粉煤灰在地基处理中的应用

粉煤灰综合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION2001NO.2>x、粉煤灰在地基处理中的应用胡发秋福建省电力勘测设计院)摘要:结合具体工程阐述粉煤灰砼桩复合地基的承载特性并就有关问题进行讨论。关键词:粉煤灰砼桩复合地基承载特性配合比中图分类号:TU473.1-4文献标识码:B文章编号:1005-82492001)20003-03我国粉煤灰在建材、建工、筑路、回填、农业等方面试验结果表明经过处理该复合地基承载力有较均有应用在地基处理中应用尚不多而粉煤灰砼桩用大提高满足了设计要求灰量大,一幢普通3000m2住宅用灰量达700以上表1载荷试验承载力标准值是电厂灰渣资源化的一条较好途径。编号试桩类型承载力标准值压板面积m2)场地地质条件及试验结果单桩桩间土118 kPa)本场地是某家属区扩建楼地基该楼共六层设计复合桩250 kPa0.5荷载180kPa场地承载力较低约为70~100kPa。本场地共进行单桩、桩间土和复合桩三种载荷试2粉煤灰砼桩复合地基承载特性分析验试验曲线如图1a、1b2.1桩土应力比和土分担荷载比对上述载荷试验曲线取相对沉降S/D=0.015时根据荷载试验资料绘岀P~S/D曲线如图2根对应的荷载为承载力标准值其结果见表1。据相同沉降所对应的桩和桩间土承载力对比如表2。因此复合地基承载力标准值为表中为桩顶应力为基底土应力h=o1/0=pf甲=(900.1256)×0.25+118(1-0.25)=100%。由表2绘出桩土应力比曲线和土分担荷载268k Pa>180k Pa比曲线如图3a3bQ(kN)复合桩图1a单桩载荷试验曲线图仙b复合桩和土载荷试验曲线图2桩和土的P-S/D曲线粉煤灰综合利用2001NO.2FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION>∴x、<<>"〈xx)"<>表2基底桩土应力比n及土分担荷载比50.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.020.0250.030.040.05P(kN)2.18456782.5100116131140144.5149157166172.5183PIn)486088100107109111114117PkN)7.8151922.533368.558a kPa) 111238.9382.1480679550.9867.8883.6907.0931.5971995.2a f kPa)100112.91241321421521721962342323.585.035.36.266.426.486.145.845.34.784.23.8%)35.823,723.6225,527.429.531图3a桩土应力比曲线图3b土分担荷载比曲线2.1.1桩土应力比由图3a、3b可看出挡当荷载达地基的变形主要是桩和桩间土的弹性变形。到一定值后,值不再随荷载增加而增加反而减少,弹塑性变形阶段随着外荷载增加桩间土首先这说明桩侧土已由弹性变形进入塑性变形阶段也就进入弹塑性变形阶段而桩还处于弹性变形阶段如图是说荷载板下的基底反力由桩顶向基底土转移。由表l。当外荷载大于桩侧土的临塱荷载后上部桩侧土发2可看出,曲线的峰值点对应的S/D=0.015这说明生塑性变形内力重分布后应力向桩和桩间土转移当S/D=0.015时桩土应力比达到最大值挡当S/D>因此桩和桩间土的塑性变形不断扩大。由于应力的0.016时桩侧土逐渐进入塑性状态直至破坏。由表传递是通过桩顶自上而下从大到小。随着外荷载进2还可看出桩所分担的荷载最小为土的3.58倍最高一步增加,下层应力增大当达到下层土的临塑荷载达6.48倍。因此在复合地基中桩分担旳荷载占主要时下层的桩侧土和桩间土发生塑性变形逐渐向下发部分。展直至整个桩侧土发生变形。同时桩的刺入作用使2.1.2土分担荷载比ξ从图3b可看出当荷载较端阻力不断发挥。小时基底土分担荷载比ε较大荷载板下基底土的分破坏阶段随着外荷载继续增加桩侧土完全达担作用较为显著随着荷载增加ξ值逐渐減少但荷载到塑性变形继续增加的荷载冋桩间土转移当达到桩达到一定值后值不再减小反而增加这同样也说明间土的极限荷载后荷载不变变形急剧增大粉煤灰当桩侧土达到塑性变形后荷载板下的基底反力由桩砼桩发生刺入破坏地基完全丧失其稳定性。顶向基底土转移。由表2还可看出:在初始阶段所粉煤灰砼桩复合地基的破坏机理既不同于天然地分担的荷载35.8%最小是23.6%,因此该复合地基基又不同于一般桩基汶眀显地表现在粉煤灰砼桩与中土分担的荷载占总荷载的1/3~1/4。挤密土的共同工作特性完全符合复合地基的受力特2.2粉煤灰砼桩复合地基受勹特性及破坏杋理分析性由此可分析其破坏杋理如下由图1可看出黹粉煤灰砼桩复合地基的受力特性由于此类桩体的弹性模量较高,它与桩间土共同可分为三个阶段即:Ⅰ、弹性变形阶段,Ⅱ、弹塑性变工作,般不发生因桩身强度不足而造成剪切破坏粉形阶段,Ⅲ、破坏阶段。煤灰砼桩复合地基的破坏形态主要是桩侧土产生塑性弹性变形阶段当荷载较小时粉煤灰砼桩复合变形后桩体受力失去平衡而发生刺入破坏因此粉煤灰砼桩复合地基的破坏既不同于碎石粉煤灰砼桩施工除应参照《建筑桩基技术规范桩复合地基的剪切破坏也不同于钢筋砼桩基桩端士(JCJ)4-94》进行外还应注意以下两点的破坏。由于粉煤灰砼和易性较差因而应充分搅拌搅拌3粉煤灰砼桩桩体强度与施工要点时间不得少于2min油于粉煤灰砼桩成桩速度较快故应采用隔行跳打方式施工以保证施工质量3.1粉煤灰砼桩桩体强度及配合比设计3.3技术经济指标对比粉煤灰砼桩体设计强度标号应按单桩极限荷载确粉煤灰砼桩与钢筋砼桩、素砼桩技术经济指标对定分项系数取1.5但不宜低于C5,般取Cs~C12为比见表3。宜。通常每m3混合料配比按重量计为粉煤灰:石子表3技术经济指标对比水泥=750kg:125kg:150kg菠按体积计为粉煤灰:石子造价万元)工期天)可靠性施工难易水泥=0.75m3:0.75m3:0.1m3。由于掺灰量较大,该钢筋砼桩65可靠较易桩体强度前期较小但后期可赶上甚至超过普通砼桩素砼桩可靠易体。因此测试桩体强度时宜在施工结束28天后进行。粉煤灰砼桩3.2粉煤灰砼桩施工要点注造价以1992年概预算为准由表3可知本工程用粉灰砼桩比用钢筋砼桩具有明显的优势也比用素砼桩经济