地基處理-深層攪拌法ppt課件

1、n概概 述述n加固機理加固機理n樁身體料及物理力學(xué)性質(zhì)樁身體料及物理力學(xué)性質(zhì)n復(fù)合地基設(shè)計計算復(fù)合地基設(shè)計計算n施工要點施工要點;第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n 深層攪拌法深層攪拌法n利用水泥、石灰等資料作為固化劑的主劑，利用水泥、石灰等資料作為固化劑的主劑，經(jīng)過特制的深層攪拌機械邊鉆進邊往軟土經(jīng)過特制的深層攪拌機械邊鉆進邊往軟土中放射漿液或霧狀粉體，在地基深部就地中放射漿液或霧狀粉體，在地基深部就地將軟土和固化劑強迫拌和，使軟土硬結(jié)構(gòu)將軟土和固化劑強迫拌和，使軟土硬結(jié)構(gòu)成加固體，從而提高地基的強度和增大變成加固體，從而提高地基的強度和增大變形模量。加固體和天然地基構(gòu)成復(fù)合地基，形模量。加固體和天然

2、地基構(gòu)成復(fù)合地基，共同承當(dāng)建筑物的荷載。共同承當(dāng)建筑物的荷載。;第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n從施工工藝上可分為濕法和干法兩種從施工工藝上可分為濕法和干法兩種 n濕法常稱為漿噴攪拌法，將一定配比的水濕法常稱為漿噴攪拌法，將一定配比的水泥漿注入土中攪拌成樁，國內(nèi)于泥漿注入土中攪拌成樁，國內(nèi)于19771977年由年由冶金部建筑研討總院和交通部水運規(guī)劃設(shè)冶金部建筑研討總院和交通部水運規(guī)劃設(shè)計院研制，計院研制，19781978年消費出第一臺深層攪拌年消費出第一臺深層攪拌機，并于機，并于19801980年在上海寶山鋼鐵總廠軟基年在上海寶山鋼鐵總廠軟基加固中獲得勝利。該工藝利用水泥漿作固加固中獲得勝利。該工藝利

3、用水泥漿作固化劑，經(jīng)過特制的深層攪拌機械，在加固化劑，經(jīng)過特制的深層攪拌機械，在加固深度內(nèi)就地將軟土和水泥漿充沛拌和，使深度內(nèi)就地將軟土和水泥漿充沛拌和，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和足夠軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和足夠強度的水泥土的一種地基處置方法。強度的水泥土的一種地基處置方法。 ;第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n干法常稱為粉噴攪拌法干法常稱為粉噴攪拌法 n該工藝利用緊縮空氣經(jīng)過固化資料供該工藝利用緊縮空氣經(jīng)過固化資料供應(yīng)機的特殊安裝，攜帶著粉體固化資應(yīng)機的特殊安裝，攜帶著粉體固化資料，經(jīng)過高壓軟管和攪拌軸保送到攪料，經(jīng)過高壓軟管和攪拌軸保送到攪拌葉片的噴嘴噴出，借助攪拌葉片旋拌葉片的噴嘴

4、噴出，借助攪拌葉片旋轉(zhuǎn)，在葉片的反面產(chǎn)生空隙，安裝在轉(zhuǎn)，在葉片的反面產(chǎn)生空隙，安裝在葉片反面的噴嘴將緊縮空氣連同粉體葉片反面的噴嘴將緊縮空氣連同粉體固化資料一同噴出，噴出的混合氣體固化資料一同噴出，噴出的混合氣體在空隙中壓力急劇降低，促使固化資在空隙中壓力急劇降低，促使固化資料就地粘附在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生空隙的土中，料就地粘附在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生空隙的土中，旋轉(zhuǎn)到半周，另一攪拌葉片把土與粉旋轉(zhuǎn)到半周，另一攪拌葉片把土與粉體固化資料攪拌混合在一同，同時，體固化資料攪拌混合在一同，同時，這只葉片背后的噴嘴將混合氣體噴出，這只葉片背后的噴嘴將混合氣體噴出，這樣周而復(fù)始地攪拌、放射、提升，這樣周而復(fù)始地攪拌、放射、提升，

