【摘 要】 討論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。該方法具有設備簡單、施工方便
、經濟效益好的特點。 


【關鍵詞】 公路軟基；複合地基
；深層攪拌石灰樁 

在高等級公路中，遇到不少涵洞、通道
、dangtujiegoudengjiegouwuzhiyuruanruodijishanghuoruanhoudezatiantuzhishang，shigongqiduanzanshi，chengweibushaojianshedanweiheshejidanweidejishouwenti。zhenduizhegewenti，caiyongshengshihuipenfenshencengjiaobanzhuang（簡稱石灰攪拌樁）進(jin)行(xing)軟(ruan)土(tu)地(di)基(ji)處(chu)理(li)
，具(ju)有(you)技(ji)術(shu)簡(jian)單(dan)可(ke)行(xing)，且(qie)經(jing)濟(ji)合(he)理(li)的(de)特(te)點(dian)，能(neng)有(you)效(xiao)地(di)加(jia)固(gu)軟(ruan)弱(ruo)地(di)基(ji)
，減(jian)少(shao)軟(ruan)土(tu)層(ceng)沉(chen)降(jiang)和(he)整(zheng)體(ti)工(gong)程(cheng)工(gong)後(hou)沉(chen)降(jiang)，提(ti)高(gao)軟(ruan)土(tu)層(ceng)的(de)承(cheng)載(zai)力(li)。 

1 生石灰對軟粘土地基的基本作用 

根(gen)據(ju)設(she)計(ji)確(que)定(ding)石(shi)灰(hui)攪(jiao)拌(ban)樁(zhuang)鑽(zuan)機(ji)的(de)位(wei)置(zhi)，啟(qi)動(dong)攪(jiao)拌(ban)機(ji)，鑽(zuan)進(jin)時(shi)噴(pen)射(she)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)，準(zhun)備(bei)加(jia)固(gu)的(de)土(tu)在(zai)原(yuan)位(wei)受(shou)到(dao)擾(rao)動(dong)。隨(sui)著(zhe)鑽(zuan)進(jin)到(dao)設(she)計(ji)標(biao)高(gao)，鑽(zuan)機(ji)鑽(zuan)頭(tou)反(fan)向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)，邊(bian)提(ti)升(sheng)，邊(bian)由(you)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)輸(shu)送(song)生(sheng)石(shi)灰(hui)，向(xiang)著(zhe)由(you)鑽(zuan)頭(tou)攪(jiao)拌(ban)葉(ye)片(pian)旋(xuan)轉(zhuan)產(chan)生(sheng)的(de)空(kong)隙(xi)部(bu)位(wei)噴(pen)入(ru)被(bei)攪(jiao)拌(ban)的(de)土(tu)體(ti)中(zhong)
，使(shi)土(tu)體(ti)和(he)石(shi)灰(hui)進(jin)行(xing)充(chong)分(fen)拌(ban)和(he)，形(xing)成(cheng)具(ju)有(you)整(zheng)體(ti)性(xing)好(hao)
，水(shui)穩(wen)定(ding)性(xing)好(hao)和(he)一(yi)定(ding)強(qiang)度(du)的(de)石(shi)灰(hui)土(tu)樁(zhuang)。 

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，形成一種複雜的不溶於水的、將(jiang)土(tu)顆(ke)粒(li)粘(zhan)結(jie)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)矽(gui)酸(suan)鈣(gai)凝(ning)膠(jiao)

，矽(gui)酸(suan)鈣(gai)凝(ning)膠(jiao)起(qi)到(dao)包(bao)裹(guo)和(he)聯(lian)結(jie)的(de)作(zuo)用(yong)
，形(xing)成(cheng)網(wang)狀(zhuang)結(jie)構(gou)，在(zai)土(tu)顆(ke)粒(li)間(jian)相(xiang)互(hu)穿(chuan)插(cha)
，使(shi)土(tu)顆(ke)粒(li)聯(lian)係(xi)得(de)很(hen)牢(lao)固(gu)
，改(gai)善(shan)了(le)土(tu)的(de)物(wu)理(li)力(li)學(xue)性(xing)質(zhi)
，發(fa)揮(hui)了(le)石(shi)灰(hui)固(gu)化(hua)劑(ji)的(de)強(qiang)化(hua)作(zuo)用(yong)。 

