最新 地基处理方法石灰桩法
第4章 膨胀土路基石灰桩处理方法
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 第1层水位下 第2层 第3层 第4层 第5层 第6层 第7层 第8层1.923 1.926 1.937 1.925 1.689 1.895 1.927 1.8872.0352.70 0.50 1.32 2.583.40 1.50 1.80 2.50 3.80150 150 100 140 100 150 130 110 250亚粘土 亚粘土 亚粘土 亚粘土 淤泥粘质土 亚粘土 亚粘土 亚粘土 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：ƒ>108kPa ；软弱下卧层承载力满足要求z cz z f p p ≤+；复合地基工后总沉降量：S<10cm [16]。
4.3 极限高度的计算土的单位体积重量即重度按下式计算：ργ⨯=g ，ρ为土的密度，为重力加速度，取9.8s m 。
计算每层土的自重q 为：h r q ⨯=（4—1）式中，——土层的厚度；γ——土的重度，其中，当地下水位以上部分采用原状土的重度(第一层水g hΔσ=Δσ位上)；地下水位以下的部分采用土的浮重度(第一层水位下及其以下所有的层)，浮重度为土的饱和重度减去水的重度。
地基处理技术石灰桩法
地基处理技术石灰桩法
(1)石灰桩法适用于处理饱和勃性土、淤泥、搬泥质土、素填土和杂填土等地基;用于地下水位以上的上层时，宜增加掺合料的含水量并减少生石灰用量，或采取上层浸*等措施。
(2) 石灰桩的主要固化剂为生石灰，掺合料宜优先选用粉煤灰、火山灰、炉渣等工业废料。
生石灰与掺合料的配合比宜根据地质情况确定，生石灰与掺合料的体积比可选用1:1或1:2，对于淤泥、淤泥质士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，掺加量为生石灰用量的3% 10%。
(3)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。
(4)石灰桩宜留500mm 以上的孔口高度，并用含水量适当的黠性士封口，封口材料
必须穷实，封口标高应略高于原地面。
石灰桩桩顶施工标高应高出设计桩顶标高lOOmm 以上。
(5)洛阳铲成孔桩长不宜超过6mm 机械成孔管外投料时，桩长不宜超过8mm 螺旋钻
成孔及管内投料时可适当加长。
地基处理 石灰桩
三、桩距
复合地基加固后的桩距小些，但应避免过小造成地面隆起。 石灰桩参考桩距 土类 淤泥和淤泥质 较差的填土 较好的填土和一般粘性土 桩距/ 桩距/桩经 2~3.5 3~4 <=5
四、桩长
1、变形要求高的建筑，桩宜达到计算压缩层的底部。 变形要求高的建筑，桩宜达到计算压缩层的底部。 满足软弱下卧层承载力要求， 2、满足软弱下卧层承载力要求，地基沉降控制在容许范 围以内。 围以内。
β = 0 .785
S r 土的饱和度
（2）求加固后的含水量 w′
e′⋅ S w ′ = d s
r
ds
相对密度
由加固后桩间平均含水量w’和孔隙比e’，换算成液性指数 和孔隙比 等物理指标，查现行规范求得。 等物理指标，查现行规范求得。
2、先求脱水量（方法二） （1）桩间土脱水量 1）生石灰的吸水当量和膨胀量计算（适用于一般粘性土）
三节质量检验
一、桩身
1、挖桩检验和桩身取样 2、静力触探、轻便触探、标贯 3、载荷试验
二、桩间土检验： 桩间土检验：
静力触探、轻便触探、标贯、旁压试验、十字板、钻孔取样
三、复合地基检验：载荷试验 复合地基检验：
承压板面积等于单桩承担加固面积
五、复合地基承载力计算
fsp,k = m′ ⋅ f p,k + (1− m′) fs′,k 或 f sp,k = [1+ m′(n −1)]⋅ f s′,k
