石灰桩处理方案

施工工艺：材料要求石灰应选用新鲜块灰，破碎过筛，粒径20-50mm，含粉量不得超过总重量的10%；氧化钙含量不得低于80%。其中有机质含量不大于5%，不含石块和有机杂质。 施工工序，一般是先外排后内排，先周边后中间，单排桩应先施工两端后中间，并按每间1-2孔的施工顺序进行，不得由一边向另一边平行推进，以免桩挤向一边。 因生石灰吸水膨胀，对各个方向都将产生很大的膨胀力，为减少向上膨胀力的损失，约束石灰桩的上举力，夯填至距桩顶0.5-1.0，用3：7灰土或C7.5素混凝土捣实封顶，其顶部标高宜恰好为基础的底部。石灰桩法6.7.1 石灰桩法适用于处理地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、杂填土或饱和黄土等地基及基础周围土体的加固。对重要工程或地质复杂而又缺乏经验的地区，施工前应通过现场试验确定其适用性。6.7.2 石灰桩设计应符合下列规定：1 石灰桩是由生石灰和粉煤灰（火山灰或其他掺合料）组成。采用的生石灰其氧化钙含量不得低于70%，含粉量不得超过10%，含水量不得大于5%，最大块径不得大于50mm。粉煤灰应采用、级灰。2 根据不同的地质条件，石灰桩可选用不同配比。常用配比（体积比）为生石灰与粉煤灰之比为1：1、1：5或1：2。为提高桩身强度亦可掺入一定量的水泥、砂或石屑。3 石灰桩桩径主要取决于成孔机具。桩距宜为2.5-3.5倍桩径，可按三角形或正方形布置，地基处理的范围应比基础的宽度加宽1-2排桩，且不小于加固深度的一半。桩长由加固目的和地基土质等条件决定。4 石灰桩每延米灌灰量可按下式估算：5 在石灰桩顶部宜铺设一层200-300mm厚的石屑或碎石垫层。6 复合地基承载力标准值应按现场相同土层条件下的复合地基载荷试验确定，也可用单桩和桩间土的载荷试验按下式估算： 复合地基载荷试验可按国家现行标准建筑地基处理技术规范JGJ79的规定进行，当复合地基承载力基本值按相对变形值确定时，石灰桩复合地基可取s/b或s/d=0.010-0.015所对应的荷载(s-相应于复合地基承载力基本值时压板沉降量,b和d分别为压板宽度或直径)。7 石灰桩加固地基的变形计算，应按国家现行标准建筑地基基础设计规范GBJ7有关规定执行，其中复合土层的压缩模量可按下式进行估算：6.7.3 石灰桩施工应符合下列规定：1 根据加固设计要求、土质条件、现场条件和机具供应情况，可选用振动成桩法（分管内填料成桩和管外填料成桩）、锤击成桩法、螺旋钻成桩法或洛阳铲成桩工艺等。桩位中心点的偏差不应超过桩距设计值的8%，桩的垂直度偏差不应大于1.5%。2 振动成桩法和锤击成桩法1）采用振动管内填料成桩法时，为防止生石灰膨胀堵住桩管，应加压缩空气装置及空中加料装置；管外填料成桩应控制每次填料数量及沉管的深度。采用锤击成桩法时，应根据锤击的能量控制分段的填料量和成桩长度。2）桩顶上部空孔部分，应用3：7灰土或素土填孔封顶。3 螺旋钻成桩法1）正转时将部分土带出地面，部分土挤入桩孔壁而成孔。根据成孔时电流大小和土质情况，检验场地情况与原勘察报告和设计要求是否相符。2）钻杆达设计要求深度后，提钻检查成孔质量，清除钻杆上泥土。3）把整根桩所需之填料按比例分层堆在钻杆周围，再将钻杆沉入孔底，钻杆反转，叶片将填料边搅拌边压入孔底。钻杆被压密的填料逐渐顶起，钻尖升至离地面1-1.5m或预定标高后停止填料，用3：7灰土或素土封顶。4 洛阳铲成桩法。适用于施工场地狭窄的地基加固工程。成桩直径可为200-300mm，每层回填料厚度不宜大于300mm，用杆状重锤分层夯实。5 施工过程中，应有专人监测成孔及回填料的质量，并做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符，应查明情况采取有效措施后方可继续施工。6 当地基土含水量很高时，桩宜由外向内或沿地下水流方向施打，并宜采用间隔跳打施工。6.7.4 石灰桩质量检验应符合下列规定：1 施工时应及时检查施工记录，当发现回填料不足，缩径严重时，应立即采取有效补救措施。