5、與固化資料分別后的空氣傳送到攪拌與固化資料分別后的空氣傳送到攪拌軸的周圍，上升到地面釋放。軸的周圍，上升到地面釋放。 ;第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n干法和濕法相比較，具有如下特點：干法和濕法相比較，具有如下特點： n1 1、干法可以吸收軟土地基中的水分，對加固含、干法可以吸收軟土地基中的水分，對加固含水量高的軟土、極軟土以及泥炭化土地基效果水量高的軟土、極軟土以及泥炭化土地基效果更為顯著。更為顯著。n2 2、干法固化劑均勻地分布在土中，不會產(chǎn)生不、干法固化劑均勻地分布在土中，不會產(chǎn)生不均勻散亂景象，有利于提高地基土的加固強度。均勻散亂景象，有利于提高地基土的加固強度。n 3 3、與漿噴深層攪拌或高

6、壓旋噴相比，輸入地、與漿噴深層攪拌或高壓旋噴相比，輸入地基土中的固化資料要少得多，無漿液排出，地基土中的固化資料要少得多，無漿液排出，地面無拱起景象。同時固化資料如水泥、生石灰、面無拱起景象。同時固化資料如水泥、生石灰、消石灰等，資料來源廣泛，并可運用兩種以上消石灰等，資料來源廣泛，并可運用兩種以上的混合資料。因此，對地基土加固順應(yīng)性強，的混合資料。因此，對地基土加固順應(yīng)性強，其順應(yīng)的工程對象較廣。其順應(yīng)的工程對象較廣。;第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n干法和濕法相比較的特點：干法和濕法相比較的特點： n4 4、固化資料從施工現(xiàn)場的供應(yīng)、固化資料從施工現(xiàn)場的供應(yīng)機的貯倉不時到噴入地基土中，機的貯倉不時

7、到噴入地基土中，成為銜接的密閉系統(tǒng)，中途不成為銜接的密閉系統(tǒng)，中途不會發(fā)生粉塵外溢、污染環(huán)境的會發(fā)生粉塵外溢、污染環(huán)境的景象。景象。n5 5、濕法水泥配比較直觀，資料、濕法水泥配比較直觀，資料的量化較容易，有利于質(zhì)量控的量化較容易，有利于質(zhì)量控制。制。 ;n 作為建筑物或構(gòu)筑物的地基；作為建筑物或構(gòu)筑物的地基；n進展大面積地基加固，防止碼頭岸壁滑動，進展大面積地基加固，防止碼頭岸壁滑動，深基坑開挖支護；深基坑開挖支護；n加固道路、橋涵；加固道路、橋涵；n作為地下防滲墻，阻止地下水浸透。作為地下防滲墻，阻止地下水浸透。;適用條件適用條件n 目前國內(nèi)水泥土深層攪拌法主要用于加固目前國內(nèi)水泥土深層攪

8、拌法主要用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、地基承載力淤泥、淤泥質(zhì)土、地基承載力 120kPa的的粘性土和粉土等地基。粘性土和粉土等地基。n 用于處置泥炭土和地下水具有侵蝕性時，用于處置泥炭土和地下水具有侵蝕性時，應(yīng)經(jīng)過實驗確定。應(yīng)經(jīng)過實驗確定。 ;n 根本不存在擠土效應(yīng)，對周圍地基擾動小；根本不存在擠土效應(yīng)，對周圍地基擾動小；n 可根據(jù)不同土質(zhì)和工程設(shè)計要求，合理選可根據(jù)不同土質(zhì)和工程設(shè)計要求，合理選擇固化劑及配方，運用較為靈敏；擇固化劑及配方，運用較為靈敏；n 施工無振動，無噪音，污染小，可在市區(qū)施工無振動，無噪音，污染小，可在市區(qū)和建筑物密集地帶施工；和建筑物密集地帶施工；n 土體加固后，重度根本不

