第4章 膨胀土路基石灰桩处理方法

第4章膨胀土路基石灰桩处理方法
4.1 石灰桩法
在软弱地基中用机械成孔，填入固化剂的生石灰并加以压实形成桩体，利用生石灰的吸水膨胀放热作用和土与石灰的离子交换反应凝硬反应等作用，改善周围土体的物理力学性质，石灰桩和周围被改良的土体一起组成复合地基，达到地基加固的目的。

适用：软弱粘性土地基。

根据钻孔柱状图可知，本设计需要的土层数据如下表4-1：
表 4-1 土的地质条件
层数
密度（g/cm3）
每层的厚度（m ）
每层的承载力（kPa ）
土的性质
第1层水位上 第1层水位下 第2层 第3层 第4层 第5层 第6层 第7层 第8层
1.923 1.926 1.937 1.925 1.689 1.895 1.927 1.887
2.035
2.70 0.50 1.32 2.58
3.40 1.50 1.80 2.50 3.80
150 150 100 140 100 150 130 110 250
亚粘土 亚粘土 亚粘土 亚粘土 淤泥粘质土 亚粘土 亚粘土 亚粘土 亚粘土 注：第九层及其以下各层的数据本设计不需要
4.2 设计基本要求
填土高6m ，顶面宽27.5m ，底面宽36.5m ，坡度为1：1.5，长度为30m ，地基处理面积为1320m²。

路基下的软土地基采用石灰桩进行加固处理，形成复合地基，使之满足上部路基承载力和总体沉降的要求。

设计要求为：复合地基承载力特征值：ƒ>108kPa ；软弱下卧层承载力满足要求z cz z f p p ≤+；复合地基工后总沉降量：S<10cm [16]。

4.3 极限高度的计算
土的单位体积重量即重度按下式计算：ργ⨯=g ，ρ为土的密度，为重力加速度，取9.8s m 。

计算每层土的自重q 为：
h r q ⨯=（4—1）
式中，——土层的厚度；
γ——土的重度，其中，当地下水位以上部分采用原状土的重度(第一层水
g h
Δσ=Δσ
位上)；地下水位以下的部分采用土的浮重度(第一层水位下及其以下所有的层)，浮重度为土的饱和重度减去水的重度。

由每层土的自重即可得到每层的层底自重，进而极限高度 H 的计算公式如下：
r
Q P H i i 1
--=
（4—2） 式中，——第i 层的容许承载力； ——第i−1层的层底总自重；
——路基填土重度，取r=18kN/m 3。

上述的计算数据请见表4-2。

表 4-2 极限高度的计算值
层数
每层土的重度（kPa ）
每层自重应力（kPa ） 每层层底的
总自重（kPa ） 每层的容许
承载（kPa ）
每层的极限高度（m ） 第1层水位上 第1层水位下 第2层 第3层 第4层 第5层 第6层 第7层 第8层
18.845 18.875 18.983 18.865 16.640 18.571 18.885 18.493 19.943
50.88 4.44 11.86 22.87 22.58 12.86 15.99 21.23 37.78
50.88 55.32 67.18 90.05 112.63 125.48 141.47 162.71 200.49
150.00 150.00 100.00 140.00 100.00 150.00 130.00 110.00 250.00
8.333 5.507 2.482 4.046 0.553 2.076 0.251 -1.749 4.850
4.4 加固前沉降量的计算
路基填土横断面为顶面宽27.5m ，底面宽36.5m ，坡度为1：1.5，高6m 的等腰梯形其形状如图4-1所示。

i p i 1Q -r
图 4-1 竖向附加应力的计算
上图中，因A 点左侧的梯形荷载引起的A 点正下方深度z 处的边角处的竖向附加应力，可以用下面的奥斯塔巴古法计算：
q I q a θb θθa b a π1σ221z ⨯=⨯⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡⨯-+⨯+⨯=
）（△（4-3） 式中，——代表影响系数；
θ——代表弧度数，其中θ1与θ2的计算式如图4-1所示；
——单位面积作用的荷载，，其中γ为路基填土的重度。

