1、石灰桩处理浅层地坪大面积膨胀高回填土的应用【摘要】随着我国基础设施建设的逐步加大，对建设用地也逐渐增加。为了保护农业耕植用地，许多基础设施建设用地多选择不适合农作物生长的荒滩、丘陵、水塘等地带。在工程建设之前，需对工程用地进行相应的场地平整处理，这就需要对荒滩、丘陵及水塘进行大量的土方挖填处理工作，为防止大面积回填土方出现地面过大或不均匀沉降现象，必须对工程建设用地进行必要的基础处理。该文介绍了膨胀土的特性和石灰桩法的原理及加固机理。结合某一具体工程指出石灰桩法加固膨胀土地基是可行的，通过现场测试结果表明：该方法能有效提高地基承载力，缩短工期，降低工程造价。 【关键词】石灰桩；膨胀土；土方回填
2、；承载力；沉降；复合地基 中图分类号：TU472 文献标识码： A 1 膨胀土的特性和石灰桩的原理及加固机理 1.1 膨胀土的特性 膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限黏土。在我国的分布范围很广，如云南、广西、湖北、河南及四川等地区。该土质常常会使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜，甚至破坏。由于膨胀土对建筑物的危害，人们称膨胀土为“隐藏的灾害” 。 1.2 石灰桩的原理及加固机理 石灰桩是指用人工或机械在土体中成孔，然后灌入生石灰块或按一定比例掺入其它活性与非活性材料进行振密或夯实而形成的桩体。石灰桩在土体中发生一系列的物理、化学反应，使
3、桩体具有一定的强度，桩间土的力学性能得到改善，二者组成复合地基共同承受上部结构传来的荷载。 石灰桩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，不 适用于砂土和透水性大的砂质粉土。在某些情况下，如在渗透性较大的填土中，或在雨季施工时，应采取阻水和降水等措施。 1.2.1 吸水作用和反应热作用 石灰的吸水性很强，生石灰反应成熟石灰的需水量为生石灰质量的32%。在吸水过程中，将释放大量的水化热，其化学反应式为：CaO+H2O=Ca(OH)2+65.2J/g。这种现象将使桩间土产生汽化脱水，土体中水压力消散，含水量降低，促使桩间土固结，提高了地基承载力。 1.2.2 膨胀挤密作用 生石
4、灰反应成熟石灰后，体积约增大一倍。这样将产生巨大的膨胀力，使桩间土迅速被挤压密实，脱水固结，桩间土的物理力学性能明显改善。 1.2.3 桩身置换作用 桩体材料通过化学反应后，桩身强度有较大的提高，置换了原地基桩孔中的软弱土。 2 工程实例 2.1 工程概况 20102011 年我院承担了某物流园项目的勘察、地基处理设计及施工任务。本项目原始地貌上属剥蚀残丘，场平前地形起伏稍大，平整场地后，造成了较厚的素填土层，局部最厚处达 9.0m。场平时填土未经分层碾压回填且具膨胀性。场地地坪原处理方案为强夯法，经过雨季浸泡，施工期间填土含水量大，局部高达 35%，试夯结果不能满足设计要求，后改为石灰桩处理
5、。石灰桩在处理填土地基时具有施工方法简单，不需要复杂施工机械，施工进度快，造价低等特点，且施工不受场地限制，无噪音污染，不污染环境。 2.2 设计要求 处理后填土地基承载力特征值不小于 100kPa，压缩模量不小于4Mpa。 2.3 设计方案 正方形布桩，桩径 300mm，桩间距 900mm，桩长根据填土分布厚度为 46m。 桩身材料：固化剂采用生石灰，掺合料优先选用粉煤灰、炉渣、火山灰等工业废料。生石灰与掺合料的配合比按体积比 1：2，生石灰有效氧化钙含量不宜低于 70%。 桩顶施工标高高出设计桩顶标高 100mm。桩顶宜留 300mm 的孔口高度采用含水量适当的粘性土夯实封孔。 石灰桩采用
6、洛阳铲或机械成孔。成桩时采用人工或机械夯实。沉管反插、螺旋反压等工艺。填料时必须分段压（夯）实，人工夯实时每段填料厚度不应大于 400mm。 2.4 复合地基承载力计算 复合地基承载力计算公式1： fspk=m fpk+（1-m）fsk， 式中，fspk， fsk 分别指处理后复合地基承载力特征值和桩间土承载力特征值；fsk 取天然地基承载力的 1.051.2 倍，本工程fsk=1.260=72 kPa；fpk 为桩体承载力特征值，设计时可取 350500 kPa，土质软弱时取低值，本工程 fpk =400 kPa；m 为桩土面积置换率，m=d2/de2，d 为成桩后桩身平均直径（d=1.1d
7、o1.2do，do 为桩径） ，de为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径，正方形布桩 de=1.13s ( s 为桩距） ，取d=1.2300=360mm，de=1.13900=1017mm，m=3602/10172=0.125 fspk=0.125400+(1-0.125) 72=113 kPa100 kPa 满足设计要求。 2.5 质量检测 对整个施工进行了全过程质量监督，桩孔位置、直径、垂直度、深度均满足规范要求。在施工 7 天后，抽取桩总数 1%做了施工检测，检测方法为轻便动力触探试验，桩身被判定为密实；在成桩 28 后，随机抽取10 点做了单桩复合地基静载荷试验，根据检测报告，本工程复合地基承载力特征值满足设计要求。 3 结语 经过沉降观测和实地观察，上述工程地坪未出现不均匀沉降和裂缝等现象，采用石灰桩加固地坪回填土地基效果明显，技术可行，经济成本低。用人工洛阳铲或机械成孔，设备简单，不受场地限制，施工方便，值得推广应用。 4 参考文献 1JGJ792002，建筑地基处理技术规范S 作者简介：徐成斌（1982） ，男，工程师，注册土木工程师（岩土），从事岩土工程咨询、勘察、设计及施工工作。
