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)
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。
4 生石灰剂量对石灰搅拌桩强度的影响
图2表示不同的生石灰剂量对各种土的单轴抗压强度的影响。在同一生石灰含量的条件下,不同的土类具有明显不同的抗压强度,根据室内试验表明:(1)当生石灰含量在6%- 18%的范围内变化时,石灰搅拌桩仍保持原来土壤的特性;(2)不同土性的石灰粉渗入量各有最佳渗人量区间,大于或小于这一区间的渗入量,都得不到经济的加固效果。
生石灰的膨胀力与生石灰的含量成正比,但膨胀应力的大小,则与生石灰有效氧化钙含量、约束力的大小和方向、熟化的快慢有关,如采用有效氧化钙含量为85%-89%的生石灰,让其在近似完全约束的条件下熟化,测得其轴向膨胀应力最高可达11.6MPa,随着周围约束的放松,轴向膨胀应力急剧减少,膨胀力所做的功已转化为周围土的变形位能而趋于平衡。总之,对于一般的地基(特别是软土),当生石灰用量超过一定界限时,其约束力绝对不可能阻止石灰搅拌桩的膨胀,巨大的膨胀力必将在相当范围内传布,这就是石灰搅拌桩直径增大的原因。