f s′, k 加固后桩周土承载力标准值
n =3~ 5
（一）桩身强度 由单桩静荷载试验或静力触探试验确定，初步设计取
f p,k = 300 ~ 450kpa 土质好的取高值，土质差的取低值。
3、胶凝及离子交换作用 生石灰水化反应过程中产生的二价钙离子（ 生石灰水化反应过程中产生的二价钙离子（Ca2+）与扩散双 电子层中的一价离子Na+、k+发生离子交换作用，交换结果 电子层中的一价离子Na 使扩散双电子层变薄，粘土颗粒间结合力增强形成团粒结构， 使扩散双电子层变薄，粘土颗粒间结合力增强形成团粒结构， 从而使土塑性降低，抗剪强度提高， 从而使土塑性降低，抗剪强度提高，在石灰桩周围形成一层 10cm厚的硬壳层 厚的硬壳层。 2～10cm厚的硬壳层。 （二）桩身 生石灰桩具有一定的 强度和刚度，可以提 强度和刚度， 高地基的承载力和改 善地基的变形特征。 善地基的变形特征。
石灰桩法
第5章石灰桩法5.1概述石灰桩是指采用机械或人工方法在地基中成孔，然后灌入生石灰块或按一定比例加入粉煤灰、炉渣、火山灰等掺合料及少量外加剂进行振密或夯实而形成的桩体，石灰桩与经改良的桩周土共同组成石灰桩复合地基以支承上部建筑物。
石灰桩法适用于加固杂填土、素填土、淤泥、淤泥质土和粘性土地基，对素填土、淤泥、淤泥质土的加固效果尤为显著。
有经验时也可用于粉土地基。
加固深度从几米到十几米。
不适用于地下水以下的砂类土。
5.2 加固机理1.桩间土(1)成桩挤密主要发生在不排土成桩工艺之中。
对土的挤密效果随不排土工艺和成桩夯实桩料的情况，桩径和桩距不同而不同，挤密效果还与土质、土覆压力及地下水状况有密切关系。
成孔及成桩的挤压可以提高一般黏性土和粉土的承载力，大体上为原土强度的1. 1~ 1. 5倍。
对于杂填土，不排土的成孔工艺有显著的挤密效果。
对于灵敏度高的饱和软粘土(包括淤泥)，成桩中不能挤密桩间土，而且还破坏了土的结构，强度下降。
作为浅层加固的石灰桩，由于被加固土层的上覆压力不大，且有隆起现象，成桩过程中的挤密效应不大。
对一般黏性土，粉土，可考虑1. 1左右的加强系数。
而杂填土和含水量适当的素填土（砂）应根据现场测试结果确定。
对饱和软黏土和淤泥则不考虑。
(2)膨胀挤密生石灰体积膨胀的主要原因是固体崩解空隙体积增大，颗粒比表面积增大，附着物增多，使固相颗粒体积也增大。
在自然状态下熟化后其体积增到1. 5~3. 5倍。
(3)高温效应1kg的生石灰水化生成Ca(OH)2时，理论上放出278千卡的热量，经测定放热时间在水化充分进行时为1h。
因此，生石灰CaO成分越高，桩内生石灰用量越大时，升温越高。
日本的纯生石灰桩测得的桩内温度最高达400℃。
我国加掺合料的石灰桩，桩内温度最高达200~300℃。
桩间土温度的升高滞后于桩体，在正常置换比的情况下，桩间土的温度最高可达40~50℃，由于桩数多，桩区内温度消散很慢，在全部桩施工完毕后15d，地温仍达25℃左右，完全恢复地温至少要20~30d甚至更长的时间。
5.地基处理技术——石灰桩
§5.5 质量检验
石灰桩法
2.桩周土检验 可用静探、十字板和钻孔取样方法进行检验。
☆注意！
测点或钻孔与桩的距离不同，反应的效果也不同。
§5.5 质量检验
石灰桩法
❖3.复合地基检验
大面积载荷板的载荷试验 缺点：设备、费用都存在一定的难度。
练习
❖某饱和粘性土地基采用石灰桩法处理，桩 成孔直径为0.3m，桩体强度为400kPa，等 边三角形布桩，桩距0.75m，天然地基土承 载力特征值为80kPa，压缩模量为4MPa， 加固后桩间土承载力特征值为90kPa，桩面 积按成孔直径1.1倍计算，成孔对桩间土的 挤密效应系数为1.2，计算复合地基的承载 力特征值和压缩模量?
