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黄土区公路路基挤密桩复合地基质量检测体系研究

孙永斌  
【摘要】:对于低湿度、大厚度的湿陷性黄土地基,常采用挤密桩法加以处理,使桩土形成复合地基,共同承载上部荷载,从而提高了地基的承载能力。地基处理能否满足设计要求,对其质量进行有效、快速、准确的检测是非常关键的环节,然而公路行业目前对挤密桩复合地基的检测并未提出明确的质量评价方法与控制措施,很多工程实践过程中常常参照或部分参考国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》进行,做法多样,极不统一,存在很多问题。因此,以青海省新建川口至大河家高速公路为依托,建设灰土挤密桩试验段,研究适用于公路工程的挤密桩复合地基检测体系具有极其重要的实践价值和理论意义。论文的总体研究思路、主要研究内容和成果如下:1、针对现有挤密桩地基检测过程中存在的检测指标繁杂、指标间系统性差等问题,从挤密桩处理黄土地基的基本目的(提高地基承载力、消除地基湿陷性)出发,通过理论分析和案例分析,提出了以复合地基承载力、桩间土湿陷性检测为主的指标方案,对桩体压实度、桩间土平均挤密系数、桩间土形心的最小挤密桩系数等间接性指标不再进行检测。2、对复合地基承载力指标的检测,单桩复合载荷试验有效影响深度非常有限,只能反映地基浅层桩、土体的强度,因此采用试验段实测的土质参数,在FLAC3D软件中分别进行了单桩和多桩复合载荷试验的三维数值模拟研究,并分析其有效影响深度。模拟结果显示:三桩复合载荷试验的有效影响深度约为载荷板直径的三倍,该深度已接近公路路基设计规范中要求的黄土地基的最大处理深度6m。为更全面地检测地基处理深度范围内桩、土体的挤密效果以及强度状态,提出黄土区公路工程对挤密桩复合地基承载力的检测应适当增加多桩(三桩以上)复合载荷试验。3、对桩间土湿陷性指标的检测,现有规范采用人工开挖、取样试验的方法进行,这种方法对施工质量和施工进度的影响均较大,针对该问题,探讨了静力触探等原位测试方法检测桩间土湿陷性的可行性。课题开展了桩间土静力触探与探井取样对比试验,试验结果表明,由于受土质、含水率以及试验操作等多因素的影响,静力触探测试值与湿陷系数之间的相关性较差,在目前技术条件下,难以采用静力触探的方法检测桩间土的湿陷性。4、针对桩间土湿陷性指标的检测,进一步研究了半无损取样试验的检测方法,研制了对分式取土器,并开展了与探井取样的对比试验。试验结果表明,该半无损的取样方法能保证土样的原状性和有效性,该取样方法和装置经进一步优化,在桩间土湿陷性指标的检测中具有一定的应用前景。5、在上述检测指标、检测方法研究的基础上,进而研究了检测的工艺和频次等,从而提出了黄土区公路路基挤密桩复合地基以半无损检测方法为主的新型检测体系。


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