石灰桩法地基加固讲义课件内容丰富

第八章石灰桩法定义发展历史分类加固机理设计施工检验1定义：指采用机械或人工方法在地基中成孔，然后灌入生石灰或按一定比例加入粉煤灰、炉渣、火山灰等掺和料及少量外加剂的生石灰混合料，并进行振密或夯实而形成的石灰桩桩体，该桩体与经过改良后的桩周土共同承担上部建筑物载荷。

属复合地基中的低粘结强度的柔性桩石灰桩法1加固机理和适用范围21加固机理和适用范围石灰桩法发展历史

我国将石灰作为建筑材料利用，始于距今五、六千年前的仰韶文化时期。西方最早的石灰窖大约建于公元前2000年，几乎所有古代文明的民族都懂得烧制石灰。用石灰加固软弱地基至少有2000年的历史，但直到上世纪中叶，不论在我国还是国外，大多属于表层或浅层处理，例如用3:7或2:8的灰土夯实作为路基和房基；或将生石灰直接投入软土层，用木夯夯实，使土挤密、干燥和变硬。由此，发展到用木槌在土中冲孔，在土中投入生石灰块，经吸水膨胀形成桩体，其深度一般在300～500mm。31加固机理和适用范围石灰桩法发展历史

我国与1953年开始对石灰桩进行了研究，当时天津大学与天津市等单位对生石灰的基本性质、加固机理、设计和施工等方面进行了系统的研究，由于当时的条件，施工系手工操作，桩径仅100～200mm，长度仅2m，又因为发现桩中心软弱等问题，所以工作未能继续。1975年～1980年间，北京铁路局勘测设计所、同济大学等单位进行了石灰桩与其它加固方法对比试验研究，证明了石灰桩的良好加固效果。41加固机理和适用范围石灰桩法发展历史

直到1981年后，江苏省建筑设计院对东南沿海的大面积软土地基采用生石灰与粉煤灰掺和料进行加固，仅南京市采用生石灰桩加固了50余幢房屋的软土地基，加固面积达3万m2，取得了较好的经济技术效果；其后浙江省建筑科学研究所与湖北省建筑科学研究院等单位相继展开了试验研究和工程实践应用，都作出了卓有成就的工作。51加固机理和适用范围石灰桩法发展历史

在国外，60年代期间，德、美、英、法、原苏联、日、瑞典、澳大利亚等国纷纷开展石灰加固软基的研究和应用，现代化机械施工加大了桩长的应用，拓宽了应用领域。61加固机理和适用范围石灰桩法种类1.块灰灌入法（亦称石灰桩法）采用钢套管成孔，在孔内灌入新鲜生石灰块，或在石灰块中掺入适量的水硬性掺和料粉煤灰和火山灰，配合比一般为8:2或7:3。在拔管的同时进行振密和挤密。利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，此时生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用，使桩四周土体的含水量降低、孔隙减小，土体挤密和桩体硬化。71加固英机理栽和适亮用范聋围石灰照桩法种类2.粉灰确搅拌沿法（槽亦称唐石灰疏柱法扫）是粉腰体喷暖射搅质拌法土中的真一种氧。原怜料为石灰斧粉，通恭过特捐制的肃搅拌芽机械闭将石劫灰粉杂加固翠料与塑原位活软土捡搅拌疾均匀余，促饺使软胞土硬垦结，义形成论石灰捧（土诞）桩返。83.石灰秤浆压材力喷念注法压力伐注浆嫁法的筐一种萌，用化压力遭将石灰昂浆或宗石灰察和粉暑煤灰钓浆喷注纤于地政基的台孔隙酸或预剥先钻雾好的慈钻孔筐内，爸使灰霸浆在端地基恒中扩佛散或斤硬凝蚀形成伸不透袜水的亲网状头结构富层。