要形成矽酸鈣凝膠，隻有在有足夠的水使Ca2+和OH-1離子能夠轉移到粘土顆粒表麵時才能實現
，利用土顆粒、水和石灰之間的化學反應達到這一目的，以改善土的性質，具體來說
，石灰對軟土的基本作用如下： 

（1）生石灰與地基軟粘土通過強製做拌均勻，很快產生水化作用
，形成 Ca（OH)2 。在zai這zhe生sheng石shi灰hui變bian為wei熟shu石shi灰hui的de過guo程cheng中zhong，產chan生sheng的de熱re量liang促cu進jin水shui分fen蒸zheng發fa，使shi軟ruan土tu地di基ji的de含han水shui量liang降jiang低di，同tong時shi石shi灰hui體ti積ji產chan生sheng膨peng脹zhang，此ci時shi膨peng脹zhang力li所suo作zuo的de功gong轉zhuan化hua為wei周zhou圍wei土tu的de變bian形xing位wei能neng。例li如ru廣guang東dong省sheng雲yun浮fu硫liu鐵tie礦kuang專zhuan用yong線xian有you一yi座zuo4．5m蓋板涵基礎采用石灰噴粉深層攪拌處理軟基
，鑽頭直徑為500mm，形成石灰樁之後，在粉細砂層直徑增大為520mm，在軟土層直徑內直徑增大為600-700mm

，樁體體積增大，對周圍土起了壓密作用。  

（2）熟石灰的Ca2+離(li)子(zi)在(zai)水(shui)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)與(yu)軟(ruan)土(tu)顆(ke)粒(li)產(chan)生(sheng)絮(xu)凝(ning)反(fan)應(ying)作(zuo)用(yong)
，這(zhe)一(yi)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)使(shi)軟(ruan)土(tu)顆(ke)粒(li)結(jie)合(he)水(shui)膜(mo)厚(hou)度(du)減(jian)簿(bu)

，土(tu)的(de)塑(su)性(xing)降(jiang)低(di)
，土(tu)粒(li)間(jian)的(de)粘(zhan)結(jie)力(li)增(zeng)加(jia)，土(tu)體(ti)強(qiang)度(du)和(he)水(shui)穩(wen)定(ding)性(xing)提(ti)高(gao)。 

上述兩種化學反應過程，主要發生在生石灰與軟土強製攪拌混合後的數小時內
，是石灰對軟粘土的早期基本作用。 

（3）熟shu石shi灰hui與yu粘zhan土tu顆ke粒li中zhong的de活huo性xing矽gui鋁lv礦kuang物wu進jin一yi步bu緩huan慢man地di產chan生sheng化hua學xue作zuo用yong，過guo程cheng中zhong又you吸xi收shou熟shu石shi灰hui漿jiang中zhong的de水shui分fen
，形xing成cheng結jie晶jing和he生sheng成cheng鋁lv酸suan鹽yan和he水shui化hua矽gui酸suan鈣gai，改gai變bian了le粘zhan土tu的de結jie構gou。這zhe一yi反fan應ying過guo程cheng將jiang持chi續xu數shu年nian，是shi石shi灰hui對dui軟ruan粘zhan土tu的de後hou期qi作zuo用yong。 

2 石灰攪拌樁身的排水固結作用 

tongguoduiyixiegongchengshigongdeshihuijiaobanzhuangguance，faxianshigongqizhuangtihanshuiliangzongshihengao
，zhiguanbiaoxianzaizhuangdingdediancengshangyoumingxiandeyuanxingshihen
，biaomingzhuangtihanshuiliangjishentouxishujundayuzhuangjiantu。youyuzhuangshencailiaobanhebujunyun，yijipeihebi、摻合料不同
，涮得樁身滲透係數在4.07×10-3-10-5cm／s之間，相當於粉砂、細砂的滲透係數，較粘土、亞粘土的滲透係數大10倍至100倍，說明石灰樁身排水固結作用較好。 

