灰土擠密樁處理黃土濕陷性在高速公路路基設(shè)計中的應(yīng)用

灰土擠密樁處理黃土濕陷性在高速公路路基設(shè)計中的應(yīng)用0引言針對濕陷性黃土的處置方式，在高速公路設(shè)計中主要有換填、碾壓、強夯、重夯和灰土擠密樁等。其中，換填、碾壓、強夯和重夯由于其施工方便、造價低已在公路工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，并取得良好的效果。但是強夯和重夯存在著處置深度小，對周邊既有建筑物影響大等缺點。對于地處厚度大于10m的厚層濕陷性黃土地段的高速公路橋頭過渡段路基和離重要建筑物較近的濕陷性黃土路段，采用強夯和重夯都無法達(dá)到預(yù)期效果或者會造成附近建筑的震動開裂。而灰土擠密樁則在這些特殊路段能夠得以充分發(fā)揮其優(yōu)點?；彝翑D密樁是以生石灰和土為原材料，通過成孔擠密和樁孔填料與地基土中水分反應(yīng)膨脹擠密樁間土，使其消除濕陷性并提高承載力的深層處理地基的方法。在消除黃土濕陷性方面具有處置深度大、施工簡易和對周邊既有建筑影響小等優(yōu)點。對于高速公路中處于厚層濕陷性黃土地段的橋頭過渡段路基和高擋墻路基基底的濕陷性處理具有較好的效果。1灰土擠密樁處理黃土濕陷性原理分析灰土擠密樁處理濕陷性黃土濕陷性主要通過兩方面完成：a)擠密樁在施工成孔過程中將樁周土橫向擠密；b)擠密樁成孔后，樁孔回填生石灰與土，生石灰與地基土中水分反應(yīng)生成消石灰體積膨脹并釋放熱量（CaO+H2OCa(OH)2+65.31kJ/kg），從而擠密樁間土體，消除地基土的濕陷性并提高承載力。2灰土擠密樁處理黃土濕陷性的設(shè)計計算2.1處理寬度處理寬度選擇應(yīng)考慮處理土體與周圍土體的變形協(xié)調(diào)性和滿足應(yīng)力擴散要求。防止由于處理寬度不夠引起地基的不均勻下沉和處理寬度過大而造成浪費。參考《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》GBJ79－2002中的建議值以及結(jié)合路基本身的特點，對于填方路基，處理寬度宜處理至填方坡腳外3m，條件受限時，不得小于1m；對于挖方路基，處理范圍應(yīng)至挖方兩側(cè)邊溝，若條件允許，可將處理寬度放寬至碎落臺。2.2處理深度目前，灰土擠密樁的深度宜為5～15m。小于5m，采用灰土擠密樁不經(jīng)濟，應(yīng)與其他處理黃土濕陷性的措施進(jìn)行比較論證；大于15m，目前尚無此施工深度的先例。所以，針對高速公路路基而言，采用灰土擠密樁處置黃土濕陷性，其處置深度宜選擇在5～15m。2.3樁徑選擇樁徑選擇應(yīng)根據(jù)成孔機械、成孔方法、樁間土的擠密效果和工程造價確定。根據(jù)目前成孔多采用沉管成孔的情況，樁孔孔徑宜選擇在30cm~50cm，并以40cm~45cm多見。2.4樁孔布置為保證灰土樁的擠密效果，樁孔應(yīng)采用等邊三角形布置（或梅花形）布置。樁孔中心間距按式（1）計算并不大于2～2.5倍的樁徑。，（1），（2）式中：S為樁孔中心間距；D為樁孔直徑；為成孔后的樁間土擠密系數(shù)，計算見式（2），對于橋臺路基過渡段宜取0.93，一般路基段可取0.9；為樁間土的最大干密度；為成孔前樁間土的平均密度；為成孔后樁間土的平均密度。榜2.5舟貿(mào)樁體材料托樁體材料采用撓生石灰粉與砂側(cè)性土按一定比游例攪拌均勻組丑成。生石灰粉電應(yīng)達(dá)心到常Ⅰ地級灰標(biāo)準(zhǔn)，并創(chuàng)保證粒徑不大嬸于朗5mm碰。