2 检查施工现场有无地面隆起异常情况、有无漏桩现象；按设计要求抽查桩位、桩距，详细记录，对不符合者应采取补救措施。3 一般工程可在施工结束28d后采用标贯、静力触探以及钻孔取样做室内试验等测试方法，检测桩体和桩间土强度，验算复合地基承载力。4 对重要或大型工程应进行复合地基载荷试验。5 石灰桩的检验数量不应少于总桩数的%，并不得少于3根。小直径石灰桩在软弱地基处理中的应用1、应用范围 小直径石灰桩是指直径小于等于80mm的生石灰压注桩，与大直径（D80mm）的桩相比，施工简单，生石灰固化反应彻底，容易早期测定复合地基载力，由于施工机械（工具）简单，操作不受场地限制，对环境无污染，无噪音干扰，成本低廉，深受业主喜爱。但在施工期间，要求施工人员应具有较高的敬业精神，严格操作，认真捣实。 石灰桩加固地基最适合于高含水量粘性大、素填土、杂填土、淤泥质土层，其含水量一般在40%-95%，无侧限压缩强度在10kPa以上，在新乡地区基工程中，一般软弱地基的承载力在60-90kPa时，多层砖混结构工程中应用较经济。 2、加固原理小直径石灰桩用D=40-80mm钢管成孔、间距100-300mm，把以生石灰为主的材料压注入孔，形成柱状，使生石灰吸取地基土中的孔隙水，发生化学反应，生成有较高强度的桩。由于周围地基的孔隙被吸收，含水量下降，加速地基土的固结，同时，桩本身吸水膨胀，挤实了四周的土。而化学反应释放热量引起水分蒸发，也使地基中水分减少，这样地基就得到了加固。2.1降低含水量 桩中的生石灰经过下述的反应过程，以化合水的形式吸收桩周围地基中的孔隙水： CaO+H2O=Ca（OH）2上式中生石灰反应成熟石灰时的需水量为石灰量的32.15%。反应后体积约增1倍，加上原生石灰间孔隙及反应后的熟石灰间的孔隙均可充填水。又由于反应产生大量热量，引起水分蒸发，降低了含水量，促进了桩周围地基土固结，从而在结构物建造后使地基沉降大大减小。 2.2增加粘聚力 在生石灰桩刚施工完后，地基土由于被扰动，地基强度暂时降低，其降低程度与地基土的灵敏度成正比。然后随着生石灰桩效果的发挥，土的扰动影响被抵消，地基强度逐渐上升，约二周就呈大体稳定之势，地基强度的提高，主要是地基土被加速固结后，粘聚力有了较大提高。 3、设计方法 （1）根据提供的地质勘察报告和建筑物结构形式确定地基持力层是否采用石灰桩，持力层的土层为杂填土、粉质粘土、素填土或淤泥质土时，并且承载力80kPa，厚度大于1m，经分析挖除软弱土层不经济或不可能时，可采取生石灰桩处理地基。 （2）确定石灰桩的长度、直径、间距、平面布置方式。 桩径和间距一般关系为L=（3-5）D，布置形式可为梅花式、矩形或三角分布，桩长度一般0.5-1.5m，然后验算是否满足薄弱层和基础宽度要求。 （3）确定桩土复合地基承载力，其中一般处理后F120kPa，当F150kPa一般取150kPa。 （4）审核检验：施工结束后，检验复合地基承载力。 4、施工方法成孔工具为洛阳铲或端部尖形的钢管；填充生石灰的捣实工具，用空心套管，辅助以钢筋棍捣实。填充速度不宜过快、过猛。由于施工中无噪音、无污染，成本低廉，可昼夜施工，不受环境场地限制。 桩的材料：因纯熟石灰为粉末状，无多大强度，实际施工中，桩孔内可掺入其它材料，如砂土，一般填充料的比例为：小生石灰块75%-80%，生石灰粉25%-20%。（有时内掺少量粉煤灰或干砂土、白云土、约占4%左右和0.5%的石膏），在施工振捣中一般会渗入1%-3%左右原状土。这些材料共同作用可形成密实的生石灰桩。 5、实例5.1工程概况 石羊住宅楼，砖混结构，六层。 5.2地基条件 第一单元土层厚2.9-4.7m，承载力fk=70kPa，杂填土、粉质粘土、局部以粉土为主的素填土；第二单元厚2.1-4.0m，fk=130kPa，粘土层，以下无软弱土层。 5.3桩设计 根据经验，一般情况下地基强度经处理后可提高到原地基的1.5-2.3倍来考虑，对我市解放初期的杂填土，经处理后承载力提到120-140kPa。按处理后地基承载力达到fk=120kPa，确定混凝土带基为1.8m宽，桩加因宽度2.5m，桩距200mm，每平方米桩总数25根，梅花形布置，用直径D=48mm的钢管成孔。