§5.4 施工方法
5.成桩 （1）成孔
石灰桩法
冲击法成 孔
优点：成孔的 孔径大，孔 深不受机架 高度限制， 同一套设备 可成孔，又 可填夯。
§5.4 施工方法
5.成桩 （1）成孔
石灰桩法
螺旋钻成孔
❖ 不使用冲洗液，符合石灰桩施工要求； ❖ 钻进时不断向孔壁挤压，使孔壁保持稳定； ❖ 一次成孔，不需升降工序； ❖ 能进行深孔钻进，桩孔深度不受限制； ❖ 钻进效率高，每小时可钻进几十米。
§5.4 施工方法
石灰桩法
4.桩管直径的选择 一般设计桩径为桩管直径的1.3-1.5倍。 5.成桩
（1）成孔
可选用沉管法、冲击法、螺旋钻进法、洛阳铲法 等。
（2）投料
投料方法有：管外投料法、管内投料法和挖孔 投料法。
（3）封顶
§5.4 施工方 法
5.成桩 （1）成孔
石灰桩法
沉管法成 孔
最常用的成孔方法。 使用柴油或振动打桩机 将带有特制桩尖的钢管 桩打入土层中，达到设 计深度后，缓慢拔出桩 管即成桩孔。
石灰桩施工工艺
任务 2、3石灰桩施工1.石灰桩得概念：石灰桩就是由生石灰与粉煤灰等掺与料拌与均匀，在孔内分层夯实形成竖向增强体，并与桩间土形成复合地基得地基处理方法。
2.石灰桩得使用条件：适用范围石灰桩法适用于处理饱与黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土与杂填土等地。
由于生石灰得吸水膨胀作用，特别适用于新填土与淤泥得加固，生石灰吸水后还可使淤泥产生自重固结。
形成强度后得密集得石灰桩身与经加固得桩间土结合为一体，使桩间土欠固结状态消失。
用于地下水位以上得土层时，宜增加搀与料得含水量并减少生石灰用量，或采取土层浸水等措施。
适用范围石灰桩法适用于处理饱与黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土与杂填土等地。
由于生石灰得吸水膨胀作用，特别适用于新填土与淤泥得加固，生石灰吸水后还可使淤泥产生自重固结。
形成强度后得密集得石灰桩身与经加固得桩间土结合为一体，使桩间土欠固结状态消失。
用于地下水位以上得土层时，宜增加搀与料得含水量并减少生石灰用量，或采取土层浸水等措施。
3.石灰桩得分类：按照用料特征与施工工艺可分为：块灰灌入法（石灰桩法）——采用钢套管成孔，然后在孔中灌入新鲜得生石灰块，或在生石灰块中掺入适量得水硬性掺合料。
粉灰搅拌法(石灰柱法）——将石灰粉通过特制得搅拌机将石灰粉加固料搅拌均匀，促使软土硬结，形成石灰柱。
石灰浆压力喷注法——采用压力将石灰浆喷于地基土得孔隙内或者预先钻好得孔内，使石灰浆在地基中扩散与硬结。
4.石灰桩得加固机理：石灰桩得加固机理可以从桩间土、桩身、复合地基三个方面来分析。
①桩间土：成孔挤密。
石灰桩使用震动沉管成孔，使桩间土产生挤压与排土得作用。
一般情况下，地基土得渗透性越大，打桩得挤密性越好。
膨胀挤密。
生石灰吸水硬化会产生膨胀（自然状态下，石灰熟化后体积会增大到原来得1、5—3、5倍。
脱水挤密。
生石灰发生熟化时会放出大量得热能，使土中产生一定得气化脱水，从而使土中得含水量下降、空隙比减小，地下水位也有一定得下降。
地基压石灰桩密注浆施工方案222剖析
地基压石灰桩密注浆施工方案222剖析
在建筑工程中，地基处理是尤为重要的一环，在处理地基问题时，压石灰桩密
注浆施工方案是一种常用的方法。
本文将针对地基压石灰桩密注浆施工方案进行详细剖析，分析其施工流程、优缺点以及应用范围。
一、施工流程
1.前期准备：
–地面清理：清除施工区域内的杂物和障碍物，确保施工区域的平整度。
–基础检查：对施工区域的地基情况进行检查，确保施工安全。
2.制作石灰桩：
–按照设计要求，选择合适的材料和比例，将石灰桩进行制作。
3.施工：
–钻孔：在地基处开挖孔洞，将石灰桩依次打入。
–密注浆：对已打入的石灰桩进行密注浆，填满孔洞，加固地基。
4.收尾工作：
–对施工现场进行清理，整理材料和器械，确保施工区域整洁。
二、优缺点分析
•优点：
1.压石灰桩密注浆施工方案能够有效增加地基的承载能力，提高
建筑物的稳定性。
2.施工过程简单，施工效率高，可以快速完成对地基的处理。
•缺点：
