kAAA010水泥土搅拌桩.ppt

国内搅拌桩 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工 搅拌桩加固机理 1、水泥的水解和水化反应 碳酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙 硫酸钙 (1)硅酸三钙（3CaO·SiO2）：在水泥中含量最高（约占全重的50％左右），是决定强度的主要因素。 2(3CaO·SiO2)+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O +3Ca(OH)2 (2)硅酸二钙（2CaO·SiO2）：在水泥中含量较高（约占全重的25％左右），它主要产生后期强度。 2(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O +Ca(OH)2 (3)铝酸三钙（3CaO·Al2O3）：占水泥重量的10％，水化速度最快，促进早凝。 3CaO·Al2O3+12H2O+ Ca(OH)2→3CaO·Al2O3·Ca(OH)2 ·12H2O (4)铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）：占水泥重量的10％，能促进早期强度。 4CaO·Al2O3·Fe2O3+ 2Ca(OH)2 +10H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+ 3CaO·Fe2O3·6H2O （5）硫酸钙 3CaSO4+3CaO·A12O3+32H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O 2、粘土颗粒与水泥水化物的作用 3、碳酸化作用 水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中和空气中的二氧化碳，发生碳酸化反应，生成不溶于水的碳酸钙。 Ca(OH)2+CO2→CaCO3++H2O 三、水泥土的物理力学性质 （3）含水量 水泥土在硬凝过程中，由于水泥水化等反应，使部分自由水以结晶水的形式固定下来，故水泥土的含水量略低于原土样的含水量，如表所示试验结果，水泥土含水量比原土样的含水量减少0.5%～7.0%，且随着水泥掺入比的增加而减小。 （二）力学性质 1、无侧限抗压强度 水泥土的无侧限抗压强度一般为300～4000kPa，即比天然软土大几十倍至数百倍。表2-5为水泥土90d龄期的无侧限抗压强度试验结果。其变形特征随强度不同而介于脆性体与弹塑性体之间，水泥土受力开始阶段，应力与应变关系基本上符合虎克定律。当外力达到极限强度的70%～80%时，试块的应力和应变关系不再继续保持直线关系，当外力达到极限强度时，对于强度大于2 000kPa的水泥土很快出现脆性破坏，破坏后残余强度很小，此时的轴向应变约为0.8%～1.2% 影响因素 水泥掺入比 ⑥外掺剂 不同的外掺剂对水泥土强度有着不同的影响。如木质素磺酸钙对水泥土强度的增长影响不大，主要起减水作用。石膏、三乙醇胺对水泥土强度有增强作用，而其增强效果对不同土样和不同水泥掺入比又有所不同，所以选择合适的外掺剂可提高水泥土强度和节约水泥用量。 ④龄期 水泥土的强度随着龄期的增长而提高，一般在龄期超过28d后仍有明显增长见图2-12。根据试验及上海地区水泥加固饱和软粘土的无侧限抗压强度试验结果的回归分析，得到在其它条件相同时，不同龄期的水泥土无侧限抗压强度间关系大致呈线性关系见图2-13，这些关系如下[26]： fcu7=(0.47～0.63) fcu28 （2-10） fcu14=(0.62～0.80) fcu28 (2-11) fcu60=(1.15～1.46) fcu28 (2-12) fcu90=(1.43～1.80) fcu28 (2-13) fcu90=(2.37～3.73) fcu7 （2-14) fcu90=(1.73～2.82) fcu14 (2-15) 上式中fcu7、fcu28、fcu28、fcu28、fcu90分别为7d、14d、28d、60d和90d龄期的水泥土无侧限抗压强度。 当龄期超过3个月后，水泥土的强度增长才减缓。同样，据电子显微镜观察，水泥和土的硬凝反应约需3个月才能充分完成。因此水泥土选用3个月龄期强度作为水泥土的标准强度较为适宜。一般情况下，龄期少于3d的水