關(guān)于深層石灰攪拌樁加固軟弱地基施工技術(shù)的分析

1、關(guān)于深層石灰攪拌樁加固軟弱地基施工技術(shù)的分析 摘要：深層石灰攪拌樁加固軟弱地基施工技術(shù)具有設(shè)備簡單、操作方便、經(jīng)濟(jì)效益明顯的特點(diǎn)，本文化探討了這項(xiàng)施工技術(shù)的一些施工原理及注意要點(diǎn)等內(nèi)容。 關(guān)鍵詞：深層石灰攪拌樁 軟弱地基加固 施工技術(shù) 中圖分類號：tu74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號： 應(yīng)用深層石灰攪拌法對淤泥質(zhì)粘土等軟弱地基進(jìn)行加固處理，會取得十分顯著的效果，在水工擋土墻、中小型水閘、中小型泵站、公路橋涵等結(jié)構(gòu)地基處理等方面收效甚大。在具體的施工過程中，石灰攪拌樁富于滲透性，對于排水固結(jié)亦有幫助，因此在很多領(lǐng)域都得到了極廣泛的應(yīng)用，通過其應(yīng)用我們能夠總結(jié)出一些技術(shù)性問題并加以細(xì)致探討。 一、深

2、層石灰攪拌樁加固軟弱地基施工原理 深層石灰攪拌樁指的是應(yīng)用人工手段與機(jī)械手段在土里面達(dá)到成孔結(jié)果，繼而灌進(jìn)石灰塊，或者是在其中加入其他活性材質(zhì)，經(jīng)過碾壓夯實(shí)后所產(chǎn)生的獨(dú)立樁體。深層石灰攪拌樁加固軟弱地基的施工原理可以細(xì)劃成物理加固法及化學(xué)加固法兩個類別，物理加固法涉及到吸水性能、膨脹性能與樁身置換等，物理加固完成時(shí)間通常都較短，在一般情況下7天之內(nèi)都能夠完成。這時(shí)樁身密度基本可以成型，在生石灰產(chǎn)生的膨脹作用力下，7至10天強(qiáng)度就基本可以滿足工程建設(shè)要求了。化學(xué)回固法會涉及到反應(yīng)熱性能、離子交換性能、凝膠性能等。針對石灰攪拌樁所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)通常速度會較慢，強(qiáng)度增長期可以延續(xù)到1年甚至更久?？傊?/p>

3、，石灰攪拌樁加固的作用原理是利用石灰的膨脹原理對周圍土質(zhì)進(jìn)行擠密，繼而在離子交換力及膠凝作用力的影響下，讓樁間土達(dá)到更高強(qiáng)度，與此同時(shí)，樁身的生石灰同活性摻和料共同作用，產(chǎn)生水化與膠凝反應(yīng)，讓樁身帶有最多可達(dá)1.0兆帕的抗壓強(qiáng)度。 二、深層石灰攪拌樁的施工方法 用石灰樁對地基進(jìn)行加固的方法有很多，按照具體的加固要求、現(xiàn)場土質(zhì)環(huán)境、機(jī)具供應(yīng)能力等，可以分別選擇振動式成樁法、錘擊式成樁法、旋轉(zhuǎn)鉆式成樁法等工藝，在這里只簡單介紹旋轉(zhuǎn)鉆式成樁法。方法應(yīng)當(dāng)分兩步進(jìn)行，第一是先正轉(zhuǎn)，把一部分的樁間土帶離地面，讓一部分土擠到樁孔壁內(nèi)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)鉆桿滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)深度之后，將鉆提出，檢查成孔情況，同時(shí)去掉鉆桿泥土

4、。第二是反方向旋轉(zhuǎn)退出，以壓縮空氣法把生石灰用攪拌器上部孔洞帶到土里，當(dāng)鉆尖抬到距離地面1.5米的高度時(shí)，停止供應(yīng)填料并以灰土封頂。在施工時(shí)，要由專門人員負(fù)責(zé)監(jiān)督測量成孔與回填料質(zhì)量，并且準(zhǔn)確記錄。如果發(fā)現(xiàn)地基本身土質(zhì)同勘察資料不相匹配，則要檢查好情況再采取合理措施進(jìn)行處理再繼續(xù)施工。 三、石灰劑量、軟土地基水量同攪拌樁強(qiáng)度關(guān)系 （一）石灰劑量同攪拌樁強(qiáng)度關(guān)系。 如果生石灰的含量一致，土類不同會讓抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生顯著差異，通過室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫乇砻鳎?、如果生石灰的量為8至16時(shí)，石灰攪拌樁會依然處在原有土壤特性中不變；2、所有性質(zhì)的石灰都有其特定的滲入?yún)^(qū)間，超過這一區(qū)間范圍，就無法得到合理的加固

5、效果。石灰自身膨脹水平與石灰投入量成正比例關(guān)系，而膨脹應(yīng)力還同生石灰中的氧化鈣含量產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，另外約束力大小、約束力方向、石灰熟化速度都會影響到膨脹應(yīng)力。如果采取氧化鈣含量超過80的生石灰，則其能夠在接近完全受約束的環(huán)境下產(chǎn)生熟化，軸向膨脹力可以可達(dá)11.0兆帕甚至更多。四周約束環(huán)境的緩解會使軸向膨脹力減小，膨脹力已經(jīng)轉(zhuǎn)變成周圍土壤位能而使整體環(huán)境趨向平衡?？傊?，對于軟土地基來說，如果生石灰的使用量超過極值，它的約束力則無法防止石灰攪拌樁出現(xiàn)，膨脹力會在一定范圍內(nèi)向外傳播。 （二）軟土地基水量同攪拌樁強(qiáng)度關(guān)系。 深層石灰攪拌樁強(qiáng)度如何，同軟土地基水量關(guān)聯(lián)很密切，生石灰向熟石灰轉(zhuǎn)化，并且繼續(xù)進(jìn)行水