1.需要较高的施工技术要求，操作不当容易造成浆料泄漏、浆液
不均匀等问题。
2.造价较高，增加了建筑工程的成本。
三、应用范围
地基压石灰桩密注浆施工方案适用于: - 土壤较松软，承载能力较低的地基处理；- 需要提高建筑物稳定性和承载能力的工程。
综上所述，地基压石灰桩密注浆施工方案是一种有效的地基处理方法。
尽管存
在一定的技术和经济成本，但在适当的工程中选择该方案，能够有效提高建筑物的稳定性和承载能力。
希望本文的剖析对相关人员的工作有所帮助。
5 石灰桩处理
2) 施工方法 采用打入、振入、压入的灌注桩设备均可施工。桩管采用 200～325mm无缝钢管。为防止拔管时孔内负压进入造成塌孔，
采用活动式桩尖，拔管时桩尖靠自重落下，空气由桩管进入孔
2、注意选择成孔方法
有沉管法、冲击法、螺旋钻进法；爆扩法、挖孔法多种。
1) 沉管法 : 最常用。将由特制的尖头钢管打入设计深度成 孔; 2) 冲击法: 锥形钻头提升到一定高度自由落体冲击成孔; 3) 螺钻进法 : 类似螺丝钉钻进，使土不断向两侧挤压并成 孔;
4) 人工洛阳铲掏土成孔。
5) 爆扩法：用钻机或洛阳铲等打成小孔，然后装药，爆扩 成孔；
铝 酸 钙 水 化 物 (CaO· Al2O3· nH2O) 以 及 钙 铝 黄 长 石 水 化 物
(2CaO· Al2O3· SiO2· 6H2O) ，这些水化物又牢牢地将其周围土 颗粒胶结、固化在一起，形成网状结构 土颗粒间联系的更加牢固、强度大大增加强，并与 时间成正相关。
3)
离子交换作用（化学加固效应）
α—系数，取1.1～1.3，挤密效应好或置换率(m)大时取高
值；n—桩土应力此，取3~4，长桩取大值；ES—天然土压缩模 量(Mpa)
四、施工工艺：
1．管外投料法
1）特点
石灰桩体中一般均含有大量的掺和料，掺料不可避免有
一定含水量，当掺料与生石灰拌和后，内中的水分会迅速发
生反应，生石灰体积膨胀，极容易发生堵管现象。
3、成桩
1) 逐段填料夯实成桩 ( 人工填料，逐段夯实。每段填
料需厚度≤ 400mm ，施工时要做好场地排水措施，防
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3.11 石灰桩法
3.11.2 设计
2.桩径、桩距及处理范围： 石灰桩成孔直径应根据设计要求及所选用的 成孔方法确定，常用300~400慢mm，可按等 边三角形或矩形布桩，桩中心距可取2~3倍 成孔直径。石灰桩可仅布置在基础底面上， 当基底土的承载力特征值小于70kPa时，宜 在基础以外布置1~2排围护桩。同时，在深 厚的软弱地基中采用“悬浮桩”时，桩位的 布置应较少上部结构中心与基础形心的偏心， 必要时宜加强上部结构及基础的刚度。
3.11 石灰桩法
3.11.1 加固机理
1.桩间土方面： （1）成孔挤密作用
（2）膨胀挤密作用
（3）脱水挤密作用
（4）胶凝作用
3.11 石灰桩法
3.11.1 加固机理
2.桩身方面：
（1）对于单一的生石灰作为原料的石灰桩，
生石灰水化后，石灰桩的直径可胀到原来所
填的生石灰块体积的一倍，如充填密实和纯
3.11 石灰桩法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3.11.2 设计
3.处理深度： 地基处理深度应根据岩土工程勘察资料及上 部结构设计要求确定。应按现行国家标准 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011） 验算下卧层承载力及地基的变形。洛阳铲成 孔桩长不宜超过6m，机械成孔管外投料时， 桩长不宜超过8m，螺旋钻成孔及管内投料时 可适当加长。同时，石灰桩桩端宜选在承载 力较高的土层中。
3.11 石灰桩法
3.11.2 设计
6.复合地基变形计算：
处理后地基变形应按现行的国家标准《建筑地基基础设计 规范》（GB50007-2011）有关规定进行计算。变形经验系 数ψs可按地区沉降观测资料及经验确定。 石灰桩复合土层的压缩模量宜通过桩身及桩间土压缩试验 确定，初步设计时可按下式估算：
3.11 石灰桩法
3.11 石灰桩法
什么是石灰桩法？
