石灰桩施工技术

石灰桩又称石灰挤密桩，是用机械或人工方法钻孔，然后向孔内注入石灰进行挤密压实成桩，或在石灰块中掺入适量的粉煤灰(一般经验配合比为8: 2或7: 3)制成石灰粉煤灰桩(又称石灰粉煤灰桩)，桩体与桩间土形成复合地基，提高地基承载力，减少沉降。

石灰桩具有加固效果显著、材料易得、施工简单的特点。适用于处理高含水量(30% ~ 130%)的粘性土地基、淤泥、含有机质的土和不太严重的黄土地基的湿陷事故，或作为严重湿陷事故的辅助处理措施。加固深度从几米到十几米不等，加固后地基强度可提高1 ~ 3倍，是简单处理软基的有效方法。但这种方法不适用于有地下水的砂土。

石灰桩不仅在成孔时压实桩周土，主要作用是生石灰吸收桩孔内桩土层的孔隙水，变成熟石灰时产生体积膨胀，压实桩周土，降低其孔隙比，加速地基土的固结，提高地基承载力，消除湿陷性，从而加固地基。石灰在桩周土壤吸水的化学反应过程中，产生吸水、膨胀、加热、脱水、压实、离子交换、胶凝等一系列作用。，从而降低土的含水量，减少孔隙比，提高承载力，并与桩周土结合形成复合地基。石灰桩本身具有一定的强度，单轴抗压强度可达300kPa。

2.施工参数的选择

(1)桩径

桩径一般为150 ~ 400 mm，视成孔机的管径和钻孔而定。

(2)桩的间距和布置

桩间距取决于桩直径和所需的压实效果。考虑到生石灰吸水膨胀后体积增加1倍，一般为桩径的3倍。桩距太大，约束力太小。平面布置可呈梅花形或方形，一般为桩径的3 ~ 4倍，原状土可不夯实或消除坍塌。

(3)桩长

桩的长度取决于土壤加固和上部结构的要求。如果加固是为了形成压缩性较小的垫层，桩长可以小一些，一般2 ~ 4m如果加固是为了减少沉降，就需要长桩，要深入压缩土层边界；如果加固是为了消除黄土湿陷性或处理湿陷性事故，桩长应达到消除湿陷性所需的深度；如果加固是为了解决深层滑动问题，桩长要穿过滑动面。洛阳铲成孔时桩长一般不超过6m；机械成孔管外给料时桩长不超过8m；当用螺旋钻向成孔管内供料时，桩的长度可适当加长。

3.建筑技术

(1)材料

新鲜石灰应粉碎过筛，直径2 ~ 5 mm，含粉量不得超过总重量的10%；CaO含量不得低于80%，其中石夹杂物不得超过5%，且无有机杂质。粉煤灰应为干灰，含水量应小于5%。

(2)施工顺序

加固范围内的桩施工顺序一般是先外排后内排，先四周后中间；单排桩应先两端后中间施工，施工顺序为每隔1 ~ 2孔进行，不得左右平行推进，以免挤向一侧；若对原建筑基础进行加固，施工顺序应为由外向内；如果靠近建筑，可以先设置一些“隔桩”，将其与施工区域隔开；对于非常软的粘性土地基，应先大间距打桩，30天后再按设计间距中间补桩。

(3)打桩

1)成孔:桩的成孔与灰土桩基本相同，可采用沉管法、冲击法、螺旋钻孔法、爆扩法或洛阳铲法。

2)夯实:如果桩孔验收合格，应立即将所需粒径的石灰分层填入桩孔中。石灰粉煤灰堆，粉煤灰和生石灰的重量比一般为3∶7，使用时要搅拌均匀。用人工填料，每隔20 ~ 50 cm，用10 ~ 15 kg夹板锤或梨形锤进行压实。

3)压盖:由于生石灰的吸水膨胀，各个方向都会产生很大的膨胀力。为了减少向上膨胀力的损失，应限制石灰桩的提升力。夯距桩顶0.5 ~ 1.0m时，用3∶7灰土或C7.5素混凝土夯压，顶标高值以底标高值为准。

石灰桩有管内桩和管外桩两种方法。一般应采用管内打桩。即机械或人工成孔后填筑、夯实、封顶，自上而下成孔，自下而上填筑、夯实成桩。

图7-36管外成桩过程流程图

管外成桩法难以保证成孔质量，仅用于大面积淤泥等软弱地基。首先，将石灰材料铺设在待加固的地面上。地基土吸水后膨胀固结，然后用打桩机铺设钢管形成一段孔洞，再拔出管子填充一段材料后形成一段孔洞。桩孔达到设计深度后，拔出钢管，钢管外已形成一层石灰桩墙，桩间土已基本固结，自上而下形成管外桩身，再用填料夯实管内桩身。施工流程如图7-36所示。

4.质量检查

1)控制填灰量，每1m测量一次，控制填灰系数满足要求。

2)挖孔桩检验和桩身取样试验，以确定桩径、桩形、桩料分布和桩的密实度等。

3)用轻便触探确定桩和桩周土的承载力。

4)复合地基的承载力和压缩模量可通过大面积载荷试验，结合小面积桩间土载荷试验来计算。

5)桩周土可采用静力触探试验、十字板和钻孔取样法进行检测，并要求达到规定的质量指标。