用于午处理纲膨胀僚土，始加固从堤岸鄙岸坡责，整搬治易势于下卫沉的未铁路令路基刷。91加固藏机理世和适嘱用范恭围石灰匹桩法加固裹机理1.置换酿作用2.吸水允、升用温使护桩间随土强垮度提接高胶凝师、离借子交箩换和挥钙化堂作用与使桩首周土锐强度远提高挤密享作用排水庸固结排作用加固峡层的电减载匹作用101加固鸦机理怎和适滨用范仅围石灰桃桩法1.置换尤作用由于披石灰律桩桩判体具趣有桩近间土侦更大时的强迫度（顽抗压倚强度麻约0.护5~灵1M身Pa），午通过拘这种打置换馋作用究，形荡成复补合地厨基，夺从而蹈达到奖提高往地基朽承载扑力和卖减小啄沉降津的目锅的。111加固腊机理帅和适洁用范烛围石灰县桩法2.吸水枣、升川温使衫桩间屋土强菜度提肚高软粘关土的齐含水枣量一护般为40％～80％，1K乘g生石锦灰的猜消化稳反应迅要吸调收0.解8~纳0.顷9Kg的水话，同广时在键理论木上将脊放出11休72己kJ的热径量。我国茶加掺午和料快的石归灰桩活，桩银内温视度最奸高到20染0～40劳0摄氏呢度。茎桩间涂土的框温度聚升高武滞后闷于桩党体，霞在正考常情域况下栏，桩蒸间土启的温碌度最蔑高可忧达40～50度，羊其土躬体产杰生一累定的领气化革脱水黎。吸水誓和升淘温脱笋水，茂从而昼使土助体含戚水量纹下降毫，土泄体产酒生固峡结，吸孔隙抢减小危，土项体颗忘粒靠晕拢挤判密，矮加固缎区的期地下恼水位锋也有寨一定冷的下今降。躺桩间啄土的杀抗剪邀强度户得到高提高莲。121加固鸦机理魄和适巾用范猾围石灰恭桩法3.胶凝旁、离挑子交请换和打钙化他作用禽使桩翻周土胖强度果提高石灰绵桩与拜桩间盗土之砍间能膜够产暂生离岛子交圆换。生石旷灰吸所水生临成的Ca倚(O佳H)2一部校分与温土中交二氧亲化硅霞和氧爬化铝甚长生饶反应矿，生培成水治化硅酸敌钙、抢水化问铝酸庙钙等。水化正物对湾土体拌颗粒荡起胶词结作召用，枪使土馒聚集主体积剪增大趁，并皱趋于游紧密诊。加固艇土体坊粘粒叹含量坦减少耗，说梁明颗比粒胶界结根抛本上痕变了锈土的碰结构倒，石极灰桩河体与巧四周鱼土体惭接触薄处形叙成硬壳尚体，提决高了割土的支强度旬。且千随着炎龄期欢增加般，强昂度也凭会逐尾渐提旁高。131加固院机理席和适葵用范它围石灰状桩法1）成仁桩挤榴密作馆用石灰降桩施颂工时咽是由誓振动忠钢管仍下沉膨成孔箱，使连桩间赠土产贵生挤仗压和婶排土辣作用白，其版挤密怀效果盖与土厦质、痕上覆呼压力辜及地灾下水虾状况甩等有淡密切稠关联蜡。一扣般地强基土县的渗透许性愈大陶，打沫桩挤怀密效僚果越边好；脊挤密篮效果膝地下程水位细以上跟比以绩下的禽要好奖。2）膨窝胀挤万密作择用石灰郊桩在营成孔揪后贯欧入生聋石灰片便吸告水膨夹胀，骄使桩沈间土冻收到跪强大保的挤压尼力，这策对地裹下水配位一碰下软塔粘土第的挤召密起靠主导秩作用润。测刘试结溪果表夏明：晃根据疲生石绒灰质超量高吓低，姐在自寺然状册态下逢熟化累后其锯体积陕可增退加1.眯5～3.誓5倍，次即体贝膨胀萄系数秘为1.唇5～3.面5。4.挤密社作用141加固窄机理泰和适维用范轰围石灰衬桩法5.排水站固结学作用试验念分析泽结果慎表明旁，石控灰桩的桩体情的渗陶透系李数一查般为10-5～10-3cm滴/s，亦磨相当欲于细胶砂。渣由于筝其桩惯间距皮较小志（一撑般为2～3倍桩烛径）殊，水诊平排庸水路旱径很家短，境具有粱较好匠的排岸水固刺结作仆用。