一级结构工程师专业考试复习资料（100）

会计考友

石灰搅拌桩与桩间土的复合地基效应
　　生石灰加固软弱地基后，石灰搅拌与未加固部分地基土形成复合地基，复合地基的强度包括搅拌桩桩体的强度和桩周土粘聚力增加后的强度，石灰搅拌桩与周围地基相比具有更高的抗剪强度。与生石灰搅拌桩邻接的桩周土，由于拌合时产生的高温和凝聚反应形成厚度达数厘米的高度硬壳，此层硬层的存在影响了石灰搅拌桩的吸水和排水，尤其是后期排水，但在施工期内此层硬壳尚未形成，排水作用是可以发挥的。从对一些工程的天然土和单桩复合地基荷载试验中，发现石灰搅拌桩复合地基的加荷后稳定时间较天然土基为短，也就证实了石灰搅拌桩的排水固结作用。
　　石灰搅拌桩与桩间土的复合地基抗剪强度可用下式计算：
　　 τˊ=（1-dˊs）Cˊ+ dˊsτp（1）
　　式中：τˊ——复合地基抗剪强度，KPa；
　　 τˊP——石灰搅拌桩的抗剪强度，KPa；
　　 dˊs——消化和凝硬反应结束后石灰搅拌桩加固率（面积比）
　　 dˊs =（1.5-1.8）ds（2）
　　 ds——石灰搅拌桩置换率（面积比）
　　 ds =πd2/4l2（3）
　　 d——石灰搅拌桩直径，d=50cm；
　　 l——石灰搅拌桩间中心距，cm；
　　 Cˊ——石灰搅拌桩加固后地基土的粘聚力，KPa；
　　 Cˊ=Co＋dΔP，（4）
　　式中：Co——原地基土的粘聚力，KPa；
　　 d——经石灰搅拌桩处理后的强度增加系数，d= 0.1-0.4；
　　 ΔP——有效压缩荷载，它是固结试验曲线中与加固后孔隙比e'对应的压缩荷载P'与固结屈服应力Pc之差。
　　石灰搅拌加固后的地基，桩体强度高于桩间土。因此，在工程结构荷载和车辆荷载作用下，土体被压缩，承载力主要靠桩体承担。由于土相对于桩有向下滑动的趋势，桩面对桩周土产生一向上的摩擦阻力，故靠近桩周土的压力值为向下的施工荷载值与向上的摩擦力两部分之和。因此，靠近桩边的土承受的压力最小，桩间地基土应力降低，而石灰搅拌桩桩体产生应力集中现象，根据基础底面桩和桩间土上埋没的土压力盒测定结果，得出桩体和桩间土的荷载应力分担比n＝P/S=3-15（为石灰搅拌承担的应力，为桩间土承担的应力）。在用石灰搅拌桩加固公路软基时，一般采用n=3～5较适宜。
　　石灰搅拌桩加固公路软基的容许沉降量S用下式计算：
　　 S=ΔH-ΔS（5）来自www.Examw.com
　　式中：ΔH——加固前的地基土最终沉降量，cm；
　　 ΔS——石灰搅拌桩在垂直方向产生的固结沉降，cm；
　　 ΔS=HC*Δe/（1+e0）（6）
　　式中：HC——石灰搅拌桩的加固深度；
　　 Δe——孔隙比的降低值；
　　 Δe=e0-eˊ =GS*ΔH/100（7）
　　式中：e0——原地基的初始孔隙比；
　　 e——地基加固后孔隙比；
　　 Δw——由式（s）求出的含水量降低值；
　　 GS——土颗粒比重。
　　据资料介绍某一路堤地基用深层搅拌石灰桩处理软土地基，该地基由高灵敏度的粉质软粘土构成，厚度6-12m，抗剪强度10KPa，含水量60％，经室内试验表明，用制备的石灰加固试样测试其抗剪强度，在10d后增加到50KPa，三个月后测试强度增加到100KPa，在试验路堤4m高的下面，石灰搅拌桩的设计间距为1.0-1.2m，桩长10m.经现场测试的沉降曲线表明，用石灰搅拌桩加固的地基沉降减少了大约60％，其沉降量为20-25m，设计计算值与实测值吻合较好。