根据各层的厚度可知图A 中z 的值，进而算得θ1、θ2的值，用奥斯塔巴古法即得到了每层层底的附加应力，其值见表4-3。

表 4-3 每层层底附加应力
层数
a (m)
b (m)
每层之上
土厚度（m ） 每层的厚
度（m ）
θ1（rad ） θ2（rad ） 底层附加
应力（kPa ）
第1层水位上 第1层水位下 第2层 第3层 第4层 9 9 9 9 9 13 13 13 13 13 2.70 3.20 4.52 7.10 10.50 2.70 0.50 1.32 2.58 3.40 0.083 0.097 0.132 0.188 0.234 1.366 1.329 1.236 1.071 0.891 53.907 53.847 53.588 52.589 50.317 第5层 第6层
9 9
13 13
12.00 13.80
1.50 1.80
0.246 0.255
0.825 0.756
49.053 47.403
I q q=H=108kPa γ⨯
层数 a (m)
b (m)
每层之上土厚度（m ） 每层的厚度（m ）
θ1（rad ） θ2（rad ） 底层附加
应力（kPa ）
第1层水位上 第1层水位下 第2层 第3层 第4层 9 9 9 9 9 13 13 13 13 13 2.70 3.20 4.52 7.10 10.50 2.70 0.50 1.32 2.58 3.40 0.083 0.097 0.132 0.188 0.234 1.366 1.329 1.236 1.071 0.891 53.907 53.847 53.588 52.589 50.317 第7层 第8层
9 9
13 13
16.30 20.10
2.50
3.80
0.260 0.256
0.673 0.574
44.984 41.282
目前在沉降计算方法中应用最广泛的是分层总和法，分层总和法是假定地基土为直线变形体，在外荷载作用下的变形只发生在有限厚度的范围内，将压缩层厚度内的地基土分层，分别求出各分层的应力，然后用土的应力应变关系式求出各分层的变形量，加起来即为地基的沉降量首先，计算各土层中的平均自重应力P i1，平均自重应力与附加应力的和P i2，根据压缩曲线即可算出对应的孔隙比e i1、e i2。

由此求得该分层的压缩变形量ΔS i 为：
i i i i i h e e e S ⨯+-=
∆1
2
11 （4—4）
将计算范围内各分层的压缩变形量ΔS i 叠加起来，即得地基的最终沉降时S 为：
∑∑
-⨯+-=∆=n
n
i i i i i i h e e e S S 1
1
1
2
11（4—5）
式中，n ——计算沉降范围内的分层总数； ——每层的厚度。

表中0e 、50e 、100e 、200e 分别为压力为 0kPa 、50Pa 、100kPa 、200kPa 时所对应的土的孔隙比。

假设在压力从 0kPa 到 50kPa 之间时压缩曲线近于直线，由应力即可得到对应的孔隙比。

压力在 50kPa 至 100kPa 之间或 100kPa 至 200kPa 之间计算方法相同计算所得的最终结果见表4-4
i h
表 4-4 沉降的计算
层数平均自
重
（kpa）自重+附
加自重
（kpa）
e0e50e100e200e i1e i2层沉
降量
（m）
总沉
降量
（m）
第1层水位上第1层水位下第2层第3层25.45
53.10
61.25
78.61
80.878
81.472
89.581
106.711
0.824
0.833
0.861
0.951
0.783
0.803
0.828
0.893
0.759
0.785
0.805
0.852
0.724
0.746
0.768
0.801
0.803
0.802
0.823
0.870
0.757
0.782
0.799
0.836
0.069
0.005
0.017
0.047
0.262
0.192
0.187
0.170
第4层第5层第6层第7层第8层101.34
119.05
133.48
152.09
181.60
128.669
145.13
158.721
176.357
204.386
1.558
0.911
0.847
0.897
0.664
1.487
0.849
0.798
0.855
0.641
1.433
0.813
0.772
0.826
0.622
1.373
0.766
0.726
0.791
0.601
1.432
0.804
0.757
0.808
0.605
1.401
0.781
0.734
0.792
0.598
0.043
0.019
0.023
0.022
0.016
0.124
0.080
0.061
0.038
0.016
4.5 石灰桩参数的确定
石灰桩的设计参数主要有：桩径、桩长、置换率、填料的选用、桩距、布桩原则、桩土应力比、承载力及地基沉降计算。