室内外差0.65m，从技术经济角度考虑，基础埋深-1.9m，桩长0.6m，混凝土垫层厚0.1m，下卧层验算满足要求。 5.4施工期 按上述方法施工，三天全部完成。 5.5效果评价 生石灰桩施工完后，一定要作判断，一般可做标准贯入度试验，或环刀取样进行室内试验，对有经验的设计人员也可凭经验判断。该工程施工完后，环刀取样进行室内试验，结果fk125kPa，基础宽度按fk=125kPa修正后，浇注混凝土垫层，打混凝土带基。一般情况下石灰桩施工完后一周内强度可达到最终强度的80%左右，随着时间的增加4年左右趋于稳定，经多年实践，该方法用于永久性建筑物是绝对牢固可靠的。该处理方法比碎石桩、喷粉桩节约造价20%-80%，深受业主青睐。石 灰 桩 法 襄樊桩基公司 0710- 1 石灰桩法适用于处理地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、杂填土或饱和黄土等地基及基础周围土体的加固。对重要工程或地质复杂而又缺乏经验的地区，施工前应通过现场试验确定其适用性。 2 石灰桩设计应符合下列规定：1 石灰桩是由生石灰和粉煤灰（火山灰或其他掺合料）组成。采用的生石灰其氧化钙含量不得低于70%，含粉量不得超过10%，含水量不得大于5%，最大块径不得大于50mm。粉煤灰应采用、级灰。2 根据不同的地质条件，石灰桩可选用不同配比。常用配比（体积比）为生石灰与粉煤灰之比为1：1、1：5或1：2。为提高桩身强度亦可掺入一定量的水泥、砂或石屑。3 石灰桩桩径主要取决于成孔机具。桩距宜为2.5-3.5倍桩径，可按三角形或正方形布置，地基处理的范围应比基础的宽度加宽1-2排桩，且不小于加固深度的一半。桩长由加固目的和地基土质等条件决定。4在石灰桩顶部宜铺设一层200-300mm厚的石屑或碎石垫层。65复合地基承载力标准值应按现场相同土层条件下的复合地基载荷试验确定，也可用单桩和桩间土的载荷试验按下式估算： 3 石灰桩施工应符合下列规定：1 根据加固设计要求、土质条件、现场条件和机具供应情况，可选用振动成桩法（分管内填料成桩和管外填料成桩）、锤击成桩法、螺旋钻成桩法或洛阳铲成桩工艺等。桩位中心点的偏差不应超过桩距设计值的8%，桩的垂直度偏差不应大于1.5%。2 振动成桩法和锤击成桩法1）采用振动管内填料成桩法时，为防止生石灰膨胀堵住桩管，应加压缩空气装置及空中加料装置；管外填料成桩应控制每次填料数量及沉管的深度。采用锤击成桩法时，应根据锤击的能量控制分段的填料量和成桩长度。2）桩顶上部空孔部分，应用3：7灰土或素土填孔封顶。3 螺旋钻成桩法1）正转时将部分土带出地面，部分土挤入桩孔壁而成孔。根据成孔时电流大小和土质情况，检验场地情况与原勘察报告和设计要求是否相符。2）钻杆达设计要求深度后，提钻检查成孔质量，清除钻杆上泥土。3）把整根桩所需之填料按比例分层堆在钻杆周围，再将钻杆沉入孔底，钻杆反转，叶片将填料边搅拌边压入孔底。钻杆被压密的填料逐渐顶起，钻尖升至离地面1-1.5m或预定标高后停止填料，用3：7灰土或素土封顶。4 洛阳铲成桩法。适用于施工场地狭窄的地基加固工程。成桩直径可为200-300mm，每层回填料厚度不宜大于300mm，用杆状重锤分层夯实。5 施工过程中，应有专人监测成孔及回填料的质量，并做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符，应查明情况采取有效措施后方可继续施工。6 当地基土含水量很高时，桩宜由外向内或沿地下水流方向施打，并宜采用间隔跳打施工。6.7.4 石灰桩质量检验应符合下列规定：1 施工时应及时检查施工记录，当发现回填料不足，缩径严重时，应立即采取有效补救措施。2 检查施工现场有无地面隆起异常情况、有无漏桩现象；按设计要求抽查桩位、桩距，详细记录，对不符合者应采取补救措施。3 一般工程可在施工结束28d后采用标贯、静力触探以及钻孔取样做室内试验等测试方法，检测桩体和桩间土强度，验算复合地基承载力。