挤密桩法之：石灰桩法设计与施工(精)

地基处理主讲人：张力霆（教授）石家庄铁道大学挤密桩法之：石灰桩的设计与施工（1）桩孔直径的选用（2）填料选用（3）桩位布置和桩距设计（4）桩长设计（5）垫层（6）布桩范围的确定（7）承载力计算1、石灰桩的设计内容地基处理

桩孔直径根据工程地基条件和采用的施工方法和机具确定，一般选用300~500mm。（1）桩孔直径的选用（2）填料选用

石灰桩的材料以生石灰为主，生石灰选用现烧的并过筛，粒径一般为50mm以下，含粉量不得超过总重量的20％，CaO含量不低于70％，其中夹石或其他杂物不大于5％。掺和料优先选用粉煤灰、火山灰、炉渣等工业废料、生石灰与掺和料的配合比宜根据地质情况确定，生石灰与掺和料的体积比可选用1：1或1：2，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，掺加量为生石灰的3%~10%。地基处理（3）桩位布置和桩间距设计

桩位布置：一般选用等边三角形布置，也可采用正方形或矩形布置。桩间距一般选用桩孔直径的2.5~3.5倍。具体尺寸应该根据复合地基承载力公式来计算。复合地基极限承载力的表达式式中：pcf为复合地基极限承载力；

Ppf为石灰桩极限承载力，由现场试验确定选用值；

λ为桩间土强度发挥程度。

Psf为桩间土极限承载力，由试验确定选用值。

（1）地基处理对于等边三角形，复合地基置换率m表达式为：式中：S----桩孔中心距；

d----桩孔直径；（2）地基处理（3）桩位布置和桩间距设计(1)

将m代入（1）式，可得到等边三角形布置的桩孔间距S，为

类似，对于正方形布置的桩孔间距S，为

值得注意的是：石灰桩桩间距与桩间土强度有关。随着桩间距增大，由于桩体的物理化学作用引起的桩间土强度的提高减弱，桩间土强度降低。在式（1）的应用中应该考虑这一点。地基处理（3）桩位布置和桩间距设计(2)（4）桩长设计

桩的长度取决与石灰桩的加固目的和上部结构的条件：（1）如果加固目的是为了形成一个压缩小的垫层，则桩长可较小，一般可取2～4m。洛阳铲成孔时不宜超过6m；机械成孔外投料时，桩长不宜超过8m；螺旋钻成孔及管内投料时可适当增加。（2）若加固目的是为了减少沉降，则就需要较长的桩。如果为了解决深层滑动问题，也需要较长的桩，保证桩身穿过滑动面。（3）根据加固区下卧层承载力要求和建筑物沉降来确定。（4）取决于施工机具及施工工艺水平，一般小于8m。地基处理式中pz－加固区下卧层顶面处附加压力（kPa）

pcz－加固区下卧层顶面处自重压力（kPa）

faz－加固区下卧层顶面经深度修正后的地基承载力

特征值（kPa），宜通过试验确定。

下卧土层承载力：地基处理式中Ec－复合地基压缩模量；

m－复合地基置换率；

Ep－石灰桩桩体压缩模量；

Es

－桩间土压缩模量。

建筑物沉降量控制：地基处理1）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。因为石灰桩属可压缩性桩，一般情况桩顶可不设垫层。其渗透系数一般为10-5～10-3cm/s，可作为排水通道。

2）石灰桩宜留500mm以上的孔口高度，并用含水量适当的粘性土封口，封口材料务必夯实。（5）垫层

石灰桩加固范围宜大于基础宽度，当大面积满堂布桩时，一般在基础外缘增布1~2排石灰桩。（6）布桩范围的确定地基处理1）复合地基承载力特征值不宜超过160kPa，当土质较好且采取保证桩身强度的措施时，经过试验后可适当提高。

2）其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。

3）初步设计时可按一般散体材料桩的复合地基承载力公式估算：（7）承载力计算地基处理在地基中设置石灰桩通常有4种方法：（1）沉管法成孔提管投料压实法；（2）沉管法成孔投料提管压实法；（3）挖孔填料夯实法；（4）长螺旋钻施工法。地基处理2、石灰桩的施工内容（1）沉管法成孔提管投料压实法

是采用沉管打桩机在地基中沉管成孔，然后提管-填料-压实-再提管-再填料-再压实，重复直至成桩，再填土封口压实。封口土体高度不宜小于0.5m。孔口封土高度应高于地面，防止地面水浸泡桩顶。施工过程中要避免塌孔和缩孔，故一次提升高度1.5m左右。

地基处理（2）沉管法成孔投料提管压实法

是采用沉管打桩机在地基中沉管成孔后，先向管内填料-再拔管-压实，再填料-拔管-压实，重复直至成桩，再填土封口压实。施工过程中要避免堵管。该方法适用于地下水位较高的软粘土地区。

地基处理（3）挖孔填料夯实法

挖孔填料夯实法主要是指采用特制的洛阳铲，人工挖土成孔，再分层填料夯实，并填土封口。

地基处理（4）长螺旋钻施工法

是采用长螺旋钻机将钻杆钻至设计深度后提钻，取土成孔，然后再将钻杆插入孔内，反转将填放到孔口的石灰桩填料送入孔内，在反转过程中钻杆螺片将桩填料压实，最后封口压实。