在高等級公路中，遇到不少涵洞、通道、擋土結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)物置于軟弱地基下或軟厚的雜填土之上，施工期短暫時(shí)，成為不少建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的棘手問題。針對這個(gè)問題，采用生石灰噴粉深層攪拌樁（簡稱石灰攪拌樁）進(jìn)行軟土地基處理，具有技術(shù)簡單可行，且經(jīng)濟(jì)合理的特點(diǎn)，能有效地加固軟弱地基，減少軟土層沉降和整體工程后沉降，提高軟土層的承載力。
1、 生石灰對軟粘土地基的基本作用
根據(jù)設(shè)計(jì)確定石灰攪拌樁鉆機(jī)的位置，啟動攪拌機(jī)，鉆進(jìn)時(shí)噴射壓縮空氣，準(zhǔn)備加固的土在原位受到擾動。隨著鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，鉆機(jī)鉆頭反向旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)產(chǎn)生的空隙部位噴入被攪拌的土體中，使土體和石灰進(jìn)行充分拌和，形成具有整體性好，水穩(wěn)定性好和一定強(qiáng)度的石灰土樁。
通過機(jī)構(gòu)攪拌，將軟土重塑的同時(shí)摻入適量的石灰，石灰與軟土礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種復(fù)雜的不溶于水的、將土顆粒粘結(jié)在一起的硅酸鈣凝膠。硅酸鈣膠起到包裹和聯(lián)結(jié)的作用，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在土顆粒間相互穿插，使土顆粒聯(lián)系得很牢固，改善了土的物理力學(xué)性質(zhì)，發(fā)揮了石灰固化劑的強(qiáng)化作用。
要形成硅酸鈣凝膠，只有在有足夠的水使Ca2+和OH-1離子能夠轉(zhuǎn)移到粘土顆粒表面時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。利用土顆粒、水和石灰之間的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到這一目的，以改善土的性質(zhì)。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(qiáng)制攪拌均勻，很快產(chǎn)生水化作用，形成Ca(OH)2。在這生石灰變?yōu)槭焓业倪^程中，產(chǎn)生的熱量促進(jìn)水分蒸發(fā)，使軟土地基的含水量降低，同時(shí)石灰體積產(chǎn)生膨脹，此時(shí)膨脹力所在作的功能轉(zhuǎn)化為周圍土的變形位能。例如廣東省云浮硫鐵礦專用線有一座4.5m蓋板涵基礎(chǔ)采用石灰噴粉深層攪拌處理軟基，鉆頭直徑為500mm，形成石灰樁之后，在粉細(xì)砂層直徑增大為520mm，在軟土層直徑內(nèi)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+離子在水的作用下與軟土顆粒產(chǎn)生絮凝反應(yīng)作用。這一反應(yīng)過程使軟土顆粒結(jié)合水膜厚度減薄，土的塑性降低，土粒間的粘結(jié)力增加，土體強(qiáng)度和水穩(wěn)定性提高。
上述兩種化學(xué)反應(yīng)過程，主要發(fā)生在生石灰與軟土強(qiáng)攪拌混合后的數(shù)小時(shí)內(nèi)，是石灰對軟粘土的早期基本作用。
（3）熟石灰與粘土顆粒中的活性硅鋁礦物進(jìn)一步緩慢的產(chǎn)生化學(xué)作用，過程中又吸收石灰漿中的水分，形成結(jié)晶和生成鋁酸鹽和水化硅酸鈣，改變了粘土的結(jié)構(gòu)。這一反應(yīng)過程將持續(xù)數(shù)年，是石灰對軟粘土的后期作用。
1、 生石灰對軟粘土地基的基本作用
根據(jù)設(shè)計(jì)確定石灰攪拌樁鉆機(jī)的位置，啟動攪拌機(jī)，鉆進(jìn)時(shí)噴射壓縮空氣，準(zhǔn)備加固的土在原位受到擾動。隨著鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，鉆機(jī)鉆頭反向旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)產(chǎn)生的空隙部位噴入被攪拌的土體中，使土體和石灰進(jìn)行充分拌和，形成具有整體性好，水穩(wěn)定性好和一定強(qiáng)度的石灰土樁。
通過機(jī)構(gòu)攪拌，將軟土重塑的同時(shí)摻入適量的石灰，石灰與軟土礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種復(fù)雜的不溶于水的、將土顆粒粘結(jié)在一起的硅酸鈣凝膠。硅酸鈣膠起到包裹和聯(lián)結(jié)的作用，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在土顆粒間相互穿插，使土顆粒聯(lián)系得很牢固，改善了土的物理力學(xué)性質(zhì)，發(fā)揮了石灰固化劑的強(qiáng)化作用。
要形成硅酸鈣凝膠，只有在有足夠的水使Ca2+和OH-1離子能夠轉(zhuǎn)移到粘土顆粒表面時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。利用土顆粒、水和石灰之間的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到這一目的，以改善土的性質(zhì)。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(qiáng)制攪拌均勻，很快產(chǎn)生水化作用，形成Ca(OH)2。在這生石灰變?yōu)槭焓业倪^程中，產(chǎn)生的熱量促進(jìn)水分蒸發(fā)，使軟土地基的含水量降低，同時(shí)石灰體積產(chǎn)生膨脹，此時(shí)膨脹力所在作的功能轉(zhuǎn)化為周圍土的變形位能。例如廣東省云浮硫鐵礦專用線有一座4.5m蓋板涵基礎(chǔ)采用石灰噴粉深層攪拌處理軟基，鉆頭直徑為500mm，形成石灰樁之后，在粉細(xì)砂層直徑增大為520mm，在軟土層直徑內(nèi)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+離子在水的作用下與軟土顆粒產(chǎn)生絮凝反應(yīng)作用。這一反應(yīng)過程使軟土顆粒結(jié)合水膜厚度減薄，土的塑性降低，土粒間的粘結(jié)力增加，土體強(qiáng)度和水穩(wěn)定性提高。
上述兩種化學(xué)反應(yīng)過程，主要發(fā)生在生石灰與軟土強(qiáng)攪拌混合后的數(shù)小時(shí)內(nèi)，是石灰對軟粘土的早期基本作用。
（3）熟石灰與粘土顆粒中的活性硅鋁礦物進(jìn)一步緩慢的產(chǎn)生化學(xué)作用，過程中又吸收石灰漿中的水分，形成結(jié)晶和生成鋁酸鹽和水化硅酸鈣，改變了粘土的結(jié)構(gòu)。這一反應(yīng)過程將持續(xù)數(shù)年，是石灰對軟粘土的后期作用。