205国道桥头软弱地基处理.docx

二灰桩在软土路基加固中的应用
1 问题的提出
以粉煤灰和石灰为主体材料掺入少量添加剂经搅拌均匀压实而成的二灰桩是一种半刚性桩,二灰桩特
别适用于以沉降和稳定为控制条件的工程,如高速公路与高速 (重载 )铁路中包括桥台在内的填方路堤、机
场跑道、集装箱码头、土石坝及各类工业与民用建筑的软土地基大面积加固处理 .
软土在我国分布范围广、土层厚度大 .其特点是含水量高、孔隙比大、抗剪强度低,压缩系数高、渗透
系数小、沉降稳定时间长 .在土木、交通、水利等基础工程建设中经常遇到天然地基不能满足设计要求,需
要对地基进行人工加固处理 .地基处理是否合理,关系到整个工程的质量、进度和投资,因此它是影响工程
造价的重要因素之一 .在某地高速公路(填方路堤高  )软土路基加固中采用了三种加固处理方法,见
表 1. 从表 1 可以看出二灰桩兼有预压(砂井或塑料排水带)和水泥土桩(湿法或干法)并用的效果,并且
具有技术可靠、工期短、造价低的优点,而且大量利用固体废料,是比较经济有效的路基处理方法 .
2 原理
二灰桩中的主体材料是燃煤发电厂排放的粉煤灰,当有水存在时,粉煤灰中的 SiO2 和 Al2O3 能在常
温下与石灰中的 CaO 产生化学反应生成新的水硬性胶凝物质 . 二灰桩体强度大小与材质、配比、密实度及
龄期等因素有关 .二灰桩容重 γ一般为  (干密度 γd= )渗透系数 k 为 10-4cm/s ,30 ~ 60
天桩体单轴抗压强度 qu 为 ~  ,粘聚力 C 为  ~ ,内摩擦角 φ为 30°~40°,变形模量
E50 为 160MPa.
二灰桩用于饱和软粘土地基处理具有置换与吸排水两大功能 .二灰桩取代(置换)了同体积的软粘土,
复 .
并与原土一起构成 “ 合地基 ”荷载试验和工程实践证明,二灰桩土复合地基与原地基相比:承载力可提高
 ~  倍,沉降变形减少 50% ~ 94%. 复合地基承受外荷载时, 因变形模量不同而产生应力向二灰桩集中,
根据外荷载大小和土层条件,其桩土应力比 n 为 3~ 10. 二灰桩吸排水有两层含义:一是化学吸水,桩体从
周围土中吸取使强度增长所需水份,这是短期和有限的;二是毛细水效应,这是长期起作用的,也是二灰
负
桩所特有的一种现象 .即使无外荷载,也能在土中产生 “ 压排水 ”,降低孔隙水压,增加土的有效应力,加
速桩周土的固结并提高其强度 .实践表明,由于二灰桩毛细水的作用,引起地下水位普遍下降,其降低量一
般为桩长的 1/3 ~ 2/3. 而桩四周土的有效应力增量相当于地下水位下降一定高度水柱的压力 .桩间土强度一
般可提高  ~ 倍.
3 设计与施工和检验
设计
(1) 处理范围和深度的确定 根据稳定和沉降分析计算及荷载性质确定地基处理范围与深度 .二灰桩应
超过最危险滑弧深度,桩土复合地基承载力满足设计值,同时工后沉降还应符合规范以及其他特殊要求 .
(2) 二灰桩排列 二灰桩平面布置有等边三角形(梅花形)和正方形两种排列形式,以等边三角形排列
较为紧凑和有效,常在实际工程中采用 .二灰桩直径 d 为  ~  ,桩间距 L