9、變，脆弱下臥層土體加固后，重度根本不變，脆弱下臥層不致產(chǎn)生較大附加沉降不致產(chǎn)生較大附加沉降 ；n 構(gòu)外型式靈敏多樣，可根據(jù)工程需求，選構(gòu)外型式靈敏多樣，可根據(jù)工程需求，選用塊狀，柱狀、壁狀、格柵狀。用塊狀，柱狀、壁狀、格柵狀。;c)a)d)b)a柱狀布置；b 壁狀布置；c 格柵狀布置；d 塊狀布置 ; ;n加固原理加固原理n其根本原理是基于水泥加固土的物理其根本原理是基于水泥加固土的物理化學(xué)反響過程，經(jīng)過公用機械設(shè)備將化學(xué)反響過程，經(jīng)過公用機械設(shè)備將固化劑灌入需處置的軟土地層內(nèi)，在固化劑灌入需處置的軟土地層內(nèi)，在灌注過程中上下攪拌均勻，使水泥與灌注過程中上下攪拌均勻，使水泥與土發(fā)生水解和水化反

10、響，生成水泥水土發(fā)生水解和水化反響，生成水泥水化物并構(gòu)成凝膠體，將土顆?；蛐⊥粱锊?gòu)成凝膠體，將土顆粒或小土團凝結(jié)在一同構(gòu)成一種穩(wěn)定的構(gòu)造整團凝結(jié)在一同構(gòu)成一種穩(wěn)定的構(gòu)造整體，即水泥骨架作用，同時，水泥在體，即水泥骨架作用，同時，水泥在水化過程中生成的鈣離子與土顆粒外水化過程中生成的鈣離子與土顆粒外表的鈉離子進展離子交換作用，生成表的鈉離子進展離子交換作用，生成穩(wěn)定的鈣離子，從而進一步提高土體穩(wěn)定的鈣離子，從而進一步提高土體的強度，到達提高其復(fù)合地基承載力的強度，到達提高其復(fù)合地基承載力的目的。的目的。 ;n分類分類n按固化劑的不同分為水泥系與石灰系按固化劑的不同分為水泥系與石灰系n按灌注資

11、料形狀分為濕法與干法按灌注資料形狀分為濕法與干法 n以水泥作固化劑，配石膏、粉煤灰、以水泥作固化劑，配石膏、粉煤灰、木質(zhì)素磺酸鈣等為外摻劑的深層水泥木質(zhì)素磺酸鈣等為外摻劑的深層水泥攪拌樁是深層軟土地基工程中常用的攪拌樁是深層軟土地基工程中常用的樁基方式之一。樁基方式之一。;n水泥土的強度機理主要有兩個方面水泥土的強度機理主要有兩個方面的作用：的作用：n水泥的骨架作用：水泥與飽和軟粘水泥的骨架作用：水泥與飽和軟粘土攪拌后，發(fā)生水泥的水解和水化土攪拌后，發(fā)生水泥的水解和水化反響，生成水泥水化物，構(gòu)成凝膠反響，生成水泥水化物，構(gòu)成凝膠體體- -氫氧化鈣，將土顆?；蛐⊥翀F氫氧化鈣，將土顆粒或小土團凝結(jié)

12、在一同，構(gòu)成一種穩(wěn)定的構(gòu)造凝結(jié)在一同，構(gòu)成一種穩(wěn)定的構(gòu)造整體。整體。 ;n離子交換作用：水泥在水化過離子交換作用：水泥在水化過程中，生成的鈣離子與土顆粒程中，生成的鈣離子與土顆粒外表的鈉離子或鉀離子進外表的鈉離子或鉀離子進展離子交換，生成穩(wěn)定的鈣離展離子交換，生成穩(wěn)定的鈣離子，從而提高土體的強度。子，從而提高土體的強度。 ;n一、水泥漿放射深層攪拌加一、水泥漿放射深層攪拌加固機理固機理 n水泥土加固軟土的物理化學(xué)水泥土加固軟土的物理化學(xué)反響反響n 一水泥的水解和水化反一水泥的水解和水化反響響n二粘土顆粒與水泥水化二粘土顆粒與水泥水化物的作用物的作用n三碳酸化作用三碳酸化作用;n一水泥的水解水化