4 对重要或大型工程应进行复合地基载荷试验。5 石灰桩的检验数量不应少于总桩数的%，并不得少于3根。 1现象 施工中生石灰失效消解，降低了挤密效果。 2原因分析 (1)雨期施工，现场存放石灰遇雨受潮消解。 (2)石灰桩出现软心，达不到设计要求。 (3)生石灰吸水后在地下水位下硬结困难。 (4)顶层厚度不够、不密实，上部荷载加荷速度过快，末使石灰达到固化期。 3防治措施 (1)石灰桩不宜雨期施工。现场存料不得超过2d，应随运随施工。 (2)桩位按梅花形布置。 (3)出现软心应重复灌注石灰或加打砂桩。 (4)供应新鲜石灰，不得受潮，保证投料量150160kg/m。 (5)适当控制加荷时间，应使石灰桩达到一个月左右的硬化期。软弱地基的处理软弱地基的处理在建筑工程中是一大难题，它直接影响到建筑物的使用寿命。目前国内尚无太多的处理方法，并且成本高、工期长。生石灰桩加固软弱地基是近几年来一种高新、最简、最节约的软弱地基处理技术。在国际建筑业的施工中，此技术已被广泛地运用到道路、铁路、地下铁、码头、建筑物、构筑物等软弱地基加固工程中。在我国，目前此方法运用较少，特别在施工规范中、教科书中均无介绍，近年来在欧美、日本等发达国家，已被广泛运用到城市土木建筑的软弱地基加固工程中。软弱地基由于地基土含水率过高，严重影响建筑物的沉降和使用。故此，行业中采用了一些处理方法如：堆载预压、砂井堆载预压、高压旋喷法、电硅化法等加固方法，但这些方法均由于高投资、技术复杂、使用设备多而无人问津。生石灰桩加固软弱地基这种处理方法比以上所述的方法具有不可比拟的优越性。此方法施工工艺简单，并且容易掌握，工程成本低、工期短、效果理想。通过此方法加固的软弱地基，不仅减少地基的沉降，并且提高地基的承载能力。对加快施工进度，保证工程质量，降低工程成本，提高经济效益具有显著的效果。生石灰桩加固软弱地基的基本作用原理：在软弱地基中钻孔，填入固化剂生石灰块，形成单独的桩柱，利用生石灰与软弱土质的物理化学反应吸水、发热、膨胀、土壤挤密等来加固软弱地基。生石灰桩加固的特点：1、适用于渗透系数小的软弱粘土、碱性粘土、淤泥质地基的加固工程；2、地基加固完毕后在短期内即可产生加固效果，加固工期短；3、不需在上部预压荷载，以生石灰桩在水平方向的挤实作用来代替地面垂直方向预压荷载作用。生石灰桩加固法的原理：在软弱土中打入生石灰桩后：第一阶段：产生消化反应生石灰块进行吸水、发热、产生体积膨胀，石灰桩周围土中水份被吸收至桩体中，直至桩内的毛细吸力达到平衡为止。与此同时，周边的软弱土受到脱水、挤密作用。第二阶段：产生硬凝反应消化反应产生包含在生石灰桩中的硅酸质材料，对石灰桩长期强度的增长是十分有益的。生石灰中的主要成分是：CaO与土中的H2O发生反应以化合水的形式吸收桩周围地基土壤中的水。CaO+H2O=Ca(OH)2+65.314KJ(千焦耳)于是，桩周围的水份就被吸收降低，其降低量如下式计算:= 式中: =0-g ; 0: 原地基土壤中的含水量；g：改良后地基土壤含水量；rt：原地基土壤的单位体积重量；as：生石灰对地基土壤的渗入率；f：生石灰的化学吸水量；re：生石灰的单位体积重量；n：生石灰桩的孔隙率 ； V：生石灰的体积膨胀率; Sr：生石灰桩的孔隙水饱和度；r：孔隙水的单位体积重量 生石灰对地基土壤的渗入率：as= ：生石灰桩孔径； P：生石灰桩间距。生石灰桩在施工完毕后，由于地基被扰动，初始地基强度会降低，其降低程度与地基土的灵敏度成比例。当经过一个星期后，生石灰桩的效果发挥显著。土的扰动影响被抵消，地基强度逐渐上升到28天后，基本上呈大体稳定之势，地基强度的提高主要是地基土被加速固结后，内聚力有了较大的提高。