膨胀土路基石灰桩处理方法

1、第4章膨胀土路基石灰桩处理方法4.1石灰桩法在软弱地基中用机械成孔，填入固化剂的生石灰并加以压实形成桩体，利用 生石灰的吸水膨胀放热作用和土与石灰的离子交换反应凝硬反应等作用，改善周 围土体的物理力学性质，石灰桩和周围被改良的土体一起组成复合地基，达到地 基加固的目的。适用：软弱粘性土地基。根据钻孔柱状图可知，本设计需要的土层数据如下表4-1：表4-1 土的地质条件层数密度(g/cm3)每层的厚度(m)每层的承载力(kPa)土的性质第1层水位上1.9232.70150亚粘土第1层水位下1.9260.50150亚粘土第2层1.9371.32100亚粘土第3层1.9252.58140亚粘土第4层1

2、.6893.40100淤泥粘质土第5层1.8951.50150亚粘土第6层1.9271.80130亚粘土第7层1.8872.50110亚粘土第8层2.0353.80250亚粘土注：第九层及其以下各层的数据本设计不需要4.2设计基本要求填土高6m，顶面宽27.5m，底面宽36.5m，坡度为1： 1.5，长度为30m，地基 处理面积为1320m2。路基下的软土地基采用石灰桩进行加固处理，形成复合地基， 使之满足上部路基承载力和总体沉降的要求。设计要求为：复合地基承载力特征 值：/108kPa；软弱下卧层承载力满足要求p + p f ；复合地基工后总沉降 z cz z量：S -2-L d2正常区面积

3、为：因此，桩间土承载力为:A = 正常区面积为：因此，桩间土承载力为:A = A-U + A)= S S - 1.785d2(412) zp g 121f = ps + Az x1 u f =s kA A s kpk 11/2A + Auf (413)式中，k加强系数，k =1.31.6，此处取k =1.5；七成桩挤密系数，排水成孔时,=1；f 天然地基的承载力标准值(kP；);kA 石灰桩体的面积(m2)；pA处理范围内的桩土总面积(m2)。其它符号含义同前。代入数据可得A =0.1722m2，a =0.7951m2，f =1.089=1.089 f 由此可得到加桩的各层桩间土承载力的值如表

4、4-6所示。成k表4-6桩间土承载力(kPa)第1层水 位上第1层水 位下第2层第3层第4层163.35163.35108.90152.46108.90石灰桩复合地基承载力计算石灰桩复合地基承载力可按下式计算:f = mf+G - m)fs (414)=h + m(n - 1)f (415)式中，f 复合地基承载力标准值(kPa)；spkpkf 石灰桩体单桩承载力标准值(kPa)，由前几节的结果可知 ppkf = Rd/A = 59.515/0.1353 = 439.87kpa ；f 处理后桩间土承载力标准值(kPa)； s kn桩土应力比，取n=4 ；m石灰桩吸水膨胀后的面积置换率，m=0.

5、i226。上式估算复合地基承载力的关键是要较准确的确定出m、n、f等参数， sk最好是通过试验确定。由于无试验测得的数据，可按前几节所算得的结果进行计 算，其中m，=0.1226，n=4，f取处理后桩间土承载力最小的值f108.9kPa， 由式(4-14)可得复合地基承载力标准值f =0.1226x439.87+(1-0.1226)x108.9 kPa, sk由此可知复合地基承载力标准值f 108kPa，满足复合地基承载力要求。s k4.6.2下卧层承载力验算将复合地基视为双层地基，通过一个应力扩散角简单的求得未加固区顶面附 加压应力的数值，石灰桩复合地基下面存在未处理的软弱下卧层时，应验算软

6、弱 下卧层承载力。软弱下卧层的强度验算应按下式应力扩散角法进行计算：P + P f (416) z cz z 式中，p 软弱下卧层顶面处的附加应力值(kPa)； zp软弱下卧层顶面处土的自重压应力值(kPa)；f软弱下卧层顶面处经修正后地基承载力特征值(kPa)，此处取层底自重应力与该层的极限承载力之和。p用式(4-3)计算，p用式(4-1)计算，它们所得的结果如表4-7。Z,cz表4-7下卧层承载力验算层数p (kpa)p (kpa)p + p (kpa)f (kpa)zczzczz526.196112.63138.83262.63625.443125.48150.92255.48724.4

7、14141.47165.88251.47823.061162.71185.77412.71由表可知：P + P f，下卧层承载力满足要求。4.6.3沉降计算1.，的计算s =p (s + s ) (s =p (s + s ) (417)式中，s为复合地基最终竖向沉降量(cm)；s为复合土层的压缩沉降量(cm)；1s 桩端以下未处理下卧层的压缩变形量。2复合土层的压缩本身包括石灰桩和桩间土的共同作用。采用复合土层的综合)x l(p + )x l(p + p02 Esp(418)式中，p0 填土底面附加应力标准值(kPa)；p复合土层底面处的附加应力(kPa)； zl加固桩体的实际桩长(cm)；E

8、 复合土层的综合压缩模量(kPa)。 sp复合土层的综合压缩模量E可采用置换率加权的方法进行计算，即：E =1 + m(n - 1)E (419)式中，Es 上面五层土的桩间土压缩模量平均值f2MPa；sn桩土应力比，由试验确定，此处无实测资料，取n=4；m一桩的面积置换率，已算得m=0.1226。算得 E =7.114MPa，代入式(4-18)，得 s =1.168cm。2. s 2的计算下卧土层的压缩变形量s按一般的分层总和法计算。其中每一层的沉降量用公式 2(4-20)计算:(420) As = %_M x h21 + e ii1式中各符号的含义见第4.4节所示。由此可得每一层的沉降量。由前面的计算结果可知s2的值为第5、6、7、8层的加固前沉降的总和。得s2 =7.8cm。3.s的计算复合地基的沉降s用综合模量法按式(3-21)计算：s =9 (s + s )(421) 式中，9 $ 沉降计算经验修正系数，此处取9广1。12由前述二节的s =1.168cm和s =7.8cm即可得到s=8.968cm，满足s10cm，故沉降量满足工程要求。