无从建猎筑物谣沉降待记录元表明呈，建校筑竣膝工开芒始，巾其沉评降已裹基本吨稳定正。151加固探机理做和适铸用范凑围石灰努桩法6.加固廊层的杜减载堂作用石灰象桩的宏密度邪为8k赌N/纳m，显乡丰著小裁于土旧的密冶度，拔即使牙桩体制饱和包后，毙其密迎度也雾小于邀土的孩天然扩密度时。当累采用宪排土散成桩歉时，羽加固长层的柿自重涨减小忙，作俯用在州下卧园层的扒自重超应力站显著绝减小狼，即库减小田了下什卧层暴顶面抄的附加菌应力。采用畅不排妥土成声桩时劝，对烛于杂杆填土棋和砂汁类土馋等，篇由于坑成孔纷挤密反了桩立间土延，加序固层极的重唇量变潮化不戏大。脱对于轰饱和王粘性扮土，旨成孔哗时土世体将穗隆起圆或侧拼向挤危出，拜加固葡层的狠减载军作用多仍可孔考虑释。16石灰倡桩法1.桩孔窃直径味的选览用2.填料驶选用3.桩位担布置攻和桩载距设躲计4.桩长台设计5.垫层6.布桩唯范围尿的确选定7.承载婚力计冈算2设计2设计172设计石灰印桩法桩孔威直径农根据因工程书地基趋条件沸和采植用的锯施工关方法止和机霸具确校定，摊一般描选用30早0~旨50势0mm。1.桩孔尖直径段的选裕用2.填料铅选用石灰蛛桩的稻材料吹以生诵石灰册为主财，生鸭石灰武选用锄现烧迟的并脚过筛叉，粒催径一无般为50侧mm以下疾，含英粉量宫不得咬超过错总重竭量的20％，Ca弯O含量华不低老于70％，雕其中浇夹石络或其戏他杂奴物不驱大于5％。掺和笑料优趟先选匀用粉煤层灰、中火山糟灰、澡炉渣等工睁业废糕料、洋生石狱灰与寸掺和喂料的沉配合马比宜艘根据保地质倍情况泥确定租，生矩石灰廊与掺唇和料际的体泛积比漂可选帝用1:捉1或1:俗2，对轨于淤铃泥、蚁淤泥屈质土悄等软仿土可尽适当钥增加当生石消灰用趋量，赖桩顶剖附近辩生石祥灰用列量不冠宜过耀大。谨当掺筋石膏奴和水排泥时软，掺封加量绍为生汇石灰永的3%架~1火0%。182设计石灰若桩法3.桩位守布置扎和桩动间距句设计桩位壶布置盒：一般久选用游等边肥三角彻形布疫置，疼也可施采用妖正方志形或果矩形五布置拒。桩贯间距覆一般野选用杂桩孔啦直径乎的2.杆5~国3.底5倍。贡具体纲尺寸经应该壳根据射复合杀地基近承载黄力公的式来拒计算唱。复挂合地妻基极洽限承泥载力押的表读达式喝为：式中榜：pcf为复万合地谣基极纷限承妇载力肯；Ppf为石须灰桩锹极限勤承载猫力，顶由现栽场试雄验确坊定选饥用值宅；λ为桩雾间土撑强度衡发挥胜程度栏。Psf为桩间剧土极哄限承始载力筐，由钥试验砌确定漠选用偷值。（1）192设计石灰饼桩法3.桩位鸡布置围和桩蒜间距述设计对于袭等边以三角叫形，泽复合过地基撞置换炒率m表达芒式为弓：式中根：L-寒--桩孔嚷中心劳距；d-症--泼-桩孔锻直径纠；（2）202设计石灰掌桩法3.桩位勺布置适和桩为间距当设计可得感到等图边三臭角形约布置恳的桩冲孔间亿距S，为类似著，对看于正灵方形伸布置盒的桩枕孔间拢距S，为值得陪注意苹的是骗：石木灰桩钥桩间织距与作桩间劣土强食度有冻关。谁随着把桩间判距增司大，闻由于盐桩体数的物棋理化恼学作棒用引腿起的群桩间物土强讲度的固提高若减弱榴，桩籍间土碧强度风降低燥。在祥式（1）的盖应用助中应垒该考拆虑这绑一点凉。212设计石灰舒桩法4.桩长档设计桩的费长度吧取决卡与石摧灰桩组的加脂固目罢的和萍上部语结构号的条冲件（1）如辉果加仪固目掌的是泊为了河形成烟一个仗压缩不小的垫层，则醉桩长稍可较亲小，阿一般记可取2～4m。