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1、总第76期2002年第3期 西部探矿工程seriesNo.76 WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERINGMay2002文章编号:1004—5716(2002)03—106—02中图分类号:TU47118 文献标识码:B公路软基处理中的石灰桩方法刘洪平1,郑俊杰2,何新龙3(1.广东惠州水电建筑工程总公司,广东惠州516001;2.华中科技大学土木工程学院,湖北武汉430074;3.湖北省京山县公路管理段,湖北京山431800)摘 要:简要介绍了目前公路软基处理常用的方法,着重阐明了石灰桩加固软土地基的作用机理
2、、优越性及设计方法。关键词:地基处理;石灰桩;软土地基 随着我国土木工程建设持续、高速发展,地基处理技术发展该文所指石灰桩定义为:用机械或人工的方法成孔,然后将很快。许多经济有效的地基处理新方法应运而生。尤其是近十不同比例的生石灰(块或粉)和掺合料(粉煤灰、炉渣、矿渣、钢渣多年来,我国对交通基础设施诸如道路和桥梁的投入加大,高速等)灌入,并进行振密或夯实所形成的桩体。公路的设计理论和施工技术水平,都有较大程度的提高,正在缩适用于加固杂填土、素填土、淤泥、淤泥质土和粘性土地基。短同世界发达国家的差距。2.1 石灰桩的物理加固作用1 目前公路软基处理常用方法2.1.1 挤密作用目前,公
3、路路基工程中常用的处理方法有:浅层处理法、排水大量的原位测试及土工试验结果分析表明,石灰桩桩体吸固结法、砂桩法、碎石桩法和深层搅拌水泥土桩法等。水后膨胀,对桩边一定范围内的土体显示了较好的加固效果,经1.1 浅层处理法挤密后桩间土的强度为原来强度的1.1～1.2倍。浅层处理法适用于表层软土厚度<3m的软土路段的处理,2.1.2 高温效应当软土层厚度<3m时,可采用换填、抛石等方法进行处理。抛石生石灰水化放出大量的热量。桩内温度最高达200℃～排淤宜在地表铺设网状材料或土工织物。地基在浅层处理后,仍300℃,桩间土的温度最高可达40℃～50℃。升温可以促进生石应按规定计算稳定安全系数(
4、在处理区域厚度内土条滑裂面上灰与粉煤灰等桩体掺合料的凝结反应。高温引起了土中水分的的c、φ值采用处理后的c、φ值)大量蒸发,对减少土的含水量,促进桩周土的脱水起了积极作用。1.2 排水固结法2.1.3 置换作用软粘土中施加附加应力,孔隙水排出而产生固结,软土的抗石灰桩作为竖向增强体与天然地基土体形成复合地基,使剪强度随固结压力的增加而显著增长。得其压缩模量大大提高,工后沉降减少,而且复合地基抗剪强度在软基中设置竖向排水体大大缩短了排水距离,加速了地大大提高,稳定安全系数也得到提高。基的固结过程,能明显提高预压的效果。这种预压方式常用在人2.1.4 排水固结作用工构造物与路堤相邻的过渡
5、段,以达到控制严格的工后沉降的要求。常用的竖向排水体有袋装砂井、塑料排水板及其他种类的土工合成材料复合排水体。由于桩体采用了渗透性较好的掺合料,因此石灰桩体不同于深层搅拌水泥土桩桩体,石灰桩桩体的渗透系数在4.07×1023～6.13×1025cm/s之间,相当于粉细砂,桩体排水作用良好。1.3 散体材料桩法石灰桩的桩距比水泥土搅拌桩的桩距小,水平向的排水路散体材料桩法采用碎石、砂砾、废渣、砂等散粒材料作为桩体径短,有利于桩间土的排水固结。材料,例如碎石桩、砂桩等,专用机械一般为振沉管桩机、振动水2.1.5 加固层的减载作用冲桩机等。设置散体材料桩后,桩体与桩间土形成复合地基,散由于
6、生石灰的密度为0.8g/cm3,掺合料的干密度为0.6～体材料桩对地基土起置换作用、竖向排水作用以及应力集中作0.8g/cm3,显著小于土的密度,因此,当采用排土成桩时,相当于用,但一般不考虑它对地基土的挤密作用。加固层的自重减轻,这对于路堤稳定是非常有利的。1.4 深层搅拌法2.2 石灰桩的化学加固作用是用某种专用机械将软土地基的局部范围(某一深度、某一直径)内的软土用桩体加固材料改良,加固材料与土拌合形成桩2.2.1 桩体材料的胶凝反应生石灰与活性掺合料的反应很复杂,主要生成了强度较高体,桩与桩间软土形成复合地基。桩体的置换作用、应力集中效的硅酸钙及铝酸钙等,它们不溶于水,在含水
7、量很高的土中可以应,使得总沉降减少。但通常不考虑桩体加快地基的排水固结速硬化。度和对地基的挤密作用。加固材料可采用水泥或多种材料的混2.2.2 石灰与桩周土的化学反应合物,掺入量宜通过室内试验按技术要求和经济性优化选用。石灰与桩周土的化学反应包括离子作用(熟生石的吸水作2 石灰桩的加固原理用)、离子交换(水胶连结作用)、固结反应和石灰的碳酸化。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsres
