石灰桩加固机理.doc

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1、石灰桩加固机理石灰桩的加固机理可以从桩间土，桩身两方面分析1.桩间土1.1成孔挤密作用石灰桩在成孔过程中，对桩间有挤密作用，对非饱和土或渗透性较强的土，挤密效果较好，对饱和软黏土挤密效果差1.2生石灰吸水膨胀挤密作用石灰桩加固地基的作用机理除了成孔时挤密桩周围土体外,主要在于生石灰在桩孔中吸收桩周围土层的孔隙水变成熟石灰时产生体积膨胀挤密桩周围土减少其孔隙比加速地基土的固结,提高地基承载力。对湿陷性黄土地基石灰桩可消除湿陷性,从而使地基得到加固。  生石灰与桩间土层中的水分发生的化学反应CaO+H2O=Ca(OH)2此时体积膨胀1.

2、5～3.5倍，对桩间土发生挤密作用，使土颗粒靠拢挤密孔隙比减小，提高地基承载能力1.3置换作用在软弱土层中设置具有一定强度和刚度的石灰桩，其置换作用可以提高地基承载力和改善变形特性。1.4吸水升温使桩间土强度提高1kg生石灰消除反应要吸收0.8～0.9kg水，水化时放出1172kj热量桩心温度可达200C～400C这种热量可提高地基土的温度（实测桩间土温度在500C左右）使土中水分大量蒸发这样加速了土体固结，提高了桩间土的抗剪强度。1.5离子交换和碳化作用石灰中的钙离子和土中的钠离子会在桩体和桩孔界面上产生交换。改变土粒表面的带电状

3、态，使粘土颗粒混聚起来形成团粒，同时生石灰吸水生成Ca（OH）2与土中二氧化硅和氧化铝产生反应形成水化硅酸钙（CaO.SiO2.mH2O），水化铝酸钙（4Ca.Al2O3.13H2O）和水化硅铝酸钙（2CaO.Al2O3.SiO2.6H2O）等水化物产生胶结作用在桩孔表面形成一定厚度的硬壳（厚度可达5-10cm）提高土的纯度，可随龄期而增长。   在上述几种因素的作用下，桩间土被挤密并通过物理化学作用，使其强度进一步提高，桩体的置换和竖向增强作用，使石灰桩符合地基达到要求。2.桩身 对于单一的以生石灰作原料的生石灰，当生石灰水化后，

4、生石灰的直径可胀到原来所填的生石灰块屑体积的贻贝，如充填密实和纯氧化钙的含量很高，则生石灰密度可达1.1～1.2t/m3在古老建筑物中所挖出来的石灰桩里，曾经发现过桩周呈硬壳而中间呈软膏状态。因此对形成石灰桩的要求，应该把四周土的水吸干，而又要防止桩身的软化。因此，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。可采用提高填充初始密度、家大充盈系数、用砂填石灰桩的孔隙、桩顶封顶和采用掺和料等措施，借以防止石灰桩桩心软弱。  实验分析结果，石灰桩桩体的渗透系数一般在间，即相当于细砂。由于石灰桩桩距较小（一

5、般为2～3倍桩体直径），水平排水路径很短，具有较好的排水固结作用。从建筑物沉降观测记录说明，建筑竣工开始使用，其沉降已基本稳定，沉降速率在0.04mm/d左右。