维普资讯 http://www.cqvip.com ——６８ 安徽建筑 ２００７年第２期 践谈石 桩沽在软土处理工程中的应用 千 一，、仝 Ｈ （安徽省电力设计院，安徽摘灰桩法在软弱地基处理中的成功运用，对此进行研讨。 关键词：石灰桩法；地基处理；复合地基 中图分类号：ＴＵ４７３．１；ＴＵ４７１．８ 合肥２３００２２） 要：通过石灰桩法来提高软弱地基承载力，操作简单，造价较低，在浅层地基处理实践中越来越受到广泛关注。文章通过一工程实例中石 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７－７３５９（２００７）０２－００６８－０２ Ｏｎ ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｍｅ Ｐｉｌｅ ｔｏ Ｓｏｆｔ Ｇｒｏｕｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｗａｎｇ Ｌｉａｎｇｈｕｉ （Ａｎｈｕｉ Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ ２３００２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｅａｓｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ，ｌｉｍｅ ｐｉｌｅ ｔｈａｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｓｏｆｔ ｇｒｏｕｎｄ ｈａｓ ｗｏｎ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｗｉｄｅ ａｔｔｅｎ— ｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｈａｌｌｏｗ ｇｒｏｕｎｄ ｔ￣ａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｍｅ ｐｉｌｅ ｔｏ ｓｏｆｔ ｇｒｏｕｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ａｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｍｅ ｐｉｌｅ；ｇｒｏｕｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｇｒｏｕｎｄ ０引 言 石灰桩法用机械或人工的方法成孔，然后用不同比例的生 本工程设计桩径ｄ＝３００ｍｍ，桩距为７００ｍｍ，正方形布置，设 计桩长４ｍ，复合地基承载力设计值为１４０ ｋＰａ。 由于设计桩径ｄ＝３００ ｍｍ，膨胀后实际桩径约为３３０ｍｍ，外 加桩边约ｌｃｍ厚硬壳层，则实际桩径ｄｌ＝３５０ｍｍ。 采用下式计算桩间土承载力丘 ．石灰（块或粉）和掺和料 ｝煤灰、炉渣等）灌入，并进行振密或夯 实后形成石灰桩柱体，桩体与桩间土形成石灰桩复合地基，以 此来提高地基承载力，并减小地基沉降，满足地基基础设计要 求。由于石灰桩法操作简单，成本较低，在浅层软弱地基处理中 越来越受到关注。本文通过一工程实例来谈谈石灰桩法在地基 处理中的具体运用。 ，＝ ｔＡ ￣（一１１ｍ） １】 厶 － ｍ－＿ｆ２／ｄ￣２ １工程概况 某沿江城市新建１ １０ｋＶ变电所，总建筑面积约为３６００ ｍ 。 式中： ， ——天然地基承载力特征值（ｋＰａ）。本工程中，ｆ￣ｋ＝１０ ｋＰａ 该变电所场区地势平坦，地貌形态属长江河漫滩阶地。据勘察， —土层自上而下分别为杂填土、粘土、粉质粘土夹粉土、淤泥质粘 土、粉砂夹粉质粘土。各土层岩性特征分述如下。 一桩边土强度提高系数，取１．４～１．６，软土取高值。本工 程中，选取Ｋ＝Ｉ．６ ①杂填土层厚１．０ｍ～１．５ｍ，由粘性土夹生活垃圾组成，结 构杂乱，土质不均。 ②粘土层厚３．