石灰桩法是由生石灰与粉煤灰等掺合料 拌和均匀，在孔内分层夯实形成竖向增 强体，并与桩间土组成复合地基的地基 处理方法。石灰桩法适用于处理饱和粘 性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填 土等地基。用于地下水位以上的土层时， 宜增加掺合料的含水量并减少生石灰用 量，或采取土层浸水等措施。石灰桩不 适用于地下水位一下的砂类土。
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3.11 石灰桩法
3.11.2 设计
5.复合地基承载力特征值的确定：
石灰桩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。初步设计时，也可按振冲法加固地基的振 冲桩复合地基承载力特征值估算公式（3-16）、式（3-17） 估算，式中fpk为石灰桩桩身抗压强度比例界限值，由单桩 竖向载荷试验测定，初步设计时可取350~500kPa，土质软 弱时取低值；fsk为桩间土承载力特征值，取天然地基承载 力特征值的1.05~1.20倍，土质软弱或置换率大时取高值； m为面积置换率，桩面积按1.1~1.2倍成孔直径计算，土质 软弱时宜取高值。 石灰桩复合地基承载力特征值不宜超过160kPa，当土质较 好并采取保证桩身强度的措施，经试验后可以适当提高。
3.11.3 施工
1.材料要求：
石灰材料应选用新鲜生石灰块，有效氧化钙含量不宜低于 70%，粒径不应大于70mm，含粉量（即消石灰）不宜超过 15%。 掺合料应保持适当的含水量，使用粉煤灰或炉渣时含水量
宜控制在30%左右。无经验时宜进行成桩工艺试验，确定
密实度的施工控制指标。
3.11 石灰桩法
3.11.3 施工
3.11 石灰桩法
3.11.2 设计
1.填料配合比： 石灰桩的主要固化剂为生石灰，掺合料宜优 先选用粉煤灰、火山灰、炉渣等工业废料。 生石灰与掺合料的配合比宜根据地质情况确 定，生石灰与掺合料的体积比可选用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，掺加量为生石灰用 量的3%~10%。
氧化钙的含量很高，则生石灰容重可达
11~12kN/m3。
3.11 石灰桩法
3.11.1 加固机理
2.桩身方面： （2）生石灰吸水膨胀后仍然存在相当多的 孔隙，当把胀发后显得相当硬的石灰团用手 捏时，水分就会被挤出来，石灰块会变成稠 糊状。这一现象说明不能过多地依靠石灰桩 本身的强度。经很多试验证明，石灰桩膨胀 后的挤实作用使桩周土的孔隙比减小，土的 含水量降低，形成一圈类似空心桩的较硬的 土壳，它使土的强度提高。所以石灰桩的作 用是使土挤实加固，而不是桩起承重作用。
3.11 石灰桩法
3.11.2 设计
4.桩顶部处理： （1）孔口高度不宜小于500mm，以保持一定 的覆盖压力，并用含水量适当的粘性土封口， 封口材料必须夯实，封口标高应略高于原地 面。石灰桩桩顶施工标高应高出设计桩顶标 高100mm以上。
3.11 石灰桩法
3.11.2 设计
4.桩顶部处理： （2）石灰桩属可压缩性桩，一般情况下桩 顶可不设垫层。石灰桩身根据不同的掺合料 有不同的渗透系数，其值为10-3~10-5cm/s 量级，可作为竖向排水通道。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。
2.施工方法：
可选用振动成桩法（分管内填料成桩和管外填料成桩）、 锤击成桩法、螺旋钻成桩法或洛阳铲成桩法等。
根据加固设计要求、土质条件、现场条件和机具供应情况，
3.11 石灰桩法
3.11.3 施工
3.施工要点：
（1）施工顺序宜由外围或两侧向中间进行，在软土中宜 间隔成桩。 （2）施工前应做好场地排水措施，防止场地积水。 （3）进入场地的生石灰应有防水、防雨、防风、防火措 施，宜做到随用随进。 （4）桩位偏差不宜大于0.5d。 （5）应建立完整的施工质量和施工安全管理制度，根据 不同的施工工艺制定相应的技术保证措施。及时做好施工 记录，监督成桩质量，进行施工阶段的质量检测等。 （6）石灰桩施工时应采取防止冲孔伤人的有效措施，确 保施工人员安全。