生石灰桩加固软弱地基强度增长曲线如下图示：综合上述反应，可以看出，生石灰桩加固软弱地基的主要反应为：生石灰 土中水份主要成份：CaO 附加成份：SiO2、AL2O3等 + H2O吸水 生石灰量32%（理论值） 含水率降低膨胀 CaO体积增大 桩体积膨胀扩大发热 每1Kg CaO可产出11661.64KJ（千焦）的热量， 它可加速化学反应，促进水份蒸发CaO+H2O Ca(OH)2吸附土中的水，毛细管吸水直到块状CaO和水之间的吸力达到平衡状态为止CaO+H2O Ca2+2 O H阳离子交换产生Ca2+与土颗粒阴离子之间的交换及吸附使土壤的物理特性发生变化硬凝反应土壤和石灰中的SiO2、AL2O3反应生成水化物凝胶体（使土壤产生化学固结现象）碳化反应Ca(OH)2水化物的碳酸化作用，使加固土呈中性吸了水的生石灰桩，由于其水化物及掺合料等的硬凝反应能保持较高的强度。生石灰桩的主要作用为：1、使软弱土中的含水率降低，孔隙比降低；2、使软弱土产生水平方向的固结土的粘聚力增加；3、硬凝反应与碳化反应使生石灰桩的强度增强；4、降低土的沉降量。生石灰桩的施工方法：1、施工顺序：根据桩距钻孔检测孔深度、孔径灌注生石灰块（捣实)桩上部灌200300mm三七灰土封口。2、施工机具: 生石灰桩所使用的施工机具，以地基特性、环境条件、工期及施工单位的机械水平等因素加以选定。机械钻孔：国外现已普遍采用螺旋钻、套管与螺旋配合钻机、振动式压桩机等各种施工机械。但最大多数的情形是采用套管螺旋钻，当周围有结构物时，场地狭小或有地下埋设物的情形，为尽量减少地基变位，多采用螺旋钻孔机。人工钻孔：采用洛阳铲人工掏孔。但此种方法有人工消耗过大、工期延长等弊病。然而，在我国目前施工单位的机械设备没有达到现代化水平的情况下，使用洛阳铲掏孔比较简单、灵活普遍。铁网筛、铁锹、手锤、捣锤：铁网筛用以将较小粒径的生石灰滤去；手锤用以砸碎较大粒径的生石灰块；捣锤将灌入孔内的生石灰块轻轻捣实。3、施工方法：先测定软弱地基土的干容重、含水率, 然后根据计算确定生石灰桩的孔径和孔距。用机械钻孔或人工钻孔,钻孔完毕后检查孔径、孔深是否符合设计要求，然后用遮盖物将孔盖好，清除孔四周余土，防止孔内掉入土屑。选生石灰块。选择能及早发挥加固效果、反应较快、水化膨胀力较大的生石灰快，粒度和容重均满足设计要求，粒径较大的生石灰块用手锤或破碎机破碎，粒径较小的用铁网筛滤去。灌注生石灰块。灌注时应边灌注边用捣锤轻轻捣实，防止生石灰块间存在较大的间隙，当灌注到孔顶面200300mm时停止，用三七灰土或低标号砼封口。4地基加固效果的判断：生石灰桩施工完毕后其加固效果一定要作判断。对于生石灰桩可在现场作平板载荷试验或在室内采试样进行干容重、含水率、土壤密实度试验，对加固的地基土进入现场做标准贯入度试验，甚至可在现场用放射性同位素进行测定。5、注意事项：在建筑物内采用生石灰桩加固软弱地基时，应注意生石灰桩的膨胀效果，确定距建筑物基础的距离，防止生石灰桩反应效果过大而将基础破坏。目前，在国内多项工程施工的实践中，普遍认为此方法效果比较简捷、节省开资、容易推广。所以，采用生石灰桩处理软弱地基对建筑行业和国民经济将产生巨大的影响。设计石灰桩的主要固化剂为生石灰，掺合料宜优先选用粉煤灰、火山灰、炉渣等工业废料。生石灰与掺合料的配合比宜根据地质情况确定，生石灰与掺合料的体积比可选用或，对于淤泥、淤泥质土等软土可适当增加生石灰用量，桩顶附近生石灰用量不宜过大。当掺石膏和水泥时，掺加量为生石灰用量的。当地基需要排水通道时，可在桩顶以上设厚的砂石垫层。石灰桩宜留以上的孔口高度，并用含水量适当的粘性土封口，封口材料必须夯实，封口标高应略高于原地面。石灰桩桩顶施工标高应高出设计桩顶标高以上。石灰桩成孔直径应根据设计要求及所选用的成孔方法确定，常用，可按等边三角形或矩形布桩，桩中心距可取倍成孔直径。石灰桩可仅布置在基础底面下，当基底土的承载力特征值小于时，宜在基础以外布置排围护桩。洛阳铲成孔桩长不宜超过；机械成孔管外投料时，桩长不宜超过；螺旋钻成孔及管内投料时可适当加长。石灰桩桩端宜选在承载力较高的土层中。在深厚的软弱地基中采用“悬浮桩”时，应减少上部结构重心与基础形心的偏心，必要时宜加强上部结构及基础的刚度。地基处理的深度应根据岩土工程勘察资料及上部结构设计要求确定。应按现行国家标准建筑地基基础设计规范验算下卧层承载力及地基的变形。石灰桩复合地基承载力特征值不宜超过，当土质较好并采取保证桩身强度的措施，经过试验后可以适当提高。