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1、河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院地基處理技術(shù)擠密樁法compactionpileTechnicalofSoilImprovement第5章擠密樁法5.1砂石樁法5.2石灰樁法5.3土擠密樁法和灰土擠密樁法5.4夯實(shí)水泥土法5.5水泥粉煤灰碎石樁法5.2石灰樁法5.2.1概述5.2.2加固機(jī)理5.2.3設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.4施工5.2.5質(zhì)量檢驗(yàn)1)灰土樁：以消石灰和土（粉煤灰或礦渣）為樁體材料，成孔夯實(shí)并擠密樁周形成復(fù)合地基。2）石灰柱(噴粉樁）：通過特殊的攪拌機(jī)將石灰粉與原位軟土攪拌均勻，促使軟土硬結(jié)，形成石灰柱。3）石灰漿壓力噴注法：壓力注漿的一種。一
2、.概述石灰樁：成孔后，孔中加入生石灰塊，或石灰塊中摻入水硬性材料和火山灰。在拔管的同時(shí)進(jìn)行振密，搗密。利用生石灰的的水化反應(yīng)（吸水，膨脹，發(fā)熱，離子交換），使樁周土體的含水量降低，孔隙比減小…….石灰樁的定義石灰樁：將不同比例的生石灰與粉煤灰等摻合料，拌合和均勻，在孔內(nèi)夯實(shí)形成豎向增強(qiáng)體，并與樁間土組成復(fù)合地基的處理方法。石灰樁屬可壓縮的低粘結(jié)強(qiáng)度樁。由于生石灰與地基中的水，土產(chǎn)生一系列物理化學(xué)作用，改善樁體周圍土體的物理力學(xué)性質(zhì)，從而使樁間土與樁體形成復(fù)合地基，達(dá)到地基加固的目的。適用于處理雜填土、素填土、一般粘性土、淤泥質(zhì)土以及透水性小的粉
3、土。適用于道路、碼頭、鐵路、軟弱地基的加固工程及托還工程和基坑支護(hù)工程。1）生石灰的水化反應(yīng)及其特性1.反應(yīng)過程吸收大量水分:生石灰的吸水量包括兩部分，一部分是CaO水化所需的水量，另一部分是生石灰的水化產(chǎn)物Ca(OH)2的孔隙吸水量。2.生石灰的水化反應(yīng)為放熱反應(yīng):所放熱量可使地基土溫度提高，產(chǎn)生汽化脫水現(xiàn)象，降低地基土的含水量，從而減少土的孔隙比，增加土的密實(shí)度。3.生石灰水化反應(yīng)中伴隨有體積的顯著增大:水化過程中，由于固相體積和孔隙體積的增大，生石灰水化后可膨脹到原體積的1.5～3.5倍。二.石灰樁的加固機(jī)理2）可從樁間土、樁身和復(fù)合地基
4、三個(gè)方面分析1))樁間土a.成孔擠密作用采用振動(dòng)沉管法成孔，會(huì)對(duì)樁間土產(chǎn)生擠密效果。但對(duì)靈敏度高的飽和軟粘土，成樁過程會(huì)破壞土的原狀結(jié)構(gòu)，降低土的強(qiáng)度。b.吸水作用：實(shí)踐證明，1kg純氧化鈣消化成為熟石灰可吸水0.32kg。對(duì)石灰樁樁體，在一般壓力下吸水量約為65％～70％。根據(jù)石灰樁吸水總量等于樁間土降低的水總量，可得出軟土含水量的降低值。c.膨脹擠密：生石灰具有吸水膨脹作用，在壓力50～100kPa時(shí)，膨脹量為20％～30％。膨脹的結(jié)果使樁周土擠密。d.發(fā)熱脫水：1kg氧化鈣在水化時(shí)可產(chǎn)生280卡熱量，樁身溫度可達(dá)200-300度。使土產(chǎn)生
5、一定的氣化脫水，從而導(dǎo)致土中含水量下降、孔隙比減小、土顆?？繑n擠密，在所加固區(qū)的地下水位也有一定的下降。e.離子交換：軟土中鈉離子與石灰中的鈣離子發(fā)生置換，改善了樁間土的性質(zhì)，并在石灰樁表層形成一個(gè)強(qiáng)度很高的硬層。f.置換作用：軟土為強(qiáng)度較高的石灰樁所代替，從而增加復(fù)合地基承載力。g.減載作用：石灰樁的攙和料為輕質(zhì)的粉煤灰或爐渣，生石灰的重度約為10kN/m3，石灰樁身飽和后的重度為13kN/m3，因此，當(dāng)采用洛陽鏟或螺旋鉆成孔，將樁位處原土取出，換成石灰樁體，并在土中形成大量密集分布的樁體，相當(dāng)于以輕質(zhì)的石灰樁置換土，復(fù)合土層的自重減輕，置換
6、率越大，則減載作用越明顯。由此可減少樁底下臥層軟弱土層的附加應(yīng)力，對(duì)減少軟土變形有一定作用。2)樁身加固機(jī)理生石灰樁本身具有一定的強(qiáng)度和剛度，可以提高地基的承載力和改善地基的變形特性。另外要防止出現(xiàn)“軟心”現(xiàn)象。如何克服軟心：a.必須要求石灰樁具有一定的初始密度，而且吸水過程中有一定的壓力，限制其自由脹發(fā)。b.加大充盈系數(shù)，提高石灰含量或縮短樁距，進(jìn)一步約束樁的脹發(fā)。c.樁頂采用粘土封頂，可限制石灰膨脹而隆起。d.采用摻和料,也可防止軟心。3)復(fù)合地基石灰樁復(fù)合地基承載力由三部分組成：⑴樁身強(qiáng)度；⑵樁間土；⑶樁周形成的硬殼層。通過提高樁身強(qiáng)度、
7、增加樁間土的加固效果都可以提高復(fù)合地基承載力。問題1：石灰樁對(duì)軟弱土的加固機(jī)理可分為物理加固和化學(xué)加固兩個(gè)作用，下列屬于物理加固作用的是（ ?。?。A、吸水作用；B、膨脹擠密作用；C、樁身置換作用；D、離子交換作用；E、凝膠作用；F、反應(yīng)熱作用；問題2：對(duì)軟土采用石灰樁處理后，石灰樁外表層會(huì)形成一層強(qiáng)度很高的硬殼層，這主要是由（ ?。┢鸬淖饔?。A、吸水膨脹；B、離子交換；C、反應(yīng)熱；D、碳酸反應(yīng)；石灰樁的技術(shù)特點(diǎn)：1.能夠使軟土迅速固結(jié)。即使是松散的新填土，在加固范圍內(nèi)成樁后7-28天基本完成固結(jié)。2.可大量使用工業(yè)廢料，具有顯著社會(huì)效益。
8、3.節(jié)約鋼材，水泥，造價(jià)低廉。4.設(shè)備簡單，可就地取材，便于推廣。5.施工速度快。6.人工挖孔施工無振動(dòng)和噪聲，可在狹窄的空間內(nèi)施工。7.國內(nèi)受設(shè)備限
