地基处理技术讲诉.ppt

2019/4/27 地基处理技术 1 第十章 石灰桩法 一、概述 （一）石灰桩含义 石灰桩是指用人工或机械在土体中成孔，然后灌入生石灰块，经 夯压后形成的一根桩体。桩身还可掺人其它活性与非活性材料，例如 掺人粉煤灰的称“二灰桩”，掺人砂子的称“石灰砂桩”等。 用石灰加固软弱地基在我国已有约两千年的历史，这主要是指石 灰掺填法。长城、西藏佛塔、北京御道、天津炮台和水利工程以及漳 州民居都是应用石灰掺填法的著名例子。而石灰桩的应用和研究却起 始于本世纪 50 年代。目前全国有十余个省市已应用过石灰桩，应用范 围主要是多层民用建筑、部分工业厂房和个别 9 一 12 层高层建筑物的 地基加固，结构形式有砌体承重结构、框架结构和排架结构等。此外 ，石灰桩还用于烟囱、油罐、贮仓、设备基础的地基加固，以及基坑 围护、路基加固、市政管线工程和房屋托换工程中。 2019/4/27 地基处理技术 2 第十章 石灰桩法 （ 二）分类 1. 块灰灌入法 ( 亦称石灰桩法 ) 灰灌入法是采用钢套管成孔，然后在孔中灌入新鲜生石灰块， 或在生石灰块中掺入适量的水硬性掺合料粉煤灰和火山灰，一般的 经验配合比为 8 ： 2 或 7 ： 3 。 2. 粉灰搅拌法 ( 亦称石放幢法 ) 粉灰搅拌法是粉体喷射搅拌法的一种。 3. 石灰浆压力喷法法 石灰浆压力喷注法是压力注浆法的一种，它是采用压力将石灰 浆或石灰一粉煤灰浆喷注于地基的孔隙内或预先钻好的钻孔内，使 灰浆在地基土中扩散和硬凝，形成不透水的网状结构层，从而达到 加固目的。此法在国内应用少。 2019/4/27 地基处理技术 3 第十章 石灰桩法 （三）适用条件 石灰桩适用于杂填土、素填土、一般黏性土、淤泥质土和淤泥、湿 陷系数不大的黄土类土，以及透水性小的粉土，在解决盐土的盐胀和膨 胀土的胀缩性上也有尝试，但后者用的是搅拌法。石灰桩不适用于砂土 和透水性大的砂质粉土。是否选用石灰桩还需考虑一些别的因素。例如 杂填土中包含大量有机生活垃圾，或者软土的含水量过分高，用石灰桩 解决不了问题；当地下水渗流量很大或者含酸量过高时，石灰桩桩身的 形成和强度均受影响，也不宜使用石灰桩。在某些情况下，例如在渗透 系数较大的填土和透水量中等的夹薄透水层的粘土中，以及在雨季施工 时，应采取阻水和降水等措施。 2019/4/27 地基处理技术 4 第十章 石灰桩法 二、加 固 机 理 石灰桩的加固机理可从桩间土、桩身和复合地基三方面进行分析： （一）桩间土 1. 成孔挤密 石灰桩施工时是由振动钢管下沉而成孔，对桩间土产生挤压和排土 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，挤密效果愈好；地下水位以上的挤密效果比地下 水位以下为好。然而，对灵敏度高的饱和软粘土，成桩过程中非但不能 挤密桩间土．而且还会破坏土的结构，促使土的强度降低。室内模拟试 验测定表明．对于饱和软粘土，石灰桩成桩后地面隆起占总灌灰体积的 70 ％一 90 ％，加上侧向挤出，则成桩过程中桩对软粘土挤密效果更小。 2019/4/27 地基处理技术 5 第十章 石灰桩法 2. 膨胀挤密 石灰桩在成孔后混入生石灰便吸水膨胀，使桩间土产生强大的挤压 力，这对地下水位以下软黏土的挤密起主导作用。生石灰体积膨胀的主 要原因是固体崩解和孔隙体积增大、颗粒比表面积增大，表面附着物增 多，使固相颗粒体积也增大。体积膨胀与生石灰磨细度、水灰比、熟化 温度、有效钙含量和外部约束等有关。生石灰愈细，膨胀就愈小；熟化 温度高时体胀也大；有效钙含量高的石灰体胀大，外部约束小体胀大。 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增到 原来的 1.5-3.5 倍。 3. 脱水挤密 软粘土的含水量一般为 40 ％一 80 ％， 1kg 生石灰的消解反应要吸收 0.32kg 的水。同时，由于反应中放出大量热量提高了地基土的温度，实 测桩间土的湿度在 50 ℃以上，使土产生一定的汽化脱水。从而使土中含 水量下降，孔隙比减小，土颗粒靠拢挤密，在所加固区的地下水位也有 一定的下降。 2019/4/27 地基处理技术 6 第十章 石灰桩法 4. 胶凝作用 通过 x 射线衍射、化学分析、差热分析及电子显微照片