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岩土研究院

石灰桩的适用范围及龄期

394 2022-04-11 10:05:51

石灰柱适用于加固杂填土、素填土、一般粘性土、淤泥质土、淤泥、透水性小的粉土;对透水高的砂土和砂质粉土以及超高含水量的软土则不适用。如杂填土中含有大量有机质的生活垃圾。或填土中含有流动的水,则不适用。由于源源不断的流动水大大减弱石灰桩桩身的强度,除非保证在施工和桩身形成期间有严格的防、排水措施。石灰桩的处理重点土质是软土地基。在石灰桩处理软土地基中,石灰桩复合地基承载力提高的一些观点为∶

1.石灰桩与土的反应机会大大减少,从而减少了离子交换和胶凝反应对土的加固。2.计算结果表明,由石灰桩的吸水作用产生的桩间软土承载力的增长不会超过20%、其绝对值约为 10~20kPa,如欲进一步改善加固效果。则需大大增加置换率。3.软土中石灰桩处理失败的原因主要是由于桩的"软心"问题,即缺少足够的桩身强度。如前所述,柱间土含水量越高,桩体强度越低;桩的吸水补给速度越快,桩身强度越低。一般软土的天然含水量高,说明软土中确实存在桩身强度不足的问题。有资料表明,原承载力为60kPa的软土,在12%的置换率和应力比为5的情况下,复合地基承载力的提高有 68%来自桩身,32%来自于土的改善,这说明桩身强度的作用。

砂土中几平不存在石灰的离子交换和凝胶反应,且砂土具有较高的渗透性。地下水的不断补给使石灰桩身难以获得足够的密实度和形成较大的强度,因此,邱良佐等提出,当渗透系数k大于10-4cm/s时,不宜采用石灰桩。另外,当桩孔涌水量在 1m²/h 和5m2/之间时,要采取隔、降水措施。当涌水量大于5m2/h时。则不宜采用石灰桩。

当软土地基中夹有透水砂层或粉土层时,由于石灰吸水膨胀比软土的固结快。桩体积的增加将使地基土隆起而不是软土含水量的减少,这种情况也不宜用石灰桩。

当地下水中含有过量强酸,尤其是盐酸,将会使土和桩身强度受到破坏,故也不宜采用石灰桩。地下水的酸碱度对石灰桩的具体影响和界限有待进一步研究。

石灰桩的龄期

如上所述,石灰桩加固软土的机理多种多样,从大的方面来讲,可分为物理加固(如成孔密实、吸水膨胀挤密、脱水挤密、桩和地基土的反应热作用、石灰桩的排水固结、加固层的减载作用等)和化学加固(如桩体材料的胶凝作用,石灰与桩间土的离子化、离子交换作用及固结作用等),相对而言,物理加固作用的时间较短,视土的含水量和渗透系数而定,一般情况下,1 周之内可以完成,有的作用几小时就可完全发挥。而化学加固作用则相对较慢。

不同龄期的桩体取样所进行的无侧限抗压强度表时。由于桩体材料和配合比多变。其结果离散性较大。用静力触探测试,大体上1个月强度能达到半年强度的 70%左右,7d龄期是30d龄期的60%~70%。目前,国内外均以1个月龄期的强度作为石灰桩的设计强度。

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