通过上述参数，可以确定桩数及平面范围。

采用石灰桩加固地基主要是形成复合地基，确定这些参数的原则是根据工程地质条件，满足复合地基承载力的下卧层承载力的验算；同时，满足地基变形、沉降和稳定性的要求，这些参数之间相互关联。

石灰桩复合地基设计计算主要包括下述几个方面：
1.桩孔直径的选用；
2.填料的选用；
3.桩长的设计；
4.桩距及桩的布置；
5.置换率的计算；
6.桩土应力比的确定；
7.承载力验算；
8.沉降计算。

下面分别介绍。

4.5.1 桩孔直径的选用
从前述石灰桩的加固机理看，采用“细而密”的布桩方式较好，但还得顾及施工技术装备条件，并保证桩身质量。

因此，国内一般选用直径为Φ300mm—Φ
500mm 的桩孔。

桩径的大小还与桩长有关。

为了避免过大的长细比，一般较长的桩其桩径较大。

国内桩长一般不超过15m ，桩径通常在Φ300—Φ350mm 左右[14]。

本设计采用直径d=350mm 的石灰桩。

施工排土成孔，实际桩径
302.1~1.11+=d d mm 。

此处取301.12+=d d mm=415mm 。

4.5.2 填料的选用
石灰桩桩身的主要材料是生石灰。

应选用新鲜的生石灰，生石灰宜用钙质石灰(MgO 含量不大于5%)，不宜选用镁质石灰(MgO 含量大于5%)。

钙质石灰比镁质石灰硬化速度快，放热效应高，质量较好。

要求采用新鲜良好的块灰并需要过筛。

活性氧化钙含量不应少于70%~80%，含粉量不得超过总重量的10%。

过火的或欠火的、受潮的生石灰均会影响加固效果，不宜采用。

块灰粒径一般为30—70mm ，粒径大小可以调整，并宜选用合适级配，灰中夹石量不得大于5%。

石灰桩中常用的掺合料是粉煤灰或火山灰等活性材料。

本文选用粉煤灰与生石灰的重量配合比一般为2：8。

粉煤灰以含活性SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3量高者为佳，要求采用干灰，含水量应小于5%。

掺入粉煤灰可以提高桩身强度，减少桩身的膨胀应力及膨胀量。

掺入量以能填充生石灰块间的孔隙为佳。

4.5.3 桩长的设计
石灰桩作为一种柔性桩，其有效长度的概念比别的胶体程度更好、桩身强度更高的柔性桩更加明显。

亦即当桩长大于其有效桩长时，再加长的桩身对提高石灰桩的承载力影响甚微。

根据这一概念，石灰桩不宜过长。

但从提高桩土复合承载力及减小变形的角度讲，又要求桩间土有必要的处理深度，桩长的选用原则按复合垫层法确定桩长，即把石灰桩加固过的复合土层作为硬层，未加固过的下卧层作为软层组成双层地基，桩长应满足双层地基的承载力和变形的要求。