洛阳亩铲成孔拐时不罢宜超淋过6m；机内械成初孔外喇投料旁时，兰桩长桃不宜务超过8m；螺旋蛛钻成孔述及管抢内投超料时廊可适食当增秀加。（2）若州加固骨目的如是为娘了减天少沉智降，欧则就释需要盈较长出的桩娇。如薯果为夏了解硬决深生层滑成动问街题，沙也需尺要较袜长的摄桩，肥保证腾桩身社穿过耀滑动吨面。（3）根劳据加雄固区倘下卧济层承再载力雄要求宴和建卫筑物爹沉降槐来确笨定（4）取毁决于勾施工摧机具邮及施寸工工义艺水姐平，杜一般加小于8m。22式中pz－加待固区勤下卧源层顶熊面处占附加琴压力乳（kP晶a）pcz－加匪固区阳下卧掉层顶酷面处扶自重则压力锈（kP筐a）faz－加面固区些下卧糠层顶吸面经辟深度俭修正产后的黎地基兼承载坏力特泉征值坊（kP慕a），牺宜通习过试杜验确存定。下卧僵土层怀承载碍力：2设计石灰刑桩法23式中Ec－复往合地愈基压恩缩模甘量；m－复兵合地壁基置脱换率驾；Ep－石公灰桩平桩体索压缩舞模量首；Es－桩死间土垒压缩息模量登。建筑抚物沉捏降量区控制妙：2设计石灰求桩法24（1）当律地基标需要种排水乞通道芽时，样可在壳桩顶朋以上沸设20湖0～30羡0m俘m厚的宅砂石鹅垫层皂。因为咳石灰失桩属付可压陷缩性拌桩，暑一般庙情况缝桩顶烂可不瞧设垫光层。布其渗对透系绵数一摧般为10-5～10-3cm蒜/s，可吧作为全排水新通道材。（2）石剃灰桩弄宜留50厦0m合m，以夏上的误孔口欣高度术，并耐用含累水量混适当研的粘汗性土河封口好，封埋口材沟料务四必夯任实。2设计石灰陪桩法5.垫层石灰网桩加莲固范阶围宜积大于贼基础添宽度仍，当圣大面恳积满愚堂布壮桩时秃，一昼般在性基础敢外缘蚕增布1~穷2排石灰皂桩。6.布桩撞范围钳的确掌定25（1）复删合地颠基承纯载力比特征闸值不闹宜超走过16卫0M怪Pa，当趋土质昨较好肝且采症取保坡证桩予身强依度的淋措施境时，引经过独试验废后可粥适当寻提高选。（2）其浪复合姐地基茂承载返力特喇征值蹄应通尿过单谎桩或男多桩每复合森地基碗载荷物试验隆确定茫。（3）初们步设够计时侨可按守一般缘瑞散体亏材料态桩的源复合外地基筐承载泽力公要式估赞算：2设计石灰链桩法7.承载蔬力计屑算263施工石灰挑桩法3施工在地怜基中瓜设置妈石灰昌桩通量常有4种方可法：（1）沉纯管法陷成孔振提管独投料元压实讽法；（2）沉参管法炼成孔坐投料骑提管酿压实纤法；（3）挖胃孔填甲料夯抽实法对；（4）长委螺旋闲钻施倦工法该。273施工石灰岗桩法（1）沉应管法替成孔捉提管烂投料汗压实围法是采敲用沉肆管打威桩机杀在地档基中廉沉管惑成孔著，然干后提场管-填料-压实-再提政管-再填储料-再压秆实，豆重复哭直至删成桩下，再父填土缴封口贝压实建。封室口土底体高衬度不看宜小酒于0.镜5m。孔混口封车土高滥度应冷高于趋地面柏，防滑止地垃面水迎浸泡败桩顶挂。施载工过忠程中啄要避亲免塌孔每和缩需孔，故释一次伏提升藏高度1.葡5m左右以。283施工石灰夜桩法（2）沉游管法闯成孔街投料焰提管解压实奶法是采暴用沉绵管打接桩机痒在地习基中插沉管厨成孔休后，宽先向柔管内娇填料-再拔哨管-压实短，再忆填料-拔管-压实捐，重齿复直揉至成司桩，昼再填爆土封致口压敞实。雁施工战过程舞中要股避免趴堵管沾。该条方法平适用海于地嘴下水钱位较彼