地基处理技术总结

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第十章 石灰桩法
（二）桩身 对单一的以生石灰作原料的石灰桩，当生石灰水化后，石灰桩的
直径可胀到原来所填的生石灰块屑体积的一倍，如充填密实和纯氧化 钙的含量很高，则生石灰密度可达1.1一1.2t／m3。
生石灰吸水膨胀后仍存在着相当多的孔隙——软化。试验证明， 为保证石灰桩桩身不产生软化，必须要求石灰桩应具有一定的初始密 度，而且吸水过程中有一定的压力限制其自由胀发。提高石灰含量或 缩短桩距来进一步约束桩的胀发作用，也可提高桩身的密实度，用砂 填充石灰桩的孔隙；桩顶采用粘土封顶；采用掺合料(粉煤灰、火山 灰、钢渣或黏性土科)也可防止石灰桩软心。 （三）复合地地基
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第十章 石灰桩法
三、设计计算 （一）桩径
石灰桩的桩径一般为150—400mm，具体桩径取决于成孔机管径。 （二）桩距及布置
桩距一般为3倍桩径。桩距太大则约束力太小。平面布置可为梅 花形或正方形。一般离桩的3—4倍桩径外，原状土得不到加固，故对 大面积加固通常至少需要两排护桩。 （三）桩长
3.脱水挤密 软粘土的含水量一般为40％一80％，1kg生石灰的消解反应要吸收 0.32kg的水。同时，由于反应中放出大量热量提高了地基土的温度，实 测桩间土的湿度在50℃以上，使土产生一定的汽化脱水。从而使土中含 水量下降，孔隙比减小，土颗粒靠拢挤密，在所加固区的地下水位也有 一定的下降。
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4.胶凝作用 通过x射线衍射、化学分析、差热分析及电子显微照片，证明了土 体加固前后矿物成分和有机物质没有改变。但加固的GaCO3及pH都明显 提高，钙离子含量也相对增加。这是由于生石灰吸水生成的Ca(OH)2中 一部分与土中二氧化硅和氧化铝产生化学反应，生成水化硅酸钙、水化 铝酸钙等水化产物。水化物对土颗粒产生胶结作用，使土聚集体增大， 加固前土样单元体为l一4μ，加固后达10μ。加固前颗粒排列松散，加 固后趋于紧密。从粒度分析中也可看出加固土粘粒含量减少，这都说明 颗粒胶结作用从本质上改变了土的结构，提高了土的强度，而土体的强 度将随龄期的增长而增加。
一般认为在软土中石灰桩的置换作用和吸水膨胀作用是主要的， 而在杂填土中置换和挤密起着同样重要的作用。由于石灰桩桩体具有 较桩间土有更大的强度(抗压强度约500kPa)，在与桩间土形成复合地 基中具有桩体作用。当承受荷载时，桩上将产生应力集中现象。根据 国内实测数据，石灰桩复合地基的桩土应力比一放为2.5-5.0。
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二、加 固 机 理
石灰桩的加固机理可从桩间土、桩身和复合地基三方面进行分析： （一）桩间土 1.成孔挤密 石灰桩施工时是由振动钢管下沉而成孔，对桩间土产生挤压和排土 作用，其挤密效果与土质、上覆压力及地下水状况等有密切关联。一般 地基土的渗透性愈大，挤密效果愈好；地下水位以上的挤密效果比地下 水位以下为好。然而，对灵敏度高的饱和软粘土，成桩过程中非但不能 挤密桩间土．而且还会破坏土的结构，促使土的强度降低。室内模拟试 验测定表明．对于饱和软粘土，石灰桩成桩后地面隆起占总灌灰体积的 70％一90％，加上侧向挤出，则成桩过程中桩对软粘土挤密效果更小。
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第十章 石灰桩法
（二）分类 1.块灰灌入法(亦称石灰桩法) 灰灌入法是采用钢套管成孔，然后在孔中灌入新鲜生石灰块，
或在生石灰块中掺入适量的水硬性掺合料粉煤灰和火山灰，一般的 经验配合比为8：2或7：3。
2.粉灰搅拌法(亦称石放幢法) 粉灰搅拌法是粉体喷射搅拌法的一种。 3.石灰浆压力喷法法 石灰浆压力喷注法是压力注浆法的一种，它是采用压力将石灰 浆或石灰一粉煤灰浆喷注于地基的孔隙内或预先钻好的钻孔内，使 灰浆在地基土中扩散和硬凝，形成不透水的网状结构层，从而达到 加固目的。此法在国内应用少。
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2.膨胀挤密 石灰桩在成孔后混入生石灰便吸水膨胀，使桩间土产生强大的挤压
力，这对地下水位以下软黏土的挤密起主导作用。生石灰体积膨胀的主 要原因是固体崩解和孔隙体积增大、颗粒比表面积增大，表面附着物增 多，使固相颗粒体积也增大。体积膨胀与生石灰磨细度、水灰比、熟化 温度、有效钙含量和外部约束等有关。生石灰愈细，膨胀就愈小；熟化 温度高时体胀也大；有效钙含量高的石灰体胀大，外部约束小体胀大。 测试结果表明，根据生石灰质量高低，在自然状态下熟化后其体积增到 原来的1.5-3.5倍。
第十章 石灰桩法
一、概述
（一）石灰桩含义 石灰桩是指用人工或机械在土体中成孔，然后灌入生石灰块，经
夯压后形成的一根桩体。桩身还可掺人其它活性与非活性材料，例如 掺人粉煤灰的称“二灰桩”，掺人砂子的称“石灰砂桩”等。
用石灰加固软弱地基在我国已有约两千年的历史，这主要是指石 灰掺填法。长城、西藏佛塔、北京御道、天津炮台和水利工程以及漳 州民居都是应用石灰掺填法的著名例子。而石灰桩的应用和研究却起 始于本世纪50年代。目前全国有十余个省市已应用过石灰桩，应用范 围主要是多层民用建筑、部分工业厂房和个别9一12层高层建筑物的 地基加固，结构形式有砌体承重结构、框架结构和排架结构等。此外 ，石灰桩还用于烟囱、油罐、贮仓、设备基础的地基加固，以及基坑 围护、路基加固、市政管线工程和房屋托换工程中。
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（三）适用条件 石灰桩适用于杂填土、素填土、一般黏性土、淤泥质土和淤泥、湿
陷系数不大的黄土类土，以及透水性小的粉土，在解决盐土的盐胀和膨 胀土的胀缩性上也有尝试，但后者用的是搅拌法。石灰桩不适用于砂土 和透水性大的砂质粉土。是否选用石灰桩还需考虑一些别的因素。例如 杂填土中包含大量有机生活垃圾，或者软土的含水量过分高，用石灰桩 解决不了问题；当地下水渗流量很大或者含酸量过高时，石灰桩桩身的 形成和强度均受影响，也不宜使用石灰桩。在某些情况下，例如在渗透 系数较大的填土和透水量中等的夹薄透水层的粘土中，以及在雨季施工 时，应采取阻水和降水等措施。