此处取桩长为10.5m 。

4.5.4 桩距及桩的布置
桩距的确定既要满足地基的承载力和变形的要求，又要经济上合理，另外，桩距还依赖于所需的置换率。

当土质较差，建筑物对复合地基承载力要求较高时，桩距应小些。

但过分小的桩距或过分大的置换率不一定是好的处理方法，可能会造成地面较大的隆起并破坏土的结构，尤其是对结构破坏后不易恢复的土类更应注意。

桩距应该通过试桩确定，大多数工程中，通常桩距可取(2.5—3.5)，相应的置换率为0.09—0.2，膨胀后实际置换率为0.13—0.28。

本设计取桩距是桩径的3倍。

d 桩的布置一般可分为正方形，正三角形两种形式，本设计为正方形布桩。

4.5.5 置换率的计算
复合地基的面积置换率不仅影响地基处理的加固效果，还对工程造价有很大
影响。

置换率主要与桩距和桩径有关，因此，计算时可先确定桩的间距和直径，然后再计算置换率。

本论文即是根据工程实际，采用先假设桩径和桩距，然后根据公式计算置换率[13]。

置换率是一个不容易估算的参数，实际上受石灰桩质量、掺料配合比、桩体密实程度、桩的施工质量和桩周土质情况等因素的影响，可按式(4-6)确定，也可按经验公式(4-7)进行估算。

2
12
14's s d m ⨯⨯⨯=
π(4—6)
式中，——实际桩径，既石灰桩膨胀后的桩径，d d 1.11=+30mm=415mm(排
土成孔时)。

——设计桩径，d=350mm ；
——布桩的行距，此处取=3d=1050mm ； ——布桩的列距，值同(mm)。

正方形布桩时，膨胀前、后的石灰置换率m 和m'也可按下式计算。

膨胀前置换率m ：
2
7854
.0a m =
(4—7) 膨胀后置换率：
m m ε=' (4—8)
式中，a ——石灰桩桩距与桩径之比； ε——石灰桩的膨胀率。

本设计采用式(4-5)的计算置换率的方法，因为它比(4-6)考虑的因素多，计算结果要精确。

代入数据可由(4-5)式可得m'=0.1226。

4.5.6 桩土应力比的确定
桩土应力比n 表示表示后桩土之间的荷载分担作用实际上反应桩土相对刚度的影响。

因此，当桩间土相同时，石灰桩桩身质量越大，n 越大。

而对相同的石灰桩，桩间土越软弱，n 就越大，对同一石灰桩复合地基，n 随荷载的大小而有所变化。

其一般规律是：因为桩身刚度大，最初荷载总是向桩身集中，n 随荷载的增大而增大；当石灰桩分担的荷载使其产生较大的刺入式沉降时，桩间土便发挥较大的作用，这时n 随之下降。

对挤密石灰桩处理饱和软土时，n 取值为3~7。

本设计n 值取为4。

4.6 设计计算
4.6.1 复合地基承载力验算
⒈石灰桩复合地基承载力来源于以下三个方面： (1)膨胀后的桩身强度；
1d d 1s 1s 2s 1s '
m
(2)加固后的桩间土；
(3)桩周形成的1cm 至数厘米的硬土壳。

石灰桩复合地基承载力按复合地基承载力计算公式确定[14]。

⒉单桩竖向承载力特征值计算
单桩竖向承载力特征值应通过现场荷载试验确定，也可通过计算确定。

石灰桩的破坏是以碎裂和刺入破坏为主要破坏形式，因而其单桩承载力标准值应分别按桩体材料强度和土对桩的支承力计算，并取其中较小值[13]，即：
p k cu d k A f R ∙=η1(4—9)
∑+=p p i si p d k q A l q U R α2(4—10)
式中，d k R ——单桩承载力标准值，在d k R 1和d k R 2中取小值(kN)；
k cu f ∙——与桩身加固体配比相同的室内石灰试块的无侧限抗压强度平均值，
此处取k cu f ∙=1000kPa ；
η——桩身强度折减系数，取0.35~0.50，此处取0.44；
p U ——桩的平均周长，m d U 304.0=⨯=π；
p A ——桩身的平均截面积，2211353.0d πm A p =⨯=；
i l ——每层的桩长(m)；
p q ——桩端天然地基土的承载力特征值(kPa)；
si q ——桩周土的加权平均摩擦阻力特征值，对淤泥可取4~7kPa ；对软塑状
态的粘性土可取10~15kPa ；对可塑状态的粘性土可取12~18kPa ，本设计中取用的值如表4-5所示；
α——桩端天然地基土的承载力折减系数，取α=1。