石灰桩复合地基承载力特征值应通过单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计时，也可按公式（）估算，公式中为石灰桩桩身抗压强度比例界限值，由单桩竖向载荷试验测定，初步设计时可取，土质软弱时取低值（）；为桩间土承载力特征值，取天然地基承载力特征值的倍，土质软弱或置换率大时取高值（）；为面积置换率，桩面积按倍成孔直径计算，土质软弱时宜取高值。处理后地基变形应按现行的国家标准建筑地基基础设计规范有关规定进行计算。变形经验系数可按地区沉降观测资料及经验确定。 石灰桩复合土层的压缩模量宜通过桩身及桩间土压缩试验确定，初步设计时可按下式估算：石灰桩复合地基工作机理石灰桩复合地基工作机理 0SQrz$y 2 石灰桩复合地基工作机理 D|*yeS4 石灰桩属于可压缩的柔性桩，试验研究表明，当石灰桩复合地基荷载达到其承载力特征值时，桩长范围内桩土之间相对滑移量很小，可以认为桩土之间变形是协调的，因此，桩土复合土层承载性能接近于人工垫层。工作荷载作用下桩土应力一般在2.5-5之间。 ZZLUO: 石灰桩复合地基的沉降主要来自桩端以下土层，复合土层的沉降一般仅为桩长的5-0.8。因此，进行石灰桩复合地基加固软弱土层时，宜将桩端进入压缩性相对较低、承载力较高的土层中。 mx#%oJnsi 6.2.4设计 qV;IcLh$;l 石灰桩成孔直径应根据设计要求及所选用的成孔方法确定，从加固机理来说，采用细而密的布桩方案较好，一般常用300400mm，可按等边三角形或矩形布桩，桩中心距可取2-3倍成孔直径。石灰桩可仅布置在基础底面下，当基底土的承载力特征值小于70 kPa时，宜在基础以外布置1-2排围护桩。 b kc*it 3 地基处理深度 z:$ibk4#h 设计桩长时主要考虑复合地基承载力及变形的需要。一般来说，当需加固的软弱土层不厚时，应尽量考虑石灰桩穿过软弱土层进入相对较好土层；当软弱土层较厚时，应考虑复合地基承载力及变形的需要确定桩长，并按建筑地基基础设计规范(GB50007)验算下卧层承载力及地基的变形，此外，还应减少上部结构重心与基础形心的偏心，必要时宜加强上部结构及基础的刚度。对于主要用于加强地基稳定的石灰桩，桩长应尽可能穿过可能的滑动面。此外，桩长也受到成孔机械的限制，当采用洛阳铲成孔时，桩长不宜超过6m，采用机械成孔管外投料时，桩长不宜超过8m；螺旋钻成孔及管内投料时可适当加长。 jJ-C v 4承载力 C3,gI 石灰桩复合地基承载力特征值应通过单桩或多桩复合地基静载荷试验确定。初步设计时，也可按公式(6.2-1)估算： L5Ez6U fspk=mfpk+(1-m)fsk 6.2-1 3h:yVm#9y 式中：fpk为石灰桩桩身抗压强度比例界限值，由单桩竖向载荷试验测定，初步设计时可取350500kPa，土质软弱时取低值；fsk为桩间土承载力特征值，取天然地基承载力特征值的1.051.2倍，土质软弱或置换率大时取高值；m为面积置换率，桩面积按1.1-1.2倍成孔直径计算，土质软弱时宜取高值。 5A*&!1T 此外，石灰桩复合地基承载力特征值不宜超过160kPa，当土质较好并采取保证桩身强度的措施，经过试验后可以适当提高。 TYb$+uY 当地基需要排水通道时，可在桩顶以上设200-300mm厚的砂石垫层；需要减少基础面积和减少桩顶附加应力时，可通过计算在桩顶设置一定厚度的垫层。 ,k&9o7 5 变形计算 jeJgDAUv 处理后地基变形应按建筑地基基础设计规范(GB50007)有关规定进行计算。变形经验系数s可按地区沉降观测资料及经验确定。其中石灰桩复合土层的压缩模量宜通过桩身及桩间土压缩试验确定，初步设计时可按下式估算： aZTx/ Esp=1+m(n-1)Es6.2-2 V&*y+ 式中：Esp为复合土层的压缩模量(MPa)；为系数，可取1.11.3，成孔对桩周土挤密效应好或置换率大时取高值；n为桩土应力比，可取34，长桩取大值；Es为天然土的压缩模量(MPa)。 