砂性土應(yīng)進(jìn)套行過篩，并保秋證最大粒徑不特大于幣20mm禿。凍灰土體積比宜啦為習(xí)2都：百8植或陡3錢：膨7煤。樁體材料回壩填樁孔時需分唇層夯實，并保護(hù)證壓實度大挑于男9踢6懶％。將2.6活左樁頂封層他由于距離地面傾0.噴5廉～詢1奴m奇范圍內(nèi)土層較識松軟，在灰土滴樁回填過程中沉由于樁周土的設(shè)強度不足，而綠使樁體素壓實度及樁間杯土擠密程度饞達(dá)不到要求。抖因此在樁孔回結(jié)填施工結(jié)束后棵，賣填方路基涉需將地面以下首1貴m底范圍內(nèi)覆蓋土就層和樁體挖除尊。并在樁頂回橫填擦3癢0女～堡50cm圖與樁體同等材鑰料的灰土封層壘，并保證其壓抽實度建大緞于秀9賞3血％。剩余部分邀采用路基填料介回填，填料材共料與壓實度滿候足《公路路基決設(shè)計規(guī)范欣》繩JTGD3雜0撞－茶2004菠相應(yīng)規(guī)定。泊挖方路段則將符路床范圍內(nèi)的誦原地基土和樁數(shù)體挖除。在挖富除后的樁頂回饒?zhí)顮?烏0接～桃50cm丘與樁體同等材昏料的灰土封層屆，并保證其壓柔實度大覽于捎96%美,旋剩余部分按棄《公路路基設(shè)凍計規(guī)范暮》糊JTGD3侮0腹－誘200知4臂規(guī)定的路床填想料及壓實度回嗓填。通2.7破叔處理后的復(fù)合以地基承載力構(gòu)和變形姿計算噴很競處理后的復(fù)合港地基承載力宜碼通過原位測試供試驗確定，同討時應(yīng)通過浸水誘試驗檢驗其濕潮陷性。若已知駝灰土樁樁體承忘載力標(biāo)準(zhǔn)值和武樁間土的承載巾力標(biāo)準(zhǔn)值。則念可根據(jù)式落（屯3漂）剃確定復(fù)合地基睡承載力標(biāo)準(zhǔn)值服。同時，參考得《建筑地基處罪理技術(shù)規(guī)范占》評GBJ79噴－禍2002另，無灰土擠密樁處中理黃土濕陷性李后的命復(fù)合漿地基承載力標(biāo)變準(zhǔn)值不應(yīng)大于鴨處理前劣的棕2孩倍，且不應(yīng)大豪于殼250kP德a偷。捐海德灰土擠密樁處潑理后的復(fù)合地移基變形計算按歌《鉤公路軟土地基役路堤設(shè)計與施鞋工技術(shù)規(guī)范》虎JTJ01且7烈－嬸96上和《公路路基疤設(shè)計規(guī)范顫》菠JTGD3他0-2004蘋中的規(guī)定執(zhí)行題。其中銀復(fù)合刪土層的壓縮模塔量宜通過試驗竊確定?；蚶盟叫。ㄝ^4續(xù)）寬～毛（蟻5飄）桶計算。，（3），（4），（5）動式中：薦為荷復(fù)合地基承載錘力標(biāo)準(zhǔn)值袖（頌kP咸a爐）農(nóng)；像為叫灰土擠密樁承盆載力標(biāo)準(zhǔn)值蠢（愁kP卷a役）珠；蜻為倉樁間土承載力平標(biāo)準(zhǔn)值潔（共kP繩a貫）貞；意為久面積置換率，確按游式雞5些計算；金為番一根樁分擔(dān)的吵處理地基的等袋效圓直徑，取她值盛為意1.0膊5脆倍的樁中心間雪距；加為莫灰土擠密樁直具徑窮（繼m角）變；代為芒灰土擠密樁復(fù)鄙合地基變形模匯量內(nèi)（侮MP老a惰）浙；應(yīng)為欺灰土擠密樁顧樁體材料利變形模量任（亮MP援a(chǎn)盯）欣；米為免樁間土變形模畝量適（飽MP毒a藝）央。潤3繡灰土擠密樁暗的施工滑灰土樁蛛成孔和填經(jīng)孔取應(yīng)先外排后里口排，同排內(nèi)應(yīng)獲間途隔檔1蕩～殊2藍(lán)孔進(jìn)行，以免渾縮孔征或塌孔。并保乳證成孔后立即忌填孔。待整個牢處置區(qū)的填孔珠結(jié)束后，統(tǒng)一宿封孔。圣3.1面社成青聽孔伶灰土擠密樁成蘆孔方法目前主受要有沉管成孔披和細(xì)沖擊成孔。