浅探深层搅拌石灰桩加固软土地基

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1、浅探深层搅拌石灰桩加固软土地基摘要：讨论深层搅拌石灰桩强度形成机理，加固处理公路软基的有效性和应用条件。该方法具有设备简单、施工方便、经济效益好的特点。关键词：公路软基；复合地基；深层搅拌石灰桩中图分类号：X734文献标识码：A引言在高等级公路中，遇到不少涵洞、通道、挡土结构等结构物置于软弱地基上或软厚的杂填土之上，施工期短暂时，成为不少建设单位和设计单位的棘手问题。针对这个问题，采用生石灰喷粉深层搅拌桩（简称石灰搅拌桩）进行软土地基处理，具有技术简单可行，且经济合理的特点，能有效地加固软弱地基，减少软土层沉降和整体工程工后沉降，提高软土层的承载力。一、生石

2、灰对软粘土地基的基本作用根据设计确定石灰搅拌桩钻机的位置，启动搅拌机，钻进时喷射压缩空气，准备加固的土在原位受到扰动。随着钻进到设计标高，钻机钻头反向旋转，边提升，边由压缩空气输送生石灰，向着由钻头搅拌叶片旋转产生的空隙部位喷入被搅拌的土体中，使土体和石灰进行充分拌和，形成具有整体性好，水稳定性好和一定强度的石灰土桩。7通过机器搅拌，将软土重塑的同时掺入适量的石灰，石灰与软土矿物发生化学反应，形成一种复杂的不溶于水的、将土颗粒粘结在一起的硅酸钙凝胶，硅酸钙凝胶起到包裹和联结的作用，形成网状结构，在土颗粒间相互穿插，使土颗粒联系得很牢固，改善了土的物理力学性质

3、，发挥了石灰固化剂的强化作用。二、石灰搅拌桩身的排水固结作用通过对一些工程施工的石灰搅拌桩观测，发现施工期桩体含水量总是很高，直观表现在桩顶的垫层上有明显的圆形湿痕，表明桩体含水量及渗透系数均大于桩间土。由于桩身材料拌合不均匀，以及配合比、掺合料不同，涮得桩身渗透系数在4.07×10-3-10-5cm／s之间，相当于粉砂、细砂的渗透系数，较粘土、亚粘土的渗透系数大10倍至100倍，说明石灰桩身排水固结作用较好。三、石灰搅拌桩与桩间土的复合地基效应7生石灰加固软弱地基后，石灰搅拌与未加固部分地基土形成复合地基，复合地基的强度包括搅拌桩桩体的强度和桩周土粘聚力增

4、加后的强度，石灰搅拌桩与周围地基相比具有更高的抗剪强度。与生石灰搅拌桩邻接的桩周土，由于拌合时产生的高温和凝聚反应形成厚度达数厘米的高度硬壳，此层硬层的存在影响了石灰搅拌桩的吸水和排水，尤其是后期排水，但在施工期内此层硬壳尚未形成，排水作用是可以发挥的。从对一些工程的天然土和单桩复合地基荷载试验中，发现石灰搅拌桩复合地基的加荷后稳定时间较天然土基为短，也就证实了石灰搅拌桩的排水固结作用。石灰搅拌桩与桩间土的复合地基抗剪强度可用下式计算：τ�=（1-d�s)C�+d�sτp（1）式中：τ�――复合地基抗剪强度，KPa;τ�P――石灰搅拌桩的抗剪强度，KPa；d

5、�s――消化和凝硬反应结束后石灰搅拌桩加固率（面积比）d�s=(1.5-1.8)ds（2）ds――石灰搅拌桩置换率（面积比）ds=πd2/4l2（3）d――石灰搅拌桩直径，d=50cm;l――石灰搅拌桩间中心距，cm;C�――石灰搅拌桩加固后地基土的粘聚力，KPa；C�=Co＋dΔP，（4）式中：Co――原地基土的粘聚力，KPa；d――经石灰搅拌桩处理后的强度增加系数，d=0.1-0.4；ΔP――有效压缩荷载，它是固结试验曲线中与加固后孔隙比e’对应的压缩荷载P’与固结屈服应力Pc之差。7石灰搅拌加固后的地基，桩体强度高于桩间土。因此，在工程结构荷载和车辆荷

6、载作用下，土体被压缩，承载力主要靠桩体承担。由于土相对于桩有向下滑动的趋势，桩面对桩周土产生一向上的摩擦阻力，故靠近桩周土的压力值为向下的施工荷载值与向上的摩擦力两部分之和。因此，靠近桩边的土承受的压力最小，桩间地基土应力降低，而石灰搅拌桩桩体产生应力集中现象，根据基础底面桩和桩间土上埋没的土压力盒测定结果，得出桩体和桩间土的荷载应力分担比n＝P/S=3-15（为石灰搅拌承担的应力，为桩间土承担的应力）．在用石灰搅拌桩加固公路软基时，一般采用n=3～5较适宜。石灰搅拌桩加固公路软基的容许沉降量S用下式计算：S=ΔH-ΔS（5）式中：ΔH――加固前的地基土最终

7、沉降量，cm；ΔS――石灰搅拌桩在垂直方向产生的固结沉降，cm;ΔS=HC*Δe/(1+e0)（6）式中：HC――石灰搅拌桩的加固深度；Δe――孔隙比的降低值；Δe=e0-e�=GS*ΔH/100（7）式中：e0――原地基的初始孔隙比；e――地基加固后孔隙比；Δw――由式(s）求出的含水量降低值；GS――土颗粒比重。7据资料介绍某一路堤地基用深层搅拌石灰桩处理软土地基，该地基由高灵敏度的粉质软粘土构成，厚度6-12m，抗剪强度10KPa，含水量60％，经室内试验表明，用制备的石灰加固试样测试其抗剪强度，在10d后增加到50KPa，三个月后测试强度增加到100

8、KPa，在试验路堤4m高的下面，石灰搅拌桩的设计间距