地基处理之深层搅拌法.ppt

深层搅拌法适用于加固软弱地基，它所形成的固结体可提高软土地基的承载力，减少沉降量，还可用来提高边坡的稳定性，一般应用于以下方面： （1）作为建筑物或构筑物的地基； （2）进行大面积地基加固、防止码头岸壁的滑动，深基坑开挖挡土，抗隆起； （3）加固道路、桥涵； （4）作为地下防渗墙，阻止地下水渗透。 其主要特点如下： （1）基本不存在挤土效应，对周围地基的扰动小； （2）可根据不同的土质和工程设计的要求，合理选择固化剂及配方，应用较灵活； （3）施工无振动，无噪声，污染小，可在市区和建筑物密集地带施工； （4）土体经加固后，重度基本不变，软弱下卧层不致产生较大附加沉降； （5）结构型式灵活多样，可根据工程需要，选用块状、柱状、壁状、格栅状等。 10.2 水泥土深层搅拌法 一、适用条件、用途及规定 水泥土搅拌法分为深层搅拌法 （以下简称湿法）和粉体喷搅法 （以下简称干法）。 1、适用条件：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% （黄土含水量小于 25%）、大于 70%或地下水的 pH值小于 4时不宜采用干法。冬期施工时，应注意负温对处理效果的影响。 水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数 IP大于 25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。 2、用途或功能： 水泥土搅拌法形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基；基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕；大体积水泥稳定土等。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状等。 3、规定 （1）确定处理方案前应搜集拟处理区域内详尽的岩土工程资料。尤其是填土层的厚度和组成；软土层的分布范围、分层情况；地下水位及 pH值；土的含水量、塑性指数和有机质含量等。 （2）设计前应进行拟处理土的室内配比试验。针对现场拟处理的最弱层软土的性质，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为设计提供各种龄期、各种配比的强度参数。对竖向承载的水泥土强度宜取 90d龄期试块的立方体抗压强度平均值；对承受水平荷载的水泥土强度宜取 28d龄期试块的立方体抗压强度平均值。 (3) 竖向承载搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度可取200~ 300mm。其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于 20mm。 (4) 竖向承载搅拌桩复合地基中的桩长超过10m时，可采用变掺量设计。在全桩水泥总掺量不变的前提下，桩身上部三分之一桩长范围内可适当增加水泥掺量及搅拌次数；桩身下部三分之一桩长范围内可适当减少水泥掺量； (5) 竖向承载搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力和变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固型式。桩可只在基础平面范围内布置，独立基础下的桩数不宜少于 3根。柱状加固可采用正方形、等边三角形等布桩型式。 (6)当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时，应按现行国家标准 《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定进行下卧层承载力验算。 二、加固机理 水泥与土拌和后要产生一系列的物理化学反应。这些物理化学反应与混凝土的硬化机理不同，混凝土的硬化主要是粗填充料中进行水解和水化作用，凝结速度较快；而在水泥土中，水泥掺量少，且水泥的水解和水化反应是在土中进行的，所以硬化速度缓慢而且复杂，加固土的强度增长也较缓慢。目前一般以为，水泥加固软土主要产生下列反应。 （一）水泥的水解和水化反应 普通硅酸盐水泥主要是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫组成，由这些不同的矿物分别组成了不同的水泥矿物：硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物。 （二）粘土颗粒与水泥水化物的作用 粘土颗粒表面带负电荷，要吸咐阳离子，形成胶体分散体系，表现出胶体的特征。粘土中的二氧化硅遇水后形成硅酸胶体微粒，其表面带有钾离子或钠离子与水泥水化生成的氢氧化钙中的Ca2+进行当量离子交换，使土颗粒分散度降低，产生聚结，形成较大的团粒，提高了土体强度。 水泥水化后生成的凝胶粒子的比表面积比水泥颗粒的比表面积约1000倍，具有很大的表面能，吸附性很强，能使团粒进一步结合起来，形成水泥土的团粒结构，进一步提高水泥土的强度。 2、硬凝反应 随着水泥水化反应的进行，溶液中析出大量的钙离子Ca2+，当Ca 2+的数量超过离子交换的需要量后，在碱性环境中，组成粘土