6、化作用，整個過程都會吸收軟土里面的水分。所以一定要有極充分的水分保證石灰發(fā)生水化作用，不然難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度要求，而水分供應(yīng)卻不能太多，太多則無法讓處在飽和形式下的軟土由于脫水轉(zhuǎn)化成為三相狀態(tài)，地基軟土里面的空氣也無法給碳酸反應(yīng)供應(yīng)二足量的二氧化碳。只有水分供應(yīng)適中，才能讓灰土反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)度合適的的膠結(jié)物質(zhì)，并達(dá)到合格的強(qiáng)度要求。因?yàn)槭覕嚢铇独锩娴乃衷谑壹訌?qiáng)過程中卻造成損耗，灰土里面的水分保有量可能大幅度降低，這甚至?xí)屘幱诹鲃訝顟B(tài)下的灰土變成硬塑狀態(tài)，從而極大地提升石灰強(qiáng)度。 四、石灰攪拌樁身排水固結(jié)功能與復(fù)合地基作用 （一）石灰攪拌樁的排水固結(jié)功能 因?yàn)閿嚢铇侗旧硎褂昧藵B透功能優(yōu)越的摻合

7、料，因?yàn)榕浜媳鹊牟煌?，其滲透參數(shù)會在4.05103cm每秒至6.15105cm每秒之間變化，一般相當(dāng)于粉細(xì)砂程度，比普通粘性土的滲透參數(shù)要大數(shù)十倍，這就足以證明石灰樁體的良好排水作用。經(jīng)過分析，石灰樁體擁有1.41.8的超大孔隙比優(yōu)勢，而且成顆粒較大，這也從另外一個角度說明了樁體滲透的良好性能。 石灰樁的樁直徑一般在50cm至60cm，其水平間排水路徑小，像比較常見的50cm樁徑，按照正方形方法布置，膨脹以后的樁直徑會達(dá)到55cm左右，排水路徑也僅有45cm，對于樁間土壤排水固結(jié)極為有利。 （二）石灰攪拌樁的復(fù)合地基作用 生石灰對軟弱地基進(jìn)行加固之后，未經(jīng)加固的地基土便成為復(fù)合式地基，復(fù)合地基

8、在各個受力時(shí)期，均會受到變形控制，所以它的承載力實(shí)質(zhì)上同變形問題息息相關(guān)。復(fù)合地基能夠允許變形的標(biāo)準(zhǔn)同天然地基別無二致，通過相關(guān)的載荷試驗(yàn)予以分析，能夠發(fā)現(xiàn)，石灰樁形成的復(fù)合地基，其比例界限以處在0.015至0.02之間的居多，如果實(shí)際何在接近承載力標(biāo)準(zhǔn)值，那么土壤實(shí)際接觸壓力會比天然土攘的承載壓力大，卻會小于加固樁間土荷承載壓力，出現(xiàn)這種結(jié)果的原因是攪拌樁的存在。雖則土壤接觸壓力會比加固樁間土承載力小，可是土下面的應(yīng)力依然會大于接觸壓力，這也說明了加固處理過的樁間土能夠發(fā)揮出一定的承載作用。 六、深層石灰攪拌樁的應(yīng)用角度 石灰攪拌樁標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度需要依靠石灰同土間發(fā)生的物理與化學(xué)反應(yīng)才能產(chǎn)生，土質(zhì)

9、不同，加固效果自然會有區(qū)別，石灰攪拌樁在加固雜填土、淤泥、素填土、淤泥等軟土地基上都很有效，按照當(dāng)前我國施工工藝水平與加固經(jīng)驗(yàn)，石灰攪拌樁在深度要求不能超過15m。而如果細(xì)致區(qū)分，石灰攪拌樁本身所具有的提升軟土地基荷載力、防止沉降量增加、增強(qiáng)土質(zhì)穩(wěn)定性等優(yōu)勢，可以分別用于以下工程，其一是用于10m以下水工擋土墻或防洪墻等軟土地基建筑物；其二用于中小型水閘、中小型泵站軟土地基建筑物，特別是對一些穿堤建筑物的地基加固，首選攪拌樁復(fù)合地基處理方式，有利于堤身段的防滲；其三是如果工程施工經(jīng)驗(yàn)豐富，也可以應(yīng)用到軟土地區(qū)大跨度獨(dú)立建筑物；其四是能夠應(yīng)用到設(shè)備基礎(chǔ)或者房屋建筑等深基礎(chǔ)；其五是能夠應(yīng)用于跨河道的公路橋橋臺、公路涵等軟土地基建筑物。 總結(jié)： 應(yīng)用深層石灰攪拌法對淤泥質(zhì)粘土等軟弱地基進(jìn)行加固處理，會取得十分顯著的效果，在水工擋土墻、中小型水閘、中小型泵站、公路橋涵等結(jié)構(gòu)地基處理等方面收效甚大。在具體的施工過程中，石灰攪拌樁富于滲透性，對于排水固結(jié)亦有幫助，經(jīng)過此種方法處理的復(fù)合地基中含水量會明顯減少，增強(qiáng)了粘聚力，提高地基承載力。施工時(shí)的一個要點(diǎn)是：由于石灰樁強(qiáng)度受時(shí)間影響很大，因此安排施工要盡量提前進(jìn)行。 參考文獻(xiàn)： 1 柳厚祥.石灰攪拌樁加固碼頭岸坡軟土地基的沉降分析j.水運(yùn)工程，2008（10）. 2 白新斌.淺析石