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11.8 石灰桩


11.8.1 石灰桩适用于加固地下水位以下的黏性土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、杂填土或饱和黄土等地基加固,对重要工程或地质条件复杂而又缺乏经验的地区,施工前,应通过现场试验确定其适用性。
11.8.2 石灰桩加固设计,应符合下列规定:
    1 石灰桩桩身材料宜采用生石灰和粉煤灰(火山灰或其他掺合料)。生石灰氧化钙含量不得低于70%,含粉量不得超过10%,最大块径不得大于50mm。
    2 石灰桩的配合比(体积比)宜为生石灰:粉煤灰=1:1、1:1.5或1:2。为提高桩身强度,可掺入适量水泥、砂或石屑。
    3 石灰桩桩径应由成孔机具确定。桩距宜为2.5倍~3.5倍桩径,桩的布置可按三角形或正方形布置。石灰桩地基处理的范围应比基础的宽度加宽1排~2排桩,且不小于加固深度的一半。石灰桩桩长应由加固目的和地基土质等决定。
    4 成桩时,石灰桩材料的干密度ρd不应小于1.1t/m3,石灰桩每延米灌灰量可按下式估算:

q=ηc(πd2/4)      (11.8.2)

式中:q——石灰桩每延米灌灰量(m3/m);
     ηc——充盈系数,可取1.4~1.8。振动管外投料成桩取高值;螺旋钻成桩取低值;
     d——设计桩径(m)。
    5 在石灰桩顶部宜铺设200mm~300mm厚的石屑或碎石垫层。
    6 复合地基承载力和变形计算,应符合现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的有关规定。
11.8.3 石灰桩施工,应符合下列规定:
    1 根据加固设计要求、土质条件、现场条件和机具供应情况,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工艺等。桩位中心点的允许偏差不应超过桩距设计值的8%,桩的垂直度允许偏差不应大于桩长的1.5%。
    2 采用振动成桩法和锤击成桩法施工时,应符合下列规定:
        1)采用振动管内填料成桩法时,为防止生石灰膨胀堵住桩管,应加压缩空气装置及空中加料装置;管外填料成桩,应控制每次填料数量及沉管的深度;采用锤击成桩法时,应根据锤击的能量,控制分段的填料量和成桩长度;
        2)桩顶上部空孔部分,应采用3:7灰土或素土填孔封顶。
    3 采用螺旋钻成桩法施工时,应符合下列规定:
        1)根据成孔时电流大小和土质情况,检验场地情况与原勘察报告和设计要求是否相符;
        2)钻杆达设计要求深度后,提钻检查成孔质量,清除钻杆上泥土;
        3)施工过程中,将钻杆沉入孔底,钻杆反转,叶片将填料边搅拌边压入孔底,钻杆被压密的填料逐渐顶起,钻尖升至离地面1.0m~1.5m或预定标高后停止填料,用3:7灰土或素土封顶。
    4 洛阳铲成桩法适用于施工场地狭窄的地基加固工程。洛阳铲成桩直径可为200mm~300mm,每层回填料厚度不宜大于300mm,用杆状重锤分层夯实。
    5 施工过程中,应设专人监测成孔及回填料的质量,并做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符时,应查明情况并采取有效处理措施后,方可继续施工。
    6 当地基土含水量很高时,石灰桩应由外向内或沿地下水流方向施打,且宜采用间隔跳打施工。
11.8.4 石灰桩质量检验,应符合下列规定:
    1 施工时,应及时检查施工记录。当发现回填料不足,缩径严重时,应立即采取补救处理措施。
    2 施工过程中,应检查施工现场有无地面隆起异常及漏桩现象;并应按设计要求,抽查桩位、桩距,详细记录,对不符合质量要求的石灰桩,应采取补救处理措施。
    3 质量检验可在施工结束28d后进行。检验方法可采用标准贯入、静力触探以及钻孔取样室内试验等测试方法,检测项目应包括桩体和桩间土强度,验算复合地基承载力。
    4 对重要或大型工程,应进行复合地基载荷试验。
    5 石灰桩的检验数量不应少于总桩数的2%,且不得少于3根。

 

条文说明

11.8 石灰桩

11.8.1 石灰桩是由生石灰和粉煤灰(火山灰或其他掺合料)组成的加固体。石灰桩对环境具有一定的污染,在使用时应充分论证对环境要求的可行性和必要性。
    石灰桩对软弱土的加固作用主要有以下几个方面:
    1 成孔挤密:其挤密作用与土的性质有关。在杂填土中,由于其粗颗粒较多,故挤密效果较好;黏性土中,渗透系数小的,挤密效果较差。
    2 吸水作用:实践证明,1kg纯氧化钙消化成为熟石灰可吸水0.32kg。对石灰桩桩体,在一般压力下吸水量约为桩体体积的65%~70%。根据石灰桩吸水总量等于桩间土降低的水总量,可得出软土含水量的降低值。
    3 膨胀挤密:生石灰具有吸水膨胀作用,在压力50kPa~100kPa时,膨胀量为20%~30%,膨胀的结果使桩周土挤密。
    4 发热脱水:1kg氧化钙在水化时可产生280cal热量,桩身温度可达200℃~300℃,使土产生一定的气化脱水,从而导致土中含水量下降、孔隙比减小、土颗粒靠拢挤密,在所加固区的地下水位也有一定的下降,并促使某些化学反应形成,如水化硅酸钙的形成。
    5 离子交换:软土中钠离子与石灰中的钙离子发生置换,改善了桩间土的性质,并在石灰桩表层形成一个强度很高的硬层。
    以上这些作用,使桩间土的强度提高、对饱和粉土和粉细砂还改善了其抗液化性能。
    6 置换作用:软土为强度较高的石灰桩所代替,从而增加了复合地基承载力,其复合地基承载力的大小,取决于桩身强度与置换率大小。
11.8.2 石灰桩桩径主要取决于成孔机具,目前使用的桩管常用的有直径325mm和425mm两种;用人工洛阳铲成孔的一般为200mm~300mm,机动洛阳铲成孔的直径可达400mm~600mm。
    石灰桩的桩距确定,与原地基土的承载力和设计要求的复合地基承载力有关,一般采用2.5倍~3.5倍桩径。根据山西省的经验,采用桩距3.0倍~3.5倍桩径的,地基承载力可提高0.7倍~1.0倍;采用桩距2.5倍~3.0倍桩径的,地基承载力可提高1.0倍~1.5倍。
    桩的布置可采用三角形或正方形,而采用等边三角形布置更为合理,它使桩周土的加固较为均匀。
    桩的长度确定,应根据地质情况而定,当软弱土层厚度不大时,桩长宜穿过软弱土层,也可先假定桩长,再对软弱下卧层强度和地基变形进行验算后确定。
    石灰桩处理范围一般要超出基础轮廓线外围1排~2排,是基底压力向外扩散的需要,另外考虑基础边桩的挤密效果较差。
11.8.4 石灰桩施工记录是评估施工质量的重要依据,结合抽检结果可作出质量检验评价。
    通过现场原位测试的标准贯入、静力触探以及钻孔取样进行室内试验,检测石灰桩施工质量及其周围土的加固效果。桩周土的测试点应布置在等边三角形或正方形的中心,因为该处挤密效果较差。

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