《地基处理》第五章

《《地基处理》第五章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、石灰桩定义：指采用机械或人工方法在地基中成孔，然后灌入生石灰或按一定比例加入粉煤灰、炉渣、火山灰等掺和料及少量外加剂的生石灰混合料，并进行振密或夯实而形成的石灰桩桩体，该桩体与经过改良后的桩周土共同承担上部建筑物载荷。属复合地基中的低粘结强度的柔性桩。发展历史我国将石灰作为建筑材料利用，始于距今五、六千年前的仰韶文化时期。西方最早的石灰窖大约建于公元前2000年，几乎所有古代文明的民族都懂得烧制石灰。用石灰加固软弱地基至少有2000年的历史，但直到上世纪中叶，不论在我国还是国外，大多属于表层或浅层处理，例如用3：7或2：8的灰土夯实作为路基和房基；或将生石灰直接投

2、入软土层，用木夯夯实，使土挤密、干燥和变硬。由此，发展到用木槌在土中冲孔，在土中投入生石灰块，经吸水膨胀形成桩体，其深度一般在300～500mm。我国与1953年开始对石灰桩进行了研究，当时天津大学与天津市等单位对生石灰的基本性质、加固机理、设计和施工等方面进行了系统的研究，由于当时的条件，施工系手工操作，桩径仅100～200mm，长度仅2m，又因为发现桩中心软弱等问题，所以工作未能继续。1975年～1980年间，北京铁路局勘测设计所、同济大学等单位进行了石灰桩与其它加固方法对比试验研究，证明了石灰桩的良好加固效果。直到1981年后，江苏省建筑设计院对东南沿海的大

3、面积软土地基采用生石灰与粉煤灰掺和料进行加固，仅南京市采用生石灰桩加固了50余幢房屋的软土地基，加固面积达3万m2，取得了较好的经济技术效果；其后浙江省建筑科学研究所与湖北省建筑科学研究院等单位相继展开了试验研究和工程实践应用，都作出了卓有成就的工作。在国外，60年代期间，德、美、英、法、原苏联、日、瑞典、澳大利亚等国纷纷开展石灰加固软基的研究和应用，现代化机械施工加大了桩长的应用，拓宽了应用领域。石灰桩法适用的范围：适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基；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。种

4、类1.块灰灌入法（亦称石灰桩法）采用钢套管成孔，在孔内灌入新鲜生石灰块，或在石灰块中掺入适量的水硬性掺和料粉煤灰和火山灰，配合比一般为8:2或7:3。在拔管的同时进行振密和挤密。利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，此时生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用，使桩四周土体的含水量降低、孔隙减小，土体挤密和桩体硬化。2.粉灰搅拌法（亦称石灰柱法）是粉体喷射搅拌法中的一种。原料为石灰粉，通过特制的搅拌机械将石灰粉加固料与原位软土搅拌均匀，促使软土硬结，形成石灰（土）桩。加固机理桩间土桩身复合地基桩间土1.成孔挤密石灰桩施工时是由振动钢管下沉成孔，使桩间土产生挤压和

5、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，打桩挤密效果越好；挤密效果地下水位以上比以下的要好。2.膨胀挤密石灰桩在成孔后贯入生石灰便吸水膨胀，使桩间土收到强大的挤压力，这对地下水位一下软粘土的挤密起主导作用。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可增加1.5～3.5倍。3.脱水挤密软粘土的含水量一般为40％～80％，1Kg生石灰的消化反应要吸收0.8～0.9Kg的水，同时在理论上将放出1172kJ的热量。我国加掺和料的石灰桩，桩内温度最高到200～400摄氏度。桩间土的温度升高滞后于桩体，在正常情况下

6、，桩间土的温度最高可达40～50度，其土体产生一定的气化脱水。吸水和升温脱水，从而使土体含水量下降，土体产生固结，孔隙减小，土体颗粒靠拢挤密，加固区的地下水位也有一定的下降。桩间土的抗剪强度得到提高。4.胶凝作用生石灰吸水生成的Ca(OH)2一部分与土中二氧化硅和氧化铝长生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等。水化物对土体颗粒起胶结作用，使土聚集体积增大，并趋于紧密。加固土体粘粒含量减少，说明颗粒胶结根本上变了土的结构，石灰桩体与四周土体接触处形成硬壳体，提高了土的强度。且随着龄期增加，强度也会逐渐提高。桩身置换作用由于石灰桩桩体具有桩间土更大的强度（抗压强度约0.

7、5~1MPa），因此形成复合地基。排水固结作用试验分析结果表明，石灰桩桩体的渗透系数一般为10－5～10-3cm/s，亦相当于细砂。由于其桩间距较小（一般为2～3倍桩径），水平排水路径很短，具有较好的排水固结作用。从建筑物沉降记录表明，建筑竣工开始，其沉降已基本稳定。复合地基由于石灰桩桩体具有较桩间土更大的强度（抗压强度约500kPa），在与桩间土形成的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。石灰桩复合地基的桩土应力比一般为2.5—5.0。石灰桩的密度为8kN/m，显著小于土的密度，即使桩体饱和后，其密度也小于土的天然密度。当采用排土成桩时，

8、加固层的自