由(4-8)式可得石灰桩单桩承载力kN R d k 515.591353.0100044.01=⨯⨯=。

由(4-9)式可得石灰桩单桩承载力kN R d k 14.1382=，每一层的计算数值见表4-5。

本设计取
kN R R d k d k 515.591==
表 4-5 单桩承载力计算
层数
si q （kpa ） 桩长（m ）
p q
(kpa) i si p l q U
(kN) ∑⨯i
si p l q U (kN) p q p αA
(kN) d k R
(kN) 第1层水位上 10
2.70
150
35.21
35.21
20.30
55.50
第1层水位下 第2层 第3层 第4层
10 8 10 8
3.20
4.52 7.10 10.50 150 100 140 100
6.52 13.77 33.64 35.47
41.73 55.50 89.14 124.61
20.30 13.53 18.94 13.53
62.02 69.03 108.08 138.14
第5层 第6层 第7层 第8层
12 10 10 16
12.00 13.80 16.30 20.10
150 130 110 250
23.47 23.47 32.60 79.28
148.08 171.55 204.15 283.44
20.30 17.59 14.88 33.83
168.38 189.14 219.04 317.26
⒊加固后桩间土的承载力标准值
将硬壳强度与加固土的强度加权平均后，视为加固区土的强度。

本设计只考虑桩身四周的早期强度，后期强度作为安全储备。

k s f ∙是加固后桩间土的承载力标准值。

大量的试验结果表明，石灰桩排土成
孔时，桩周10cm 桩边土上具有明显的改良效果。

经测试可知，桩边土的强度约为天然地基的1.1~1.8倍，平均1.4倍。

使用时按1.3~1.6考虑。

此系数ps k 称为桩边土加强系数。

在正常情况下，桩边土以外的桩间土加固效果不明显[15]。

根据上述分析，计算桩间土的承载力时，拟将桩间土分为桩边土(加强区)及桩和桩边土以外的部分(正常区)。

加强区范围为桩外0.25厚的圆环，其面积为：
()[]
2121215.14π
d d d A g ≈-=
(4—11)
正常区面积为：
()2121785.1d S S A A A A g p z -∙=+-=(4—12)
因此，桩间土承载力为：
()s s g z ps k s p
z ps g k s f u A A d k f u A A A k A f ⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡++-=-⨯+=
∙11121(4—13)
式中，ps k ——加强系数，ps k =1.3~1.6，此处取ps k =1.5；
s u ——成桩挤密系数，排水成孔时s u =1； k f ——天然地基的承载力标准值(kPa)；
p A ——石灰桩体的面积(m 2)；
A ——处理范围内的桩土总面积(m²)。

其它符号含义同前。

代入数据可得g A =0.1722m²，z A =0.7951m²，k s f ∙=1.089=1.089k f 由此可得到加桩的各层桩间土承载力的值如表4-6所示。

表 4-6 桩间土承载力(kPa)
第1层水位上 第1层水位下 第2层 第3层 第4层 163.35
163.35
108.90
152.46
108.90
⒋石灰桩复合地基承载力计算
石灰桩复合地基承载力可按下式计算：
()k s k p k sp f m mf f ∙∙∙-+=1(4—14)
或
()[]k p k sp f n m f ∙∙-+=11(4—15)
式中，k sp f ∙——复合地基承载力标准值(kPa)；
k p f ∙——石灰桩体单桩承载力标准值(kPa)，由前几节的结果可知
kpa A R f p d k k p 87.4391353.0/515.59===∙；
k s f ∙——处理后桩间土承载力标准值(kPa)；
n ——桩土应力比，取n=4；
——石灰桩吸水膨胀后的面积置换率，=0.1226。

