4.生石灰劑量對石灰攪拌樁強度的影響

　　圖2表示不同的生石灰劑量對各種土的單軸抗壓強度的影響。在同一生石灰含量的條件下，不同的土類(lèi)具有明顯不同的抗壓強度，根據室內試驗表明：（1）當生石灰含量在6%-18%的范圍內變化時(shí)，石灰攪拌樁仍保持原來(lái)土壤的特性；（2）不同土性的石灰粉滲入量各有最佳滲人量區間，大于或小于這一區間的滲入量，都得不到經(jīng)濟的加固效果。

　　生石灰的膨脹力與生石灰的含量成正比，但膨脹應力的大小，則與生石灰有效氧化鈣含量、約束力的大小和方向、熟化的快慢有關(guān)，如采用有效氧化鈣含量為85%-89%的生石灰，讓其在近似完全約束的條件下熟化，測得其軸向膨脹應力最高可達11.6MPa，隨著(zhù)周?chē)�約束的放松，軸向膨脹應力急劇減少，膨脹力所做的功已轉化為周?chē)�土的變形位能而趨于平衡�？傊�，對于一般的地基（特別是軟土），當生石灰用量超過(guò)一定界限時(shí)，其約束力絕對不可能阻止石灰攪拌樁的膨脹，巨大的膨脹力必將在相當范圍內傳布，這就是石灰攪拌樁直徑增大的原因。

　　5.石灰攪拌樁的強度取決于軟粘土的含水量

　　石灰攪拌樁的強度能否形成和強度高低，與軟粘土的含水量有關(guān)。生石灰轉變?yōu)槭焓�灰以及繼續水化，都要吸收和蒸發(fā)軟粘土中的水份。因此，必須要有足夠的水供石灰水化，否則無(wú)法形成強度。另一方面水又不能過(guò)多，以使處于飽和狀態(tài)的軟粘土能夠因脫水而轉變成三相狀態(tài)，軟土中的空氣才能為碳酸化反應提供足夠的二氧化碳，從而形成使灰土反應生成有一定強度的膠結物質(zhì)條件，形成較高的強度。由于石灰攪拌樁中的水分在強度形成中得到消耗，灰土含水量就會(huì )大幅度減少，甚至由流動(dòng)狀態(tài)轉變?yōu)橛菜苣酥翀杂矤顟B(tài)，從而大大提高石灰土的強度。圖3為石灰土抗剪強度軟土含水量、時(shí)間的變化情況，縱軸表示石灰土的抗剪強度，橫軸表示軟粘土含水量。從圖3可以看出：

　　6.石灰攪拌樁適宜的土質(zhì)條件

　　石灰攪拌樁是靠石灰與土之間發(fā)生一系列物理化學(xué)反應而形成強度的，不同的土質(zhì)會(huì )產(chǎn)生不同的加固效果，其適宜的加固土粒徑范圍如圖4所示，圖中陰影部分為適宜的石灰攪拌樁應用范圍，可用于公路工程的軟粘土中的擋土結構，開(kāi)挖護坡、橋涵通道結構地基等。

　　粘土顆粒粒徑小，表面積大，分散性大，穩定性差，容易和石灰發(fā)生反應，并且粘土較小的滲透系數�？墒故�灰攪拌樁含水量降低，所以石灰攪拌樁適宜處理軟粘土地基。在軟粘土礦物成份中，高嶺土、伊利土和蒙脫土為三種主要的粘土礦物成分，而從結構、能量和成份三個(gè)方面又可以說(shuō)明蒙脫土最容易與石灰發(fā)生反應，例如對于淤泥質(zhì)粘土土樣用X射線(xiàn)衍射礦物分析，穩定性好的礦物石英含量在40%以上，高嶺土和伊利土含量為40%，把其中一段大氣干燥的淤泥粘土石灰攪拌樁鉆取試樣放入水中，約一個(gè)多小時(shí)就完全崩解為泥漿，崩解速度與一般粘土十分接近，說(shuō)明了這類(lèi)粘土恰恰缺少蒙脫土類(lèi)粘土礦物，石灰較難與土發(fā)生化學(xué)反應，不能大量生成碳酸鈣等膠結物質(zhì)，致使石灰攪拌樁強度較低，也揭示了石灰攪拌樁適宜于蒙脫土類(lèi)礦物含量高的粘土地基。

　　7.結語(yǔ)

　　通過(guò)分析，可見(jiàn)石灰攪拌樁處理軟粘士和淤泥質(zhì)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(jīng)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，可以取得較好的經(jīng)濟效益，適宜用于高等級公路的擋土結構、橋涵、通道的軟土地基中。