13、反響一水泥的水解水化反響 ：減少了：減少了軟土中的含水量，添加土粒間的粘結(jié)，軟土中的含水量，添加土粒間的粘結(jié)，水泥與土拌合后，水泥中的硅酸二鈣、水泥與土拌合后，水泥中的硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣以及鐵鋁四鈣等硅酸三鈣、鋁酸三鈣以及鐵鋁四鈣等礦物與土中水發(fā)生水解反響，在水中礦物與土中水發(fā)生水解反響，在水中構(gòu)成各種硅、鐵、鋁質(zhì)的水溶膠，土構(gòu)成各種硅、鐵、鋁質(zhì)的水溶膠，土中的中的CaSO4CaSO4大量吸水，水解后構(gòu)成針狀大量吸水，水解后構(gòu)成針狀結(jié)晶體。結(jié)晶體。 ;n一水泥的水解水化反響一水泥的水解水化反響 n硅酸三鈣：在水泥中含量最高硅酸三鈣：在水泥中含量最高5050，是決議強度的主要要，是決議

14、強度的主要要素。素。n 硅酸二鈣：在水泥中含硅酸二鈣：在水泥中含量較高量較高25%25%，它主要產(chǎn)生后，它主要產(chǎn)生后期強度。期強度。n 鋁酸三鈣：占水泥總量鋁酸三鈣：占水泥總量的的1010左右，水化速度最快，促左右，水化速度最快，促進早凝。進早凝。n ;n一水泥的水解水化反響一水泥的水解水化反響 n鐵鋁酸四鈣：占水泥總量的鐵鋁酸四鈣：占水泥總量的1010作用，能促進早期強度。作用，能促進早期強度。n n硫酸鈣：含量硫酸鈣：含量3 3左右，生成左右，生成“水泥桿菌水泥桿菌狀的化合物，能將狀的化合物，能將大量自在水一結(jié)晶水方式固定下大量自在水一結(jié)晶水方式固定下來，使土中自在水減少。來，使土中自在水

15、減少。;n二粘土顆粒與水泥水化物的作二粘土顆粒與水泥水化物的作用用n1.1.離子交換和團粒化作用離子交換和團?；饔胣 粘土顆粒帶負電，吸附陽離子，粘土顆粒帶負電，吸附陽離子，構(gòu)成膠體分散體系。外表帶有鉀離構(gòu)成膠體分散體系。外表帶有鉀離子或鈉離子，可與水泥水化反響的子或鈉離子，可與水泥水化反響的鈣離子進展離子交換，產(chǎn)生凝聚，鈣離子進展離子交換，產(chǎn)生凝聚，構(gòu)成較大的團粒，提高土體強度。構(gòu)成較大的團粒，提高土體強度。;n二粘土顆粒與水泥水化物的作二粘土顆粒與水泥水化物的作用用n2.2.硬凝反響硬凝反響n 在堿性環(huán)境下，溶液中析出大在堿性環(huán)境下，溶液中析出大量的鈣離子，與二氧化硅或三氧化量的鈣離子，

16、與二氧化硅或三氧化鋁產(chǎn)生化學(xué)反響，生成不溶于水的鋁產(chǎn)生化學(xué)反響，生成不溶于水的鋁酸鈣等結(jié)晶水化物。在水中和空鋁酸鈣等結(jié)晶水化物。在水中和空氣中逐漸硬化，提高水泥強度，使氣中逐漸硬化，提高水泥強度，使水泥具有足夠的水穩(wěn)定性。水泥具有足夠的水穩(wěn)定性。;n三碳酸化作用：水泥水化物中三碳酸化作用：水泥水化物中游離的氫氧化鈣吸收水中和空氣中游離的氫氧化鈣吸收水中和空氣中的二氧化鈣，發(fā)生碳酸化作用，生的二氧化鈣，發(fā)生碳酸化作用，生成不溶于水的碳酸鈣。使地基土的成不溶于水的碳酸鈣。使地基土的分散度降低，強度和防滲性能加強。分散度降低，強度和防滲性能加強。;n水泥與地基土拌合后經(jīng)上述水泥與地基土拌合后經(jīng)上述的