上式估算复合地基承载力的关键是要较准确的确定出'm 、n 、k s f ∙等参数，最好是通过试验确定。

由于无试验测得的数据，可按前几节所算得的结果进行计算，其中'm =0.1226，n=4，k s f ∙取处理后桩间土承载力最小的值k s f ∙=108.9kPa ，由式(4-14)可得复合地基承载力标准值k s f ∙=0.1226×439.87+(1-0.1226)×108.9 kPa,由此可知复合地基承载力标准值k s f ∙>108kPa ，满足复合地基承载力要求。

4.6.2 下卧层承载力验算
将复合地基视为双层地基，通过一个应力扩散角简单的求得未加固区顶面附加压应力的数值，石灰桩复合地基下面存在未处理的软弱下卧层时，应验算软弱下卧层承载力。

软弱下卧层的强度验算应按下式应力扩散角法进行计算：
z cz z f P P ≤+(4—16)
式中，z p ——软弱下卧层顶面处的附加应力值(kPa)；
cz p ——软弱下卧层顶面处土的自重压应力值(kPa)；
z f ——软弱下卧层顶面处经修正后地基承载力特征值(kPa)，此处取层底自
重应力与该层的极限承载力之和。

z p 用式(4-3)计算，cz p 用式(4-1)计算，它们所得的结果如表4-7。

表 4-7 下卧层承载力验算
层数 ()kpa p z
()kpa p cz
()kpa p p cz z +
()kpa f z
5 6 7 8
26.196 25.443 24.414 23.061
112.63 125.48 141.47 162.71
138.83 150.92 165.88 185.77
262.63 255.48 251.47 412.71
由表可知：z cz z
f P P ≤+，下卧层承载力满足要求。

4.6.3 沉降计算
⒈1s 的计算
'm 'm
石灰桩复合地基的沉降量s 包括两部分：复合土层的压缩变形量1s ，桩端以下未处理下卧层的压缩变形量2s ，即
()21s s s +=ϕs (4—17)
式中，s ——为复合地基最终竖向沉降量(cm)；
1s ——为复合土层的压缩沉降量(cm)；
2s ——桩端以下未处理下卧层的压缩变形量。

复合土层的压缩本身包括石灰桩和桩间土的共同作用。

采用复合土层的综合压缩模量和平均附加应力计算1s 。

综合模量法是也是最常用的方法
()sp z E l p p s 201⨯+=
(4—18)
式中，0p ——填土底面附加应力标准值(kPa)；
z p ——复合土层底面处的附加应力(kPa)； l ——加固桩体的实际桩长(cm)；
sp E ——复合土层的综合压缩模量(kPa)。

复合土层的综合压缩模量sp E 可采用置换率加权的方法进行计算，即：
()[]s sp E n m E 11-+=(4—19)
式中，s E ——上面五层土的桩间土压缩模量平均值5.2MPa ；
n ——桩土应力比，由试验确定，此处无实测资料，取n=4；
m ——桩的面积置换率，已算得m=0.1226。

算得sp E =7.114MPa ，代入式(4-18)，得1s =1.168cm 。

⒉2s 的计算
下卧土层的压缩变形量2s 按一般的分层总和法计算。

其中每一层的沉降量用公式(4-20)计算：
(4—20) 式中各符号的含义见第4.4节所示。

由此可得每一层的沉降量。

由前面的计算结果可知2s 的值为第5、6、7、8层的加固前沉降的总和。

得2s =7.8cm 。

3.s 的计算
复合地基的沉降s 用综合模量法按式(3-21)计算：
()21s s s +=ϕ(4—21)
式中，s ϕ——沉降计算经验修正系数，此处取1=s ϕ。

