水泥土搅拌桩.
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1、 水泥土搅拌桩一一概述概述二二加固机理加固机理三三水泥土搅拌桩的应用水泥土搅拌桩的应用四四水泥土搅拌桩的设计水泥土搅拌桩的设计五五水泥土搅拌桩的施工水泥土搅拌桩的施工六六水泥土搅拌桩的验收水泥土搅拌桩的验收1. .水泥上搅拌法的概念水泥上搅拌法的概念o 水泥上搅拌法是适用于加固饱和粘性土和粉土等地基的一水泥上搅拌法是适用于加固饱和粘性土和粉土等地基的一种方法，它是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂通过种方法，它是利用水泥（或石灰）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件、水稳性和一定强
2、度的制搅拌，使软土硬结成具有整体件、水稳性和一定强度的水泥加固土水泥加固土水泥土水泥土，从而提高地基土强度和增大变模。，从而提高地基土强度和增大变模。o 根据固化剂掺入状态的不同，它可分为根据固化剂掺入状态的不同，它可分为浆液搅拌法（湿法）浆液搅拌法（湿法）和和粉体搅拌法（干法）粉体搅拌法（干法）两种。前者是用浆液和地基土搅拌，两种。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体或石灰和地基土搅拌。后者是用粉体或石灰和地基土搅拌。2. 2.适用条件适用条件 水泥土搅拌法适用于处理正常固结的水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥淤泥与与淤泥质土淤泥质土、粉粉土土、饱和黄土饱和黄土、素填土素填土、粘性土粘性
3、土以及无流动地下水的以及无流动地下水的饱和饱和松散砂土松散砂土等地基。等地基。 当地基土的天然含水量小于当地基土的天然含水量小于3030（黄土含水量小于（黄土含水量小于25%25%）、）、大于大于7070或地下水的或地下水的pHpH值小于值小于4 4时不宜采用干法。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。冬期施工时，应注意负温对处理效果的影响。 湿法的加固深度不宜大于湿法的加固深度不宜大于20m20m；干法不宜大于；干法不宜大于15m15m。 水泥土搅拌桩的桩径在水泥土搅拌桩的桩径在JGJ79-2012JGJ79-2012中没有明确规定，在中没有明确规定，在JGJ79-200
4、2JGJ79-2002中水泥土搅拌桩桩径不应小于中水泥土搅拌桩桩径不应小于500mm500mm。3.水泥土搅拌法加固软土其独特优点最大限度地利用了原土；搅拌时施工，对原有建筑物影响很小；根据地基土的不同性质和工程要求，可以合理选择固化剂的类型及其配方，设计灵活；搅拌时无振动、无污染、无噪音，可在市区内和密集建筑群中施工；加固后土体的重度基本不变，不会产生附加沉降；与钢筋混凝土桩基相比，降低成本的幅度较大；可根据上部结构的需要，灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固型式。（一）水泥的水解和水化反应 水泥遇水后，其颗粒表面的矿物很快与水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含
5、水铁酸钙等化合物。其中前二种化合物溶于水，使水泥颗粒表面暴露出来，再与水作用，逐渐使溶液达到饱和，新生成物便以胶体析出，悬浮于溶液形成凝胶体。（二）离子交换和团粒化作用 粘土与水结合即表现胶体特征，如土中含量最多的二氧化硅与水形成硅酸胶体，其表面带有Na+或K+，和水泥水化生成的氢氧化钙中的Ca2+进行当量吸附交换。使较小的土颗粒形成较大的土团粒；由于其产生了很大的比表面能，可使较大的土粒进一步联合，形成水泥土团粒结构，并封闭各土团的空隙，形成坚固的联结，从而使土体强度提高。（三）硬凝反应 随着水泥水化反应的深入，深液中析出大量的Ca2+，当其数量超过离子交换需要量后，则在碱性环境中，与组成粘
6、土矿物的二氧化硅和三氧化二铝的一部分或大部分进行化学反应： 逐渐生成了不溶于水的稳定结晶化合物，其在水中和空气中逐渐硬化，增大了水泥土的强度。（四）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，能使水泥土的强度增长，但速度较慢，幅度较小。 水泥和软土搅拌越充分，混合越均匀，则水泥土强度的离散性越小，宏观的总体强度也越高。（五）、影响水泥土的无侧限抗压强度的因素（五）、影响水泥土的无侧限抗压强度的因素 影响因素主要有：影响因素主要有：1.水泥掺入比2.龄期3.水泥标号4.含水量5.有机质含量6.外掺剂7. 施工工艺的影响8. 养护条件
7、等水泥土的强度随着水泥掺入比的增加而增大，当 5%时，由于水泥与土的反应过弱，水泥土固化程度低，强度离散性也较大，故在水泥土搅拌法的实际施工中，选用的水泥掺入比必须大于7%。aw 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，根据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，这些关系式如下: 水泥土的强度随水泥标号的提高而增加。水泥标号提高100号，水泥土的强度fcu约增大(5090)%。如要求达到相同强度，水泥标号提高100号，可降低水泥掺入比(23)%。 水泥土的无侧限抗压强度 随着土样含水量的降低而增大，当土的含水
8、量从157%降低至47%时，无侧限抗压强度则从260kPa增加到2320kPa。一般情况下，土样含水量每降低10，则强度可增加(1050)%，有试验表明当土样含水量在50%-80%范围内变化时，含水量每降低10%，水泥土强度可提高30%左右 对粉喷桩而言，土中含水量对水泥土强度的影响不等同于浆液搅拌，当土中含水量过低时，水泥水化不充分，水泥土强度反而降低fcu 有机质含量少的水泥土强度比有机质含量高的水泥土强度大得多。由于有机质使土体具有较大的水溶性和塑性，较大的膨胀性和低渗透性，并使土具有酸性，这些因素都阻碍水泥水化反应的进行。因此，有机质含量高的软土，单纯用水泥加固的效果较差。 不同的外掺
9、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。 掺加粉煤灰的水泥土，其强度一般都比不掺粉煤灰的有所增长。不同水泥掺入比的水泥土，当掺入与水泥等量的粉煤灰后，强度均比不掺粉煤灰的提高10%，故在加固软土时掺入粉煤灰，不仅可消耗工业废料，还可稍微提高水泥土的强度。 7.施工工艺对强度的影响 1）同一种土中，固化剂掺入量相同，采用复搅的办法可明显提高桩体强度 2）在含水量很小的松散填土中，搅拌时块状土不能破碎，造成桩体松
10、散，采用注水后上下多次复搅，可保证桩体强度 3）塑形指数大于25的黏性很大的黏性土中，可能出现搅拌头上形成土团，随搅拌头转动，搅拌不匀，复搅也不能奏效 4）当搅拌深度超过15-18米后，固化料喷入困难，搅拌不匀，影响桩体强度 养护方法对水泥土的强度影响主要表现在养护环境的湿度和温度。 国内外试验资料都说明，养护方法对短龄期水泥土强度的影响很大，随着时间的增长，不同养护方法下的水泥土无侧限抗压强度趋于一致，说明养护方法对水泥土后期强度的影响较小。 重力式支护结构；止水帷幕重力式支护结构；止水帷幕 提高地基强度；控制沉降；防止液化提高地基强度；控制沉降；防止液化支护结构支护结构水泥土墙水泥土墙止水