17、化學(xué)反響構(gòu)成鞏固樁體，的化學(xué)反響構(gòu)成鞏固樁體，同時樁間土也有少量的改善，同時樁間土也有少量的改善，從而構(gòu)成樁與土復(fù)合地基，從而構(gòu)成樁與土復(fù)合地基，提高地基承載力，減少了地提高地基承載力，減少了地基的沉降?；某两?。 ;n二、水泥粉噴體放射深層攪二、水泥粉噴體放射深層攪拌加固機理拌加固機理 n采用水泥粉體、生石灰和消采用水泥粉體、生石灰和消石灰等粉體固化劑，粉體固石灰等粉體固化劑，粉體固化劑與原狀土攪拌混合后，化劑與原狀土攪拌混合后，使地基土和固化劑發(fā)生一系使地基土和固化劑發(fā)生一系列物理化學(xué)反響，生成穩(wěn)定列物理化學(xué)反響，生成穩(wěn)定的水泥土或石灰土。水泥粉的水泥土或石灰土。水泥粉體加固原理同水泥漿體

18、。體加固原理同水泥漿體。;n三、石灰粉噴體放射深層攪三、石灰粉噴體放射深層攪拌加固機理拌加固機理 n1.1.石灰的吸水作用石灰的吸水作用n2.2.石灰的發(fā)熱石灰的發(fā)熱n3.3.石灰的吸水膨脹石灰的吸水膨脹n4.4.離子交換作用與土粒的凝離子交換作用與土粒的凝聚作用聚作用n5.5.石灰的膠凝作用石灰的膠凝作用;n一、樁身體料一、樁身體料 n固化劑、外加劑、水組成的混合料固化劑、外加劑、水組成的混合料n 固化劑：水泥類、石灰類及瀝青類固化劑：水泥類、石灰類及瀝青類和化學(xué)資料類和化學(xué)資料類n水泥：硅酸鹽、普硅，礦渣、火山灰水泥：硅酸鹽、普硅，礦渣、火山灰和石膏。水泥種類需與被加固土質(zhì)相和石膏。水泥種

19、類需與被加固土質(zhì)相順應(yīng)。順應(yīng)。n石灰：生石灰、消石灰等石灰：生石灰、消石灰等n外加劑：粉煤灰、木質(zhì)素磺酸鈣、石外加劑：粉煤灰、木質(zhì)素磺酸鈣、石膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣和硫膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣和硫酸鈉等外摻劑。酸鈉等外摻劑。;n二、物理性質(zhì)二、物理性質(zhì)n水泥摻入比水泥摻入比為為n水泥摻入量水泥摻入量為為n ;n二、物理性質(zhì)二、物理性質(zhì)n1 1含水量含水量n 水泥土的含水量低于原狀土樣含水泥土的含水量低于原狀土樣含水量水量0.5%0.5%7.0% 7.0% ，并且隨水泥摻入比，并且隨水泥摻入比的添加而減小。的添加而減小。n2 2重度重度n 水泥土的重度比天然軟土的重度水泥土的重度比天然