fO&A:JY 【例题11】在初步设计时，对于采用石灰桩处理过的地基，其复合土层的压缩模量可以按照式Esp=1+m(n-1)Es进行估算，为系数，其值为（）。 CG+SA1&W A、小于1； m;wKd B、大于0.5； 0Zi+x#&d C、大于0.9； 1QG q;6 D、大于1，可取1.11.3； kuy?n-1g 答案：D qrYbcjI7 6.2.5施工 9+)?JUYll 1 成桩工艺与设备 n jWe 石灰桩根据具体条件可采用洛阳铲或机械成孔，机械成孔分为沉管和螺旋钻成孔。成桩时可采用人工夯实、机械夯实、沉管反插、螺旋反压等工艺。填料时必须分段压(夯)实，人工夯实时每段填料厚度不得大于400mm。管外投料或人工成孔填料时应采取措施减小地下水渗入孔内的速度，成孔后填料前应排除孔底积水。 G/zd) 2 桩身材料 igfQ,LWe! 石灰材料应选用新鲜生石灰块，有效氧化钙含量不宜低于70，粒径不应大于70mm，含粉量(即消石灰)不宜超过15。搀和料应保持适当的含水量，使用粉煤灰或炉渣时含水量为30左右。无经验时宜进行成桩工艺试验，确定密实度的施工控制指标。进入场地的生石灰应有防水、防雨、防风、防火措施，宜做到随用随进。 *y?HaU 3 其他施工注意事项 P3&smh (1)施工前进行成桩试验和材料配比试验，以验证设计的合理性和成桩工艺的适宜性，确定合理的成桩参数，如桩身材料配合比，填料数量、气压和夯击参数等，了解施工时可能发生的问题和决定相应的解决措施。 i D IY| (2)控制施工顺序。为提高对桩间土的挤密效果，施工顺序宜由外围或两侧向中间进 行。在软土中宜间隔成桩。这些措施也有利于提高桩间土对桩身的约束力。 h#hr3bI1 (3)应注意石灰桩施工过程中的“冲孔(放炮)”现象。它是指由于孔内进水使生石灰与水迅速反应，其温度高达200-300C，空气遇热膨胀，不易夯实，桩身孔隙大，孔隙内空气在高温下迅速膨胀，将上部夯实的桩料冲出孔口。应采取减少搀和料含水量，排干孔内积水或降水，加强夯实等措施，确保安全。 A-CU%G9 (4)严格做好封顶。为了减小桩体向上胀发引起的能量损失，以保证桩身强度，需利用素土、灰土或素混凝土等进行桩身封顶，进行夯压密实，长度一般为50-100cm。 )/P (5)石灰桩施工时应采取防止冲孔伤人的有效措施，确保施工人员的安全。 iWf+wC| 【例题12】按照JGJ79-2002中关于石灰桩施工安全方面的强制性条文的有关要求，下列说法正确的( )。 V#7,vas A、石灰桩施工时，必须强调用电安全； B、石灰桩施工时，必须配戴安全帽； !Ld5Y$ C、石灰桩施工时，应采取防止冲孔伤人的有效措施，确保施工人员的安全； F cQt D、石灰桩施工时，项目部应有完善的安全生产管理体系，确保安全生产，文明施工。 ;n%*+fHH 答案：C !cyrt 6.2.6质量检验 R5uG.Oj-2 6.2.6.1 施工质量检验 ,_e P 石灰桩施工检测宜在施工710d后进行。检测内容包括桩间土加固效果检验、桩身质量检验。检测方法包括采用静力触探、动力触探或标准贯入试验检测桩间土加固效果和桩身。 oe*1jR_J 【例题13】对于软土地基，采用石灰桩处理后，其施工质量检测包括( )。 M&V*.xz A、桩间土加固效果检验； GmH DG- B、桩身质量检验； dR S:S_ C、单桩复合地基载荷试验； d0:LJd + $dB E、地基处理面积每500m2左右布置一个点； HRf;bKZ 答案：D oVKAP 6.3灰土挤密桩法和土挤密桩法 =CLPz8 6.3灰土挤密桩法和土挤密桩法 1VJ$H 6.3.1基本概念 0S23L4C 灰土挤密桩或土挤密桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成桩时，通过成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内的土被挤向周围，使桩间土得以挤密，然后将备好的素土(黏性土)或灰土分层填入桩孔内，并分层捣实至设计标高。用素土分层夯实的桩体，称为土挤密桩；用灰土分层夯实的桩体，称为灰土挤密桩。