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地基处理技术第六章幻灯片
地基处理技术 岩土工程施工(总论、工程施工技术) 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 第六章 深层搅拌法 * * 图6-1 深层搅拌法示意图 一、概述 深层搅拌法又称DMM(Deep Mixing Method)工法,它是通过特制机械一—各种深层搅拌机,沿深度将固化剂(水泥浆,或水泥粉或石灰粉,外加一定的掺合剂)与地基土强制就地搅拌,利用固化剂和地基土发生一系列物理、化学反应,使形成具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥土桩或水泥土块体,与天然地基形成复合地基。 1954年深层搅拌法的概念形成于美国,美国首先研制成功水泥深层搅拌法,制成的水泥土桩称为就地搅拌桩(Mixed-in-place Pile)。随后日本从美国引进水泥深层搅拌法,1967年日本和瑞典开始研制喷石灰粉深层搅拌施工方法(dry jet mixing technology,即DJM法),并获得成功,于70年代应用于工程实践。我国于1977年由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院引进、开发水泥深层搅拌法,制成了双搅拌轴、中心管输浆陆上型深层搅拌机,于1980年正式应用于工程实践。1980年天津市机械化施工公司与交通部一航局引进开发成功单搅拌轴、叶片输浆型深层搅拌机。1983年浙江大学土木工程学系会同联营单位开发成功DSJ型单轴喷浆水泥深层搅拌机。1983年铁道部第四勘测设计院开始进行喷石灰粉深层搅拌法研究,并获得成功。 1.分类 根据深层搅拌法所用材料及施工工法的不同,可将其按以下几个角度进行分类: (1)固化剂状态 ①湿法:固化剂以泥浆状与原位土拌和来加固土体;②干法:固化剂以干粉状与原位土拌和来加固土体。 (2)搅拌能来源 ①与原位土拌和依靠搅拌机械中搅拌头的旋转能来完成;②与原位土拌和依靠高压喷射头所提供的能量完成。 (3)固化剂种类 湿法作业的固化剂包括水泥、水、黏土、石膏、粉煤灰及其它外加剂。对于干法作业,固化剂包括水泥、生石灰或两者的混合物。 2.特点 在地基加固过程中无振动、无噪音,对环境无污染; 对地基土无侧向挤压,对邻近建筑物影响很小; 可按建筑物要求作成柱状、壁状、格子状和块状等加固形状; 可有效提高地基强度(当水泥掺量为8%和10%时,加固体强度分别为0.24和0.65MPa,而天然软土地基强度仅0.006MPa); 同时施工期较短,造价低廉,效益显著。 3.深层搅拌法适用条件 深层搅拌法适于加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高、且地基承载力不大于120kPa的黏性土地基,对超软土效果更为显著。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,宜通过试验确定其适用性,冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。 二、加固地基机理 ? (一)水泥土加固机理 水泥加固土由于水泥用量很少,水泥水化反应完全是在土的围绕下产生的,凝结速度比在混凝土缓慢。水泥与软黏土拌和后,水泥矿物和土中的水分发生强烈的水解和水化反应,同时从溶液中分解出氢氧化钙生成硅酸三钙(3Ca0.SiO2、硅酸二钙(2Ca0.Si02)、铝酸三钙(3Ca0.Al203)、铁铝酸四钙(4Ca0.Al203.Fe203)、硫酸钙(CaS04)等水化物,有的自身继续硬化形成水泥石骨架,有的则因有活性土进行了离子交换和硬凝反应和碳酸化作用等,使土颗粒固结、结团,颗粒间形成坚固的连结,并具有一定强度。 深层搅拌法加固地基主要利用水泥土具有较高的强度、模量和小的渗透系数,具有很好的隔水性等能力。在我国工程中主要应用于:1.形成水泥土桩复合地基,提高地基承载力和改善地基变形特性;2.形成水泥土支挡结构;3.形成水泥土防渗帷幕。 (二)石灰土加固机理 在软土中加入生石灰,生石灰和土中的水分发生化学反应生成熟石灰,水分被吸收,起到了胶结作用,并产生热量,同时体积膨胀了1-2倍,促进周围土体的固结。拌入石灰后软土物理性能起了变化,加灰后软土液性指数随含水量增加呈线性递减,含水量小于50%的土加灰后,液性指数从原来流态进入半固态或固态,在稳定压力下压缩量随石灰粉含量增加而递减,压缩量减小达1/3,提高石灰柱体的强度。拌入石灰后增加软黏土的渗透性,石灰柱在不同类型软土中起到排水作用。 三、设计计算 ?(一)设计前收集的资料 深层搅拌设计前必须进行室
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