５ｍ～５．５ｍ，黄褐色，稍湿～湿，可塑偏软，属 中压缩性土层，ｆ￣ｋ＝１０ ｋＰａ；Ｅｓ＝４．３ＭＰａ。 ４ｆ『一１根桩分担的地基处理面积（ｉｎ ） ｍ——面积置换率 ｄ－—’栩 身平均直径（ｉｎ） ——成桩中挤压系统，排土成孔时 ＝１，挤土成孔时 ③粉质粘土夹粉砂层厚１．８ｍ～３．２ｍ，褐灰色一灰色，很湿～ 饱和，软塑～流塑，属中～高压缩性土层，． ＝８０ｋＰａ；Ｅ＝３．３ＭＰａ。 ④淤泥质粘土层厚１．５ｉｎ～５．９ｍ，青灰色，湿，软～流塑，夹 ．肚＝１－１．３（可挤密土取高值，饱和软土取１）。本工 程中，选取肚＝１ 经计算：平均置换率ｍ＝０．１９６；理论布桩总数ｎ＝１０７２（实际 布桩总数Ｉ １２０根） ＝ｌ１８ ｋＰａ。 泥炭，属高压缩性土层，丘＝８０ ｋＰａ；Ｅ＝３．０ＭＰａ。 ⑤粉砂夹粉质粘土层厚５．１ｍ～５．８ ｉｎ，灰色，很湿～饱和， 然后，根据下式计算石灰桩复合地基承载力特征值 ｛：ｄ 式中： ——稍密，属中～高压缩性土层，．丘＝１４０ ｋＰａ。 （１－ｍ）ｆ￣ｋ ２工程设计 基础占地面积为５２６ｍｚ，原设计采用预应力混凝土管桩，桩 ． 石灰桩桩身抗压强度比例界限值（ｋＰａ）。本工程中， 选取 ＝３００ ｋＰａ 长为ｌＯｍ，总桩数５１０根，造价较高。后应建设方要求，设计人员 重新进行了方案比较，经多方讨论后，决定采用人工石灰桩法 来进行地基处理。 兀——石灰桩处理后桩间土的承载力特征值（ｋＰａ）。 ＝１１８ｋＰａ 由于人工石灰桩施工深度有限，仅对地表下５ ｎ内②粘土 ｉ进行浅层处理。 ｍ——石灰桩面积置换率，取０．１９６ 经计算：厶＝１５４ ｋＰａ＞１４０ ｋＰａ，满足设计要求。 ３工程施工 本工程石灰桩施工采用人工洛阳铲成孔工艺。人工洛阳铲 成孔具有施工条件简单、施工速度快、不受场地条件和造 价低等优点。 （下转第７０页） 收稿日期：２００６—１２—０６ 作者简介：王良会（１９７３一），男，安徽贵池人，毕业于长春科技大学水工 专业，学士，工程师。 维普资讯 http://www.cqvip.com ——７Ｏ 安徽建筑 ２００７年第２期 将Ａ．与Ａ 进行比较，较大者即为最终求得最小基础底面 积Ａ。 弱下卧层承载力验算，根据式（４）算出Ａ ２＝１０．５６ｍ２。 当０＝－２３。时，根据式（７）算得Ａ ＝４．９８ｍ ，由于Ａ。 ，所以取 当０＝－１２。时，根据式（７）算得Ａ ３－７．５０ｍ２，由于Ａ。 ，所以取 ＝ 如果Ａ。＞Ａ ，表明按式（２）求得的基础底面积在地基附加压 Ａ＝Ａ ｌ＝５．６３ ｍ２为最小基础底面积。 力扩散到软弱下卧层顶面处的面积大于Ａ ，说明最小基础底面 积是由持力层承载力控制的，求得的基础底面积满足软弱下卧 层承载力的要求。 ７．５０ｍｚ为最小基础底面积。 ３．２按《地基规范》对上述结果进行验算 ①当０＝－２３。时，根据本文结果Ａ＝５．６３ｍ２＝２．３７×２．３７ｍ２，按 《规范》第５．２．７条公式（５．２．７—３） ｐ＿－ ＝９０．１６ｋＮ／ｍ２ｆ２． ３７＋２ １ ２ ｔｇ２ ×．× ３。１ ‘ 如果Ａ。 ，表明按式（２）求得的基础底面积在地基附加压 力扩散后到软弱下卧层顶面处的面积小于Ａ ，说明最小基础底 面积是由软弱下卧层承载力控制的，求得的基础底面积不满足 软弱下卧层承载力要求，应按式（４）计算基础底面积。 ２确定基础底面积的计算步骤 通过上面的推导，对基础受力层范围内有软弱下卧层时， 软弱下卧层顶面处土的自重压力Ｐ￣＝２０×２＝４０ｋＮ／ｍ 故：Ｐｚ＋尸 １３０．１６ｋＮ／ｍ２＜ｆ￣＝１３８ｋＮ／ｍ 满足规范要求。 ②当０＝－１２。时，根据本文计算结果Ａ＝７５ ｍ２＝２．７４ｍ×Ｚ７４ｍ， 基础底面积的确定可按下列步骤进行：①根据勘察报告提供的 数据，计算出． ，并确定基础埋深，根据式（２）计算出Ａ ；②判 按《规范》第５．２．７条公式（５．２．７—３） ｆ２． ３７＋２ １ ２ ｔ×．× ｇｌ２ 。） ＝９７．９８ｋＮ／ｍ２断厶丘的关系，如果满足式（５），则Ａ。