20、軟土的重度添加添加0.5%0.5%3.0% 3.0% ，不會對下臥層產(chǎn)生，不會對下臥層產(chǎn)生過大附加荷載，不會產(chǎn)生較大附加沉過大附加荷載，不會產(chǎn)生較大附加沉降。降。n3 3浸透系數(shù)浸透系數(shù)n 水泥摻入比越大，齡期越長，浸透水泥摻入比越大，齡期越長，浸透系數(shù)越小。系數(shù)越小。;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n1無側(cè)限抗壓強度的影響要無側(cè)限抗壓強度的影響要素素n2抗拉強度抗拉強度n3抗剪強度抗剪強度n4變形模量、緊縮系數(shù)和緊變形模量、緊縮系數(shù)和緊縮模量縮模量;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n1無側(cè)限抗壓強度及其影響要素?zé)o側(cè)限抗壓強度及其影響要素n 水泥土的無側(cè)限抗壓強度普通為水

21、泥土的無側(cè)限抗壓強度普通為300kPa4000kPa，即比天然軟土，即比天然軟土大幾十倍至數(shù)百倍。其變形特征隨大幾十倍至數(shù)百倍。其變形特征隨強度不同而介于脆性體與彈塑體之強度不同而介于脆性體與彈塑體之間。間。n影響水泥土的無側(cè)限抗壓強度的要影響水泥土的無側(cè)限抗壓強度的要素有：水泥摻入比、水泥標號、齡素有：水泥摻入比、水泥標號、齡期、含水量、有機質(zhì)含量、外摻劑、期、含水量、有機質(zhì)含量、外摻劑、養(yǎng)護條件及土性等。養(yǎng)護條件及土性等。 ;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n1無側(cè)限抗壓強度及其影響要無側(cè)限抗壓強度及其影響要素素n 水泥摻入比對強度的影響水泥摻入比對強度的影響n 齡期對強度的影響

22、齡期對強度的影響n 水泥標號對強度的影響水泥標號對強度的影響n 土樣含水量對強度的影響土樣含水量對強度的影響n 土樣中有機質(zhì)含量對強度影響土樣中有機質(zhì)含量對強度影響n 外摻劑對強度的影響外摻劑對強度的影響n 養(yǎng)護方法養(yǎng)護方法;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n水泥摻入比對強度的影響水泥摻入比對強度的影響n水泥土的強度隨著水泥摻入水泥土的強度隨著水泥摻入比的添加而增大。比的添加而增大。n當(dāng)當(dāng)5%時，水泥與土的反響過時，水泥與土的反響過弱，水泥土固化程度低，強度弱，水泥土固化程度低，強度離散性也較大，故在實踐施工離散性也較大，故在實踐施工中，選用的水泥摻入比必需大中，選用的水泥摻入比必需

23、大于于7%。;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n齡期對強度的影響齡期對強度的影響n水泥土的強度隨著齡期的增長水泥土的強度隨著齡期的增長而提高，普通在齡期超越而提高，普通在齡期超越28d后仍后仍有明顯增長。有明顯增長。n水泥標號對強度的影響水泥標號對強度的影響n水泥土的強度隨水泥標號的水泥土的強度隨水泥標號的提高而添加。水泥標號提高提高而添加。水泥標號提高100號，號，水泥土的強度水泥土的強度fcu約增大約增大5090%。如要求到達一樣強度，水泥。如要求到達一樣強度，水泥標號提高標號提高100號，可降低水泥摻入號，可降低水泥摻入比比23%。 ;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)

24、n土樣含水量對強度的影響土樣含水量對強度的影響n 水泥土的無側(cè)限抗壓強度隨水泥土的無側(cè)限抗壓強度隨著土樣含水量的降低而增大。著土樣含水量的降低而增大。普通情況下，土樣含水量每降普通情況下，土樣含水量每降低低10，那么強度可添加，那么強度可添加1050%。粉噴樁含水。粉噴樁含水量過低強度下降量過低強度下降 ;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n土樣中有機質(zhì)含量對強度影響土樣中有機質(zhì)含量對強度影響n有機質(zhì)含量少的水泥土強度有機質(zhì)含量少的水泥土強度比有機質(zhì)含量高的水泥土強度大比有機質(zhì)含量高的水泥土強度大得多。有機質(zhì)使土體具有較大的得多。有機質(zhì)使土體具有較大的水溶性和塑性，較大的膨脹性和水溶性

