粉体喷搅法加固软土地基浅谈.docx

粉体喷搅法加固软土地基浅谈 一、flU s 随着建筑业的蓬勃发展，软土地基加固技术不断得到改进和提高，粉体 喷搅法是近年来迅速推广应用的一种软土地基加固方法。 粉体喷搅法（简称粉喷法），是用特别的设备和机具，将加固剂粉体材料 （水泥或石灰粉等）通过压缩空气的传送，并与地基土强行拌合，使之产生充分 的物理、化学反应后，形成连续、水稳性的坚硕桩体（简称粉喷桩），是一种改 善土质、提高地基强度的软土地基加固方法，可广泛地适用于淤泥土质、杂填土、 浜填土、软粘土等地基加固。 该项技术起源丁?瑞典，1967年由Kjeid Paus提出以石灰粉为固化材料， 故称为石灰桩法，并于1974年取得专利。日本称这项引入技术为＜4Dry Jet Mixing Method简称DJM法），在抗滑、地基加固、边坡稳定等工程屮得到广泛应用。 由于在施工技术的研究，专用设备的研制和工程应用方面的迅速发展，目前，H 木粉喷桩的加固深度已到30米以上，桩径可达0.3-1.0米，加固土方达儿百万 Msup3；o在欧美和东南亚国家，这项技术应用十分的广泛。 自1983年铁四院应用该技术首先成功地用于铁路涵洞软土地基加固以 来，经过多年的实验，研究和工程实践，国内粉体喷搅法己在港口、石油化工、 市政和工业与民用建筑工程中得到大量应用，并去得了良好的技术经济效果 二、加固机理 粉喷法的粉体固化剂有石灰及水泥两个系列，但石灰粉体在生产、运输、 保存等没有水泥方便，故粉喷法目前多用水泥作为固化剂，国内外大量的试验与 研究证明，水泥与软土拌合后，将发生如下的物理化学反应。 水泥的水解水化反应。减少了软土屮的含水量，增加土粒间的粘土。水 泥与土伴合后，水泥中的（）酸二钙、碳酸三钙、铝酸三钙以及铁铝四钙等矿物 与土中水发生水解反应，在水中形成各种（）、铁、铝质的水溶胶，水泥中的CaSo 大量吸水，水解后形成针状结品体。 离子交换与团粒作用。水泥水解后，溶液中的Ca++含量增加，与土粒发生 阳离子交换作用，等当量置换出K+Na+，形成软土大的土团粒和水泥土的团粒 结构，使水泥土的强度大为提高。 皱凝反应。阳离子交换后，过剩的Ca++在碱性环境中与SIO-, AL;O;发生 化学反应，形成水稳性的结晶水化物，增大了水泥土的强度。 4、碳化反应。水泥土屮的Ca (OH),与土屮或水I1 CO,化合生成不 溶于水的CaCo,增加了水泥土的强度。 水泥与地基土伴和后经上述的化学反应形成坚硕桩体，同时桩间土也冇少量 的改善，从而构成桩与土复合地基，提高地基承载力，减少了地基沉降。 三、水泥搅拌的加固土物理力学特性 根据冶金研究院试验研究，水泥加固土的主要物理力学特性如下： 物理性质 容量：水泥与土搅拌后，其容量变化不大，仅比原土的容量增加5% 含水量：水泥加固土含量略低于原土的水量，约减少() 2、水泥土力学性质 (1)水泥加固土的抗压强度一般为300—— OOOOKPa,比天然软 加大 儿十~儿百倍，影响加固土的抗压强度的因素较多。与土类、水量、水泥深入量、 养护龄期以及外掺剂等因素有关。 a、 水泥掺入比： 经试验当掺入比a5%,加固效果微弱，而工程实用一般采a=7.——12% 为宜。口前，木公司掺入比为15%左右。 b、 地基土含量的影响 当其他条件相同时，水泥加固土的强度随土的含水量增加而低，当土样 的含水量为50?80%范围吋，含水量每降低10%则水泥的强度提高30——50%o C、龄期的影响 水泥加固土的强度随龄期增长而增大，早期强度增长较快，7天龄期强 度可达28天龄期强度的60%, 一般龄期超过28天后，强度仍有明显增加，3个 月龄期强度是一个月的强度1.5-1.8倍，粉喷桩体强度可达到6-2.0MPao 水泥加固土抗拉强度 经试验，当水泥土的抗压强度在300-4000KPa吋，抗拉强度为抗压强度 15%-25%,即 Ot= (0.15-0.25) quo 抗剪强度，当抗压强度为300-4000KPa时，水泥加固土的内聚力C为 100-1100KPa,并随抗压强度增加而增大，一般约为水泥加固土的抗压强度 20-30%,其内摩擦角=20°——30。乙间。 水泥加固土变形摸量 当抗压强度为300-40000KPa时,E=400-300MPa —般为抗压强度的126-150 倍，即 E= (120-150) quo 四、粉体喷搅法加固软土地基的特点 粉体喷搅法加固软土地基，是一项新的工艺，与其他软土加固方法相比貝 冇较多突岀之处。 机理科学，费用低廉。 该工艺采用地基原土作为桩料，与少量固化剂抖和具有卜?列优点： 加固成本低，由于采用地基土口身作为桩料，而掺入少量固化剂，一般掺入 12-15%的水泥，每米材料成木10元左右，比其他地基加固方法，成木均较低。 桩身质理好。由于成桩