[發明專利]一種公路軟地基加固處理方法

無效

• 申請號: 201210310664.9
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN103628377A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 李孝虎
• 申請（專利權）人: 李孝虎
• 主分類號: E01C3/04
• 分類號: E01C3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及公路地基處理技術領域，具體涉及一種公路軟地基加固處理方法。

背景技術

在高等級公路中，遇到不少涵洞、通道、擋土結構等結構物置于軟弱地基上或軟厚的雜填土之上，施工期短暫時，成為不少建設單位和設計單位的棘手問題。針對這個問題，采用生石灰噴粉深層攪拌樁(簡稱石灰攪拌樁)進行軟土地基處理，具有技術簡單可行，且經濟合理的特點，能有效地加固軟弱地基，減少軟土層沉降和整體工程工后沉降，提高軟土層的承載力。通過機構攪拌，將軟土重塑的同時摻入適量的石灰，石灰與軟土礦物發生化學反應，形成一種復雜的不溶于水的、將土顆粒粘結在一起的硅酸鈣凝膠，硅酸鈣凝膠起到包裹和聯結的作用，形成網狀結構，在土顆粒間相互穿插，使土顆粒聯系得很牢固，改善了土的物理力學性質，發揮了石灰固化劑的強化作用。通過分析實驗，深層攪拌石灰樁強度形成機理，加固處理公路軟基的有效性和應用條件。石灰攪拌樁處理軟粘士和淤泥質粘土地基的效果是明顯的，用石灰攪拌樁處理后的地基，滲透性增大，石灰攪拌樁有助于排水固結，經處理后復合地基降低了軟土含水量，增大了粘聚力，復合地基的強度得到了提高，適宜用于高等級公路的擋土結構、橋涵、通道的軟土地基中。該方法具有施工設備簡單、施工方法方便的特點。

發明內容

本發明通過機構攪拌，將軟土重塑的同時摻入適量的石灰，石灰與軟土礦物發生化學反應，形成一種復雜的不溶于水的、將士顆粒粘結在一起的硅酸鈣凝膠，改善了土的物理力學性質，發揮了石灰固化劑的強化作用。

為了實現上述目的，本發明技術方案如下：

1、利用生石灰對軟粘土地基的機理，形成石灰土樁體

根據設計確定石灰攪拌樁鉆機的位置，啟動攪拌機，鉆進時噴射壓縮空氣，準備加固的土在原位受到擾動。隨著鉆進到設計標高，鉆機鉆頭反向旋轉，邊提升，邊由壓縮空氣輸送生石灰，向著由鉆頭攪拌葉片旋轉產生的空隙部位噴入被攪拌的土體中，使土體和石灰進行充分拌和，形成具有整體性好，水穩定性好和一定強度的石灰土樁。

(1)生石灰與地基軟粘土通過強制做拌均勻，很快產生水化作用，形成Ca(OH)2。在這生石灰變為熟石灰的過程中，產生的熱量促進水分蒸發，使軟土地基的含水量降低，同時石灰體積產生膨脹，此時膨脹力所作的功轉化為周圍土的變形位能。

(2)熟石灰的Ca2+離子在水的作用下與軟土顆粒產生絮凝反應作用，反應過程使軟土顆粒結合水膜厚度減簿，土的塑性降低，土粒間的粘結力增加，土體強度和水穩定性提高。

(3)熟石灰與粘土顆粒中的活性硅鋁礦物進一步緩慢地產生化學作用，過程中又吸收熟石灰漿中的水分，形成結晶和生成鋁酸鹽和水化硅酸鈣，改變了粘土的結構。

2、利用石灰攪拌樁排水固結，增強石灰樁體強度

石灰攪拌樁施工期樁體含水量總是很高，在樁頂的墊層上有明顯的圓形濕痕，表明樁體含水量及滲透系數均大于樁間土。由于樁身材料拌合不均勻，以及配合比、摻合料不同，涮得樁身滲透系數在4.07×10-3-10-5cm/s之間，說明石灰樁身排水固結作用較好生石灰作為固化劑時，軟粘土的滲透性系數隨著時間而直線上升；而用10％的水泥作為固化劑時，軟粘土的滲透系數隨著時間而直線下降。石灰適合于塑性指數較高的軟粘土地基，水泥適合于塑性指數較低的軟土地基。

當石灰攪拌樁滲透系數K值足夠小(如軟粘土地基)，而樁的直徑d又足夠大(例d≥50cm時)，即使樁處于水下，也不能形成充分供水的條件，石灰攪拌樁的含水量仍然較初始含水量大幅度減小.水量高達100％的軟土中，石灰樁身強度也比周圍土的強度高達10倍以上。

3石灰攪拌樁與樁間土的復合地基結構形成

生石灰加固軟弱地基后，石灰攪拌與未加固部分地基土形成復合地基，復合地基的強度包括攪拌樁樁體的強度和樁周土粘聚力增加后的強度，石灰攪拌樁與周圍地基相比具有更高的抗剪強度。與生石灰攪拌樁鄰接的樁周土，由于拌合時產生的高溫和凝聚反應形成厚度達數厘米的高度硬殼，此層硬層的存在影響了石灰攪拌樁的吸水和排水，尤其是后期排水，但在施工期內此層硬殼尚未形成，排水作用是可以發揮的。從對天然土和單樁復合地基荷載試驗，發現石灰攪拌樁復合地基的加荷后穩定時間較天然土基為短，也就證實了石灰攪拌樁的排水固結作用。