由前述二节的1s =1.168cm 和2s =7.8cm 即可得到s=8.968cm ，满足s<10cm ，故i i i i h e e e ⨯+-=
1
2121Δs
沉降量满足工程要求。

由以往的试验资料可知，加固后软弱地基的沉降量仅为未加固天然地基的1/4~1/5，差异沉降3~5mm，沉降速度快，大部分发生在施工期。

大量的工程实践表明，当施工质量有保证，设计上又无原则错误时，加固层沉降约为3~5cm，为桩长的0.5%~1%，沉降主要来源于软弱下卧层[16]。

第5章石灰桩施工工艺
石灰桩法适用于处理地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、杂填土或饱和黄土等地基及基础周围土体的加固。

用于地下水位以上的土层时，宜增加掺合料的含水量并减少生石灰用量，或采取土层浸水等措施。

对重要工程或地质复杂而又缺乏经验的地区，施工前应通过现场试验确定其适用性。

5.1 材料要求
石灰应选用新鲜块灰，破碎过筛，粒径20—50mm，含粉量不得超过总重量的10%；氧化钙含量不得低于80%。

其中有机质含量不大于5%，不含石块和有机杂质。

因生石灰吸水膨胀，对各个方向都将产生很大的膨胀力，为减少向上膨胀力的损失，约束石灰桩的上举力，夯填至距桩顶0.5—1.0，用3：7灰土或C7.5素混凝土捣实封顶，其顶部标高宜恰好为基础的底部。

5.2 石灰桩的施工工艺
先用机械或人工成孔后，再填料夯实、封顶。

自上而下成孔、自下而上夯实成桩。

施工顺序，一般是先外排后内排先周边后中单，单排桩应先施工两段后中间，并按每间隔1—2孔的施工顺序进行，不得有一边想另一边平行推进，以免把桩挤向一边。

在软土中宜间隔成桩。

5.2.1 施工规定
石灰桩施工应符合下列规定：
根据加固设计要求、土质条件、现场条件和机具供应情况，可选用振动成桩法（分管内填料成桩和管外填料成桩）、锤击成桩法、螺旋钻成桩法或洛阳铲成桩工艺等。