圖1表示軟粘土地基經石灰攪拌後滲透增長情況，K為滲透係數。用10％ 

生石灰作為固化劑時
，軟粘土的滲透性係數隨著時間而直線上升；而用10％的(de)水(shui)泥(ni)作(zuo)為(wei)固(gu)化(hua)劑(ji)時(shi)
，軟(ruan)粘(zhan)土(tu)的(de)滲(shen)透(tou)係(xi)數(shu)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)而(er)直(zhi)線(xian)下(xia)降(jiang)。石(shi)灰(hui)適(shi)合(he)於(yu)塑(su)性(xing)指(zhi)數(shu)較(jiao)高(gao)的(de)軟(ruan)粘(zhan)土(tu)地(di)基(ji)，水(shui)泥(ni)適(shi)合(he)於(yu)塑(su)性(xing)指(zhi)數(shu)較(jiao)低(di)的(de)軟(ruan)土(tu)地(di)基(ji)。在(zai)相(xiang)同(tong)條(tiao)件(jian)下(xia)
，用(yong)石(shi)灰(hui)處(chu)理(li)的(de)臨(lin)時(shi)加(jia)固(gu)效(xiao)果(guo)在(zai)前(qian)數(shu)小(xiao)時(shi)內(nei)比(bi)水(shui)泥(ni)處(chu)理(li)的(de)要(yao)明(ming)顯(xian)來(lai)得(de)快(kuai)。 

值得注意的是，當石灰攪拌樁滲透係數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），即使樁處於水下，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．在天津塘沽軟土路基試驗中
，於五年後挖出石灰樁
，也發現樁身仍非常堅硬，日本的一份資料談到，即使在含水量高達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複合地基效應 


生sheng石shi灰hui加jia固gu軟ruan弱ruo地di基ji後hou
，石shi灰hui攪jiao拌ban與yu未wei加jia固gu部bu分fen地di基ji土tu形xing成cheng複fu合he地di基ji，複fu合he地di基ji的de強qiang度du包bao括kuo攪jiao拌ban樁zhuang樁zhuang體ti的de強qiang度du和he樁zhuang周zhou土tu粘zhan聚ju力li增zeng加jia後hou的de強qiang度du，石shi灰hui攪jiao拌ban樁zhuang與yu周zhou圍wei地di基ji相xiang比bi具ju有you更geng高gao的de抗kang剪jian強qiang度du。與yu生sheng石shi灰hui攪jiao拌ban樁zhuang鄰lin接jie的de樁zhuang周zhou土tu
，由you於yu拌ban合he時shi產chan生sheng的de高gao溫wen和he凝ning聚ju反fan應ying形xing成cheng厚hou度du達da數shu厘li米mi的de高gao度du硬ying殼ke，此ci層ceng硬ying層ceng的de存cun在zai影ying響xiang了le石shi灰hui攪jiao拌ban樁zhuang的de吸xi水shui和he排pai水shui，尤you其qi是shi後hou期qi排pai水shui，但dan在zai施shi工gong期qi內nei此ci層ceng硬ying殼ke尚shang未wei形xing成cheng

，排pai水shui作zuo用yong是shi可ke以yi發fa揮hui的de。從cong對dui一yi些xie工gong程cheng的de天tian然ran土tu和he單dan樁zhuang複fu合he地di基ji荷he載zai試shi驗yan中zhong，發fa現xian石shi灰hui攪jiao拌ban樁zhuang複fu合he地di基ji的de加jia荷he後hou穩wen定ding時shi間jian較jiao天tian然ran土tu基ji為wei短duan，也ye就jiu證zheng實shi了le石shi灰hui攪jiao拌ban樁zhuang的de排pai水shui固gu結jie作zuo用yong。 

石灰攪拌樁與樁間土的複合地基抗剪強度可用下式計算： 

τ