虑，采用卷扬式电动夯实机，夯锤重量980kg，填料采用手推车计量，每次填料量为一车，虚方量约0.1m3。夯击次数初次确定为6次，夯实后经现场采样做试验，水泥土的压实系数λc＝0.95，不能满足设计要求后夯击次数改为8次，夯实后再次现场做试验，水泥土的压实系数λc＝0.97，满足设计要

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