桩施工方案

第五章石灰桩1.概念石灰桩是指用人工或机械在地基中成孔后，灌入生石灰块，经振密或夯压后形成的桩柱体。2.适宜土层适用于处理杂填土、素填土、一般粘性土、淤泥质土以及透水性小的粉土。3.适宜工程道路、码头、铁路、软弱地基的加固工程及托还工程和基坑支护工程。§1石灰桩加固机理一、生石灰的水化反应及其特性1.反应过程吸收大量水分生石灰的吸水量包括两部分，一部分是CaO水化所需的水量，另一部分是生石灰的水化产物Ca(OH)2的孔隙吸水量。2.生石灰的水化反应为放热反应所放热量可使地基土温度提高，产生汽化脱水现象，降低地基土的含水量，从而减少土的孔隙比，增加土的密实度。3.生石灰水化反应中伴随有体积的显著增大水化过程中，由于固相体积和孔隙体积的增大，生石灰水化后可膨胀到原体积的1.5～3.5倍。二、石灰桩的加固机理可从桩间土、桩身和复合地基三个方面分析(一)桩间土1.成孔挤密作用采用振动沉管法成孔，会对桩间土产生挤密效果。但对灵敏度高的饱和软粘土，成桩过程会破坏土的原状结构，降低土的强度。2.吸水、升温和膨胀作用水化反应吸收较多的水，并产生升温汽化现象，是地基中含水量下降，孔隙比减小，桩间土抗剪强度提高。水化作用，对桩间土产生较大的挤压力，使桩间土密实度提高，从而提高地基的强度。3.胶凝及离子交换作用这种作用在生石灰桩周围形成一圈2～10cm厚的硬壳层。(二)桩身生石灰桩本身具有一定的强度和刚度，可以提高地基的承载力和改善地基的变形特性。另外要防止出现“软心”现象。(三)复合地基石灰桩复合地基承载力由三部分组成：⑴桩身强度；⑵桩间土；⑶桩周形成的硬壳层。通过提高桩身强度、增加桩间土的加固效果都可以提高复合地基承载力。第二节石灰桩的设计计算石灰桩的设计以经验为主，无经验要进行试桩一、桩径由施工条件确定，一般为150～400mm。二、桩的布置一般采用正方形或等边三角形。2)/(·785.0ldm2)/(·907.0ldmmm·膨胀前的置换率：正方形布桩：等边三角形：膨胀后的置换率：ε—石灰桩膨胀率，查表5.2-1三、桩距宜通过试桩确定，应同时满足地基承载力和变形要求。土类桩距/桩径淤泥和淤泥质土2～3.5较差的填土和一般粘性土3～4较好的填土和一般粘性土≯5四、桩长⑴对于变形要求高的建筑物地基，宜达到计算压缩层底部；⑵对用于地基稳定目的的石灰桩，应穿过可能的滑动面；⑶应满足软弱下卧层承载力要求，并使复合地基沉降控制在容许值之内。五、复合地基承载力计算a.现场荷载试验法b.公式计算方法kskpkspfmmff,,,·1·kskspfnmf,,·]11[(一)桩身强度现场单桩静荷载试验或静力触探试验确定，可近似区0.1Ps。初步设计时fp,k＝300～450kPa。（二）桩周土的强度ksf,1.孔隙比法⑴加固后土的孔隙比e’⑵加固后的含水量ω’200)(·)1(··ldeeesrdSe·sde:饱和时或⑶由加固后桩间土平均含水量ω’，孔隙比e’或IP等土体物理性质指标查规范求得ksf,2.脱水量法⑴计算桩间土的脱水量①由生石灰的吸水当量和膨胀率计算该公式用于一般粘性土，结果较为粗糙。②由不同压力下的生石灰吸水率计算]··)1(·[)1(0rVpcSnhm)1(···01pmr⑵加固后土的孔隙比e’rsSde··sde饱和土：⑶由加固后桩间土平均含水量ω’，孔隙比e’或IP等土体物理性质指标查规范求得eee0ksf,3.经验公式求ksf,kppsksfAAdkf··]1·1[21,§3石灰桩的施工一、材料石灰桩的材料以生石灰为主。MgO含量小于或等于5％的生石灰称为钙质生石灰，大于5％的称为镁质生石灰。钙质生石灰水化反应能力大，反应速度快。石灰桩要求选用新鲜的生石灰，过烧和欠烧的都不能使用，生石灰中可均匀掺入粉煤灰或火山灰等硅质材料。二、成桩工艺(一)管内成桩工艺管内成桩工艺是指用人工或机械成孔后，再填料夯实、封顶，自上而下成孔、自下而上夯填成桩。管内成桩工艺包括：人工挖孔成桩、冲击法成桩、螺旋钻进法成桩、沉管法成桩、爆扩法成桩等5种施工工艺1.人工挖孔成桩一般多采用人工洛阳铲成孔，适用于一般粘性土、淤泥质土和淤泥。2.冲击法成桩应用冲击转机将一定质量的钻头，以0.5～2m的高度周期地冲击土层，每次冲击之后，钻头在钢丝绳带动下回转一定的角度，从而形成一个规整的圆形断面钻孔。3.螺旋钻进法成桩螺旋钻进法是一种干式回转钻进方法，特点是用螺旋钻杆不断地将土屑输送到地表，不使用冲洗液，符合石灰桩的施工要求，钻进效率高。⑴长螺旋钻进法可以深孔钻进，但孔壁不能自立的土中无法适用。⑵套管式螺旋钻进法适用于不稳定易塌孔的地层，最深可达35m4.沉管法成桩沉管法包括振动沉管法和锤击沉管法优点：沉管法成孔的孔壁光滑规整，挤密效果和施工技术都较容易控制和掌握缺点：最大成孔深度受桩架高度限制，一般不超过8m5.爆扩法成孔⑴药眼法适用于含水量不超过22％的土层⑵药管法适用于含水量较大的土层(二)管外成桩工艺三、施工要点⒈进行成桩试验和材料配合比试验，确定合理的成桩参数，并制定施工组织设计；⒉防止地表水和邻近水源渗透浸入石灰桩身；⒊打桩顺序按“先外排后内排，先周边后中间”的原则，单排采用“先两端后中间”顺序。⒋要严格控制填料量和材料质量，掺和材料严格按配合比与生石灰搅拌均匀。⒌成桩后应立即用粘土或混凝土等材料压实封顶，防止地表水流入桩身和防止石灰桩因水化过分激烈而引起桩孔喷料。⒍基础施工应在石灰桩达到一定强度后进行。⒎注意施工安全，防止石灰桩喷料伤人。§4质量检验一、桩身质量检验⑴检查桩径、桩的外观、桩身材料分布、桩身密实度等⑵静力触探、轻便触探、标贯试验测定桩身质量⑶荷载试验二、桩间土检验静力触探、标贯试验、轻便触探、旁压试验等原位测试手段，同时钻孔取样进行室内土工试验，测定加固后的各项指标变化。三、复合地基质量检验采用现场单桩或多桩复合地基荷载试验