第11章水泥土搅拌法.ppt

第11章 水泥土搅拌法（Cement Deep Mixing） 水泥土搅拌法是利用水泥等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。 水泥土搅拌法分为深层搅拌法（湿法）和粉体（水泥或石灰）喷搅法（干法）。 适用范围：水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30％、大于70％或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。 发展概况： （1）水泥浆液搅拌法：由美国在第二次世界大战后研制成功的，称为就地搅拌桩（MIP）。国内1978年研制出第一台搅拌机械。 （2）粉体喷射搅拌法（Dry Jet Mixing Method，简称DJM法）：由瑞典人Kjeld Paus于1967年提出设想，1971年制成第一根桩，1974年获得专利。铁四院1983年开始试验研究，并应用于实际工程中。 支护结构——水泥土墙 11.2 加固机理 一、加固机理 1.水泥的水解水化反应 2.土颗粒与水泥水化物的作用 （1）离子交换和团粒化作用 （2）硬凝反应 3.碳酸化作用 1. 水泥的水解和水化反应 2. 粘土颗粒与水泥水化物的作用 1. 水泥土的物理性质 （1） 重度 当水泥掺入比在8%～20%之间，水泥土重度比 原状土增加约3%～6%。 （2）含水量 随水泥掺合量的增大而降低，一般比原状土降 低15％～18%。 （3） 抗渗性 渗透系数k一般在10-8～10-9cm/s。 2.水泥土的力学性质 （1）无侧限抗压强度 水泥土的无侧限抗压强度qu在0.3～4.0MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍。 （2）抗拉强度 水泥土抗拉强度与抗压强度有一定关系，一般情况下，抗拉强度在（0.15～0.25）qu之间。 （3）抗剪强度 当水泥土qu=0.5～4MPa时，其粘聚力C在100～1000KPa之间，其摩擦角?在20?～30?之间。 （4）变形特性 当qu=0.5～4.0MPa时，其50d后的变形模量相当于（120～150）qu。 三、影响水泥土力学性质的主要因素 11.3 设计计算 （1）固化剂 宜选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥，水泥掺量宜为12％～20％。 （2）桩长 宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层。湿法加固深度不宜大于20m，干法加固深度不宜大于15m。 （4） 桩径 常用桩径500～700mm。 （5）承载力 初步设计时按下式估算： 式中 Ra——单桩竖向承载力特征值（kN）； Ap——桩的截面积（m2）； β——桩间土承载力折减系数。当桩端土未经修正的承 载力特征值大于桩间土的承载力特征值的平均值 时，取0.1～0.4，差值大时取低值；否则取0.5～ 0.9，差值大时或设置褥垫层时均取高值。 式中 ——与搅拌桩桩身水泥配比相同的室内加固土试块 （边长70.7mm的立方体）在标准养护条件下90d 龄期的立方体抗压强度平均值（kPa）； η——桩身强度折减系数，干法可取0.20～0.30，湿法 可取0.25～0.33； up——桩的周长（m）； n——桩长范围内所划分的土层数； qsi——桩周第i层土的侧阻力特征值。对淤泥可取 4～7kPa；对淤泥质土可取6～12kPa；对软塑 状态的粘性土可取10～15kPa；对可塑状态的 粘性土可取12～18kPa； li ——桩长范围内第i层土的厚度（m）； qp——桩端地基土未经修正的承载力特征值 （kPa），可按现行国家标准《建筑地基基础 设计规范》GB50007的有关规定确定； α——桩端天然地基土的承载力折减系数，可取 0.4～0.6。 （6）垫层 应在基础和桩之间设置200～300mm厚褥垫层，其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于20mm。 （7）沉降计算 水泥土搅拌桩复合地基的变形包括复合