即为最终求得的最小基础 底面积Ａ；③当 、丘的关系不满足式（５）时，首先根据式（４）计算 出Ａ：，进而求出Ａ ，比较Ａ。与Ａ 较大者即为最终求得的最小 基础底面积Ａ。 软弱下卧层顶面处土的自重压力／：＇＝－－２０×２＝４０ ｋＮ，ｍ２ 故： 尸 １３７．９８ｋＮ／ｍ２＜ｆ￣＝１３８ ｋＮ／ｍ２满足规范要求。 ３算例 ４结论 某工程框架结构的一个柱基础，根据上部结构计算结果及 勘察报告，ＮＫ＝１０３５ｋＮ， Ｉ＝２．０ｍ，ｚ＝１．２ｍ， ＝２０ｋＮ／ｍ ，经计算 ｆ￣２ＯＯｋＰａ，ｆ￣＝１３８ ｋＰａ，为了对比计算结果，分别取地基附加压 力扩散角为０＝２３。和０＝１２。进行计算。 ３．１按本文方法计算 通过上述的推倒公式计算基础底面积，结果准确，计算简 单，不必反复验算，实用性强。 参考文献 ＧＢ５０００７—２００２，建筑地基基础设计规范『ｓ１．北京：中国建筑工业出版社， ２０ｏ２． 根据式（２）算得Ａ。＝５．６３ｍ 、丘显然不满足式（５），应进行软 （上接第６８页） 满足设计要求。 石灰桩桩体材料为生石灰和活性掺合料。规定生石灰ＣａＯ 本均匀且趋于稳定，含量不得小于７０％，石灰块直径不超过５ｃｍ～８ ｃｍ。根据该场地 ５结论及建议 地质条件，掺合料选用粉煤灰，材料配比为生石灰：粉煤灰＝ｌ： ①一般在软土地区７层以下工业与民用建筑物，在地下水 ２（体积比）。粉煤灰含水量在３０％左右。在石灰桩施工过程中，成 位很高的条件下，采用石灰桩法处理地基基础往往既经济，施 孔、清底、抽水、夯填、封口过程中施工质量均进行严格把关。孔 工进度又较快，效果较佳。 深、孔径均达到设计要求，填料均在孔口充分拌匀，而且每次下 料高度都不大于０．４ｍ，夯填密实度大于设计配合比最佳密实度 ９０％。 ②采用石灰桩法处理地基时为防止石灰桩向上膨胀，在桩 顶部分用粘土夯实，且封土厚度均不小于０．４ １１１。这样可使石灰 桩侧向膨胀，将地基土挤密。 由于生石灰与粉煤灰容重小于地基土，因此排土成孔石灰 桩施工工艺具有使加固层减载的优点。由于桩体材料置换土 ③对于软土必须进行下卧层强度验算。本工程原设计基底 压力１４０ｋＰａ，采用上述措施后，基底压力减至１３３ｋＰａ，基底附 体，使得石灰桩比同体积的土体重量减小了１／３以上，因而对软 加压力为１２５ｋＰａ。按地基基础设计规范，压力扩散角为２３。。 弱下卧层的压力减小，这个因素在此工程设计计算中未考虑， 经演算，下卧层顶面处土的附加压力 ）与下卧层顶面处土的自 作为安全储备。 重压力 ｚ）之和小于软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承 载力设计值 ，因此，软弱下卧层验算满足要求。 ④石灰桩复合地基不同于一般的柔性桩复合地基，例如石 为使桩间土得到最佳的挤密效果，此工程施工顺序为从外 向里，隔排施工。先施工最外排石灰桩可起到隔水的作用，场地 地下水因石灰桩灌孔时抽水外排而不断降低，这对于保证成桩 灰桩的减载作用、排水固结作用、挤密作用等均是深层搅拌桩 速度和成桩质量都起到了积极作用。 复合地基所不具备的，因此石灰桩复合地基的设计有其特殊 石灰桩施工进度较快，全部石灰桩施工在２０ｄ左右。 性，建议应根据工程的实际情况综合应用。 ４工程检测及效果 石灰桩２８ｄ龄期的桩身强度仅为后期强度的５０％～６０％， 参考文献 ［１］ ＧＢ５０００７—２００２，建筑地基基础设计规范【ｓ】．北京：中国建筑工业 出版社． 通常以２８ｄ检测结果确定石灰桩复合地基承载力。 本工程共对１５根桩和桩间土１５个点进行了静力触探检 测。结果表明，桩体强度ｆａ＝３２０ ｋＰａ，桩间土承载力ｆ￣＝１２０ ｋＰａ， 石灰桩复合地基承载力 ．［２］ ＪＧＪ７９—２００２，建筑地基处理技术规范【ｓ】．北京：中国建筑工业出 版社． ＝１６０ ｋＰａ，满足设计要求。 建筑物施工过程中进行了沉降观测，竣工后一年，沉降基 ［３］ 郑俊杰．地基处理技术【Ｍ】．武汉：华中科技大学出版社，２００４．