桩位中心点的偏差不应超过桩距设计值的8%，桩的垂直度偏差不应大于1.5%。

5.2.2 石灰桩成孔方法
包括人工挖孔成桩、冲级法成桩、螺旋钻进法成桩、沉管法成桩、爆破法成桩5种施工工艺。

人工挖孔成桩：一般采用人工洛阳铲成孔，适用于一般黏性土、淤泥、淤泥质土。

⒈冲击法成桩：适用于冲击钻机成孔。

适用冲击钻机将0.6—3.2t锥形钻头提升0.5—2.0m高度后自由落下，反复冲击，使土层成孔。

成孔孔径大，孔深不受机架高度限制。

⒉螺旋钻进法成桩：螺旋钻进法成桩是一种干式钻进方法，特点是用螺旋钻杆不断将土输送到地面，不适用冲洗液，钻进效率高。

可分为长螺旋钻进法和套
管式螺旋钻进法。

⑴长螺旋钻进法：可以深孔钻进，但是孔壁不能自立的土中不能使用。

⑵套管式螺旋钻进法：适用于不稳定的塌孔地层，最深可达到3m。

⒊螺旋钻正转时将部分土带出地面，部分土挤入桩孔壁而成孔。

根据成孔时电流大小和土质情况，检验场地情况与原勘察报告和设计要否相符。

钻杆达设计要求深度后，提钻检查成孔质量，清除钻杆上泥土。

把整根桩所需之填料按比例分层堆在钻杆周围，再将钻杆沉入孔底，钻杆反转叶片将填料边搅拌边压入孔底。

钻杆被压密的逐渐顶起，钻尖升至离地面1—
1.5m或预定标高后停止填料，用3：7灰土或素土封顶。

⒋沉管法成桩：包括震动沉管法和冲击沉管法。

优点，成孔孔壁光滑，挤密效果和施工工艺都便于控制和掌握；缺点，最大孔深受到桩架限制，一般不超过8m。

⒌爆破法成桩：包括药眼法（适用于含水量不大于22%的土层）和药管法（适用于含水量较大的土层）。

5.2.3 石灰桩投料
石灰桩的投料方法有：管外投料法，管内投料法和挖孔投料法。

⒈管外投料法：
先拔管再投料。

生石灰和掺合料中的水分发生反应，生石灰体积膨胀，极易发生堵管现象。

优点：管外投料法避免了堵管。

缺点：软土中成孔，拔管时易发生塌孔或缩孔现象。

工艺流程：桩机定位—沉管—提管—填料—压实—再提管—再填料—再压实—成桩。

⒉管内投料法：适用于地下水位较高的软土地区。

从管体投料口投料再拔管。

⒊挖孔投料法：洛阳铲成孔。

对周围环境影响小。

震动小、噪音低。

经济可靠，使用范围广。

5.2.4 施工前准备
⒈施工前应做好场地排水工作，防止场地积水。

⒉浸入场地的生石灰应有防水、防雨、防风、防火措施并做到随用随取。

⒊石灰桩施工时应采取防止冲孔伤人的有效措施，确保施工人员的安全。

⒋应建立完整的施工质量和施工安全管理制度，根据不同的施工工艺制定相应的技术保证措施。

及时做好施工记录，监督成桩质量，进行施工阶段的质量监测等。

5.2.5 施工注意质量问题
⒈颈缩或坍孔：
石灰桩打应打一孔填一桩，若土质较差，夯填速度较慢，宜采用间隔打法，以免因震动，挤压，造成相邻桩孔出现颈缩或坍孔。

控制拔管速度，一般为0.8—1.0m/min。

⒉生石灰失效影响挤密：
⑴石灰桩不宜雨期施工。

现场存料不得超过2d，应随运随施工。

⑵桩位按梅花形布置。

⑶出现软心应重复灌注石灰或打砂桩。

⑷供应新鲜石灰，不得受潮，保证投料量150—160kg/m。

⑸适当控制加荷时间，应使石灰桩达到一个月左右的硬化期。

⒊漏钻、漏填灰、漏夯、欠夯、桩体松
施工中应加强质量监控，每次填灰厚度、落锤高度、锤击次数要符合规定，以防止出现漏钻、漏填灰、漏夯、欠夯、桩体松等质量事故。

在石灰桩施工过程中，要控制每米填料量，以保证桩体质量。

一般以1m桩孔体积的1.4倍作为每米填料灌入量的控制标准。

在施工过程中，生石灰与其他掺合料不宜过早拌合，应边拌边灌，以免生石灰遇水胀发影响质量。

5.2.6 质量检验
内容：桩位布置、填料质量和桩体密室度的检验。

桩体密实度可采用轻便触探检验，也可取样进行室内土工试验检验。

整个复合地基的处理效果，可以采用荷载试验，也可采用十字板剪切试验、轻便触探检验，或静力触探试验来检验效果。

石灰桩质量检验应符合下列规定：
⒈施工时应及时检查施工记录，当发现回填料不足，缩径严重时，应立即采取有效补救措施。

⒉检查施工现场有无地面隆起异常情况、有无漏桩现象；按设计要求抽查桩位、桩距，详细记录，对不符合者应采取补救措施。

⒊一般工程可在施工结束28d后采用标贯、静力触探以及钻孔取样做室内试验等测试方法，检测桩体和桩间土强度，验算复合地基承载力。

⒋对重要或大型工程应进行复合地基载荷试验。

⒌石灰桩的检验数量不应少于总桩数的1%，并不得少于3根。

⒍桩位偏差不宜大于0.5d。