沉管成孔啟沉管成孔是蒼采用打樁機，薯將帶有樁尖的倦樁管打入土層信至設(shè)計標(biāo)高，鳥然后拔出樁管贈即成孔。沉管三法所成樁孔眾較規(guī)則，擠密飼效果和施工工廢藝都較容易掌燙握，但成孔深口度受樁架高度紋限制搖。沖擊成孔三沖擊成孔是采鏡用沖擊機反復(fù)獻(xiàn)沖擊土層使土革層成孔。成孔沈深度可達(dá)咐15帖m艙以上，孔徑沙為浙50曲0孩～悅600乏mm游。適用于濕陷番性黃土厚度較粘大的情況。拼3.2冶才填系嗎孔莖雪填孔應(yīng)逐層回樹填，逐層夯實取。填孔前，應(yīng)愧夯實孔底并池通過回填試驗蒼確定每層回填管量和患夯壓遍數(shù)捎以達(dá)到析回填夯實的壓香實標(biāo)準(zhǔn)犧。同時需保證的回填料爺中的各項材料功滿足設(shè)計要求奮并胸攪拌均勻。貝3.3互假封賓唱孔溫整個濕陷性黃挽土處置區(qū)內(nèi)填壟孔完成后，挖敬除地面標(biāo)高以蹤下朱5諷0韻～彩100倦cm啟范圍內(nèi)的樁體頑和樁間土，并恥對灰土樁工程扇質(zhì)量和樁間土咬的壓縮性和濕嗚陷性進(jìn)行檢測右。確定各項指絲標(biāo)滿足工程要牢求后，在樁頂女設(shè)壤置霉30~橡50控cm護(hù)厚灰土墊層已舒封閉樁孔?；耀I(xiàn)土墊層采用二鉆：八灰土材料煎，并保證灰土良墊層的壓實度么填方路段不小把于梅9眨3信％，挖方路段掃不小皮于眉9錘6少％。濤4傳工程實例害某高速公月路正K兼50反+0坡2卸0喉－良K5浙4+000收段處于濕陷性燭黃土地段。其杯中堆K53+僅5毀20堤－嘗K54+00甜0彎段為橋，橋頭搭過渡段為摔平均施填土高度住10.5嚷m端的咳填方尾路基。那橋頭過渡段土波工試驗資料多如下：天然含鵲水蝶量摧W=12狂%旦，天然密度善ρ守0監(jiān)＝洲1.臂5箭，空隙甚比牧e=1.0寒2動，土粒比佩重臥Gs=2.7拾1酬,躍液限怪W虧l栽=27.3%備,裹塑限朽W意p溉=16.5剖,樓壓縮系數(shù)蟻α綢1-2添＝女0.1水1博。壓縮模量嶄Es天1-2鐘＝惕18.4畏MPa毀。其它土工資笨料由見下表乓1謠。早表秤1咱濕陷量計算表連取土深度訴濕陷系數(shù)當(dāng)δ懇s勤濕陷量托Δ赴s異自重濕陷系渾數(shù)疏δ恐zs星自重濕陷量共Δ脾zs肅濕陷等級凳1.7水0.135翅229.5換0.017驅(qū)28.9母Ⅱ姜級自重濕陷性家黃土飽3.2筐0.082偉123腰0.01齒0孫4.7顯0.08釘120判0.015謹(jǐn)22.5振6.2杜0.045盼67.5抄0.015滔22.5饞7.7韻0.024首36健0.021鏈31.5蛋9.2賊0.038門57很0.024酸36劫10.7圾0.027么40.5古0.017嫁25.5阿12.7峽0.011笛0齊0.009況0范14.7虛0.004除0援0.002舍0跑由土工試驗資木料可知，橋頭枕過渡段濕陷性唐黃土厚趕12.7雅m漲，根據(jù)《公路往路基設(shè)計規(guī)范眾》顛JTGD3染0處－境200驅(qū)4益的要求，需消獲除該段范圍內(nèi)勿的整個濕陷性洽土層的濕陷性矩。奧采用灰土擠密爆樁消除其黃土掙濕陷性?；彝灵y樁設(shè)計卻平均妖樁長跳1底3凍m元，樁身灰土材吹料為二挺:械八灰土，樁徑星0.4織m堅，樁間距敢1賣m掃。采用等三角匪形布置。處置漫范圍為路基坡災(zāi)腳外亭1兄m晃。樁頂開挖深欣度關(guān)0.8威m厲，設(shè)地0.3顛m消厚跌二確:詠八灰土封層。停其余氣0.5棋m捷采用路基填料替回填。列其它設(shè)計參數(shù)象與上述同。蔬具體布