25、和塑性，較大的膨脹性和低浸透性，并使土具有酸性，這低浸透性，并使土具有酸性，這些要素都妨礙水泥水化反響的進些要素都妨礙水泥水化反響的進展。因此，有機質(zhì)含量高的軟土，展。因此，有機質(zhì)含量高的軟土，單純用水泥加固的效果較差。單純用水泥加固的效果較差。 ;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n外摻劑對強度的影響外摻劑對強度的影響n不同的外摻劑對水泥土強度有不同的外摻劑對水泥土強度有著不同的影響。木質(zhì)素磺酸鈣著不同的影響。木質(zhì)素磺酸鈣對水泥土強度的增長影響不大，對水泥土強度的增長影響不大，主要起減水作用。石膏、三乙主要起減水作用。石膏、三乙醇胺對水泥土強度有加強作用，醇胺對水泥土強度有加強作用，

26、而其加強效果對不同土樣和不而其加強效果對不同土樣和不同水泥摻入比又有所不同，所同水泥摻入比又有所不同，所以選擇適宜的外摻劑可提高水以選擇適宜的外摻劑可提高水泥土強度和節(jié)約水泥用量。泥土強度和節(jié)約水泥用量。;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n外摻劑對強度的影響外摻劑對強度的影響n普通早強劑可選用三乙普通早強劑可選用三乙醇胺、氯化鈣、碳酸鈉或醇胺、氯化鈣、碳酸鈉或水玻璃等資料，其摻入量水玻璃等資料，其摻入量宜分別取水泥分量的宜分別取水泥分量的0.05%、2%、0.5%和和2%；減水劑；減水劑可選用木質(zhì)素磺酸鈣，其可選用木質(zhì)素磺酸鈣，其摻入量宜取水泥分量的摻入量宜取水泥分量的0.2%；石膏

27、兼有緩凝和早；石膏兼有緩凝和早強的雙重作用，其摻入量強的雙重作用，其摻入量宜取水泥分量的宜取水泥分量的2%。;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n摻加粉煤灰的水泥土，摻加粉煤灰的水泥土，其強度普通都比不摻粉煤其強度普通都比不摻粉煤灰的有所增長。不同水泥灰的有所增長。不同水泥摻入比的水泥土，當(dāng)摻入摻入比的水泥土，當(dāng)摻入與水泥等量的粉煤灰后，與水泥等量的粉煤灰后，強度均比不摻粉煤灰的提強度均比不摻粉煤灰的提高高10%。;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n養(yǎng)護方法養(yǎng)護方法n養(yǎng)護方法對水泥土的強度影響?zhàn)B護方法對水泥土的強度影響主要表如今養(yǎng)護環(huán)境的濕度和溫主要表如今養(yǎng)護環(huán)境的濕度和溫度

28、。度。n國內(nèi)外實驗資料都闡明，養(yǎng)護國內(nèi)外實驗資料都闡明，養(yǎng)護方法對短齡期水泥土強度的影響方法對短齡期水泥土強度的影響很大，隨著時間的增長，不同養(yǎng)很大，隨著時間的增長，不同養(yǎng)護方法下的水泥土無側(cè)限抗壓強護方法下的水泥土無側(cè)限抗壓強度趨于一致，闡明養(yǎng)護方法對水度趨于一致，闡明養(yǎng)護方法對水泥土后期強度的影響較小。泥土后期強度的影響較小。 ;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n2抗拉強度水泥土的抗拉強抗拉強度水泥土的抗拉強度隨無側(cè)限抗壓強度的增長而提度隨無側(cè)限抗壓強度的增長而提高。高。 n3抗剪強度水泥土的抗剪強抗剪強度水泥土的抗剪強度隨抗壓強度的添加而提高。度隨抗壓強度的添加而提高。 n4變

29、形模量當(dāng)垂直應(yīng)力達變形模量當(dāng)垂直應(yīng)力達50無側(cè)限抗壓強度時，水泥土