二者分别与挤密的桩间土组成复合地基，共同承受基础的上部荷载。 :q9! 6.3.2适用范围 (vFb 灰土挤密桩法或土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。处理深度宜为5-15m。灰土挤密桩或土挤密桩，在消除土的湿陷性和减小渗透性方面，其效果基本相同或差别不明显，但土挤密桩地基的承载力和水稳性不及灰土挤密桩，选用上述方法时，应根据工程要求和处理地基的目的确定。当以提高地基的承载力或增强其水稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法；当以消除地基的湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法。 vl 【例题15】为消除湿陷性黄土地基的湿陷性，宜选用的地基处理方法为（）。 YSD G! A、夯实水泥土桩法；B、砂石桩法；C、振冲法；D、土挤密桩法；答案：D dFzwvu o 大量的试验研究资料和工程实践表明，土或灰土挤密桩用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，不论是消除土的湿陷性还是提高承载力都是有效的。但当土的含水量大于24及其饱和度超过65时，在成孔及拔管过程中，桩孔及其周围容易缩颈和隆起，挤密效果差，故上述方法不适用于处理地下水位以下及处于毛细饱和带的土层。因此，当地基土的含水量大于24、饱和度超过65时，由于无法挤密成孔，故不宜选用上述方法。 VF?H0YSHb 因灰土挤密桩法或土挤密桩法具有就地取材、以土治土、原位处理、深层加密和费用较低的特点，在我国西北及华北等黄土地区已广泛应用。 3aqH!?rVU 6.3.4加固机理 2-4N)q 灰土挤密桩或土挤密桩加固地基是一种人工复合地基，属于深层加密处理地基的一种方法，主要作用是提高地基承载力，降低地基压缩性。对湿陷性黄土则有部分或全部消除湿陷性的作用。灰土挤密桩或土挤密桩在成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。 tq L(H25z 6.3.5设计 MLDzWZef 1 桩的布置 Z)rWI 灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积。并应符合下列规定。 qTuR( (1)采用局部处理超出基础底面的宽度时，对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，每边不应小于基底宽度的0.25倍，并不应小于0.50m；对自重湿陷性黄土地基，每边不应小于基底宽度的0.75倍，并不应小于1.00m。 $f:uBhM (2)当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚度的12，并不应小于2m。 YSnh2 Bq 2处理深度 $LXa 灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的深度，应根据建筑场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定。对湿陷性黄土地基，应符合现行的国家标准湿陷性黄土地区建筑规范的有关规定。 yy3rh(ea 3桩径 :2/L1A)O 桩孔直径宜为300450mm，并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。为使桩间土均匀挤密，桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离s，可为桩孔直径的2.02.5倍，也可按下式估算： d3DsE.i = 3(v4E:5 6承载力 |V34;4 灰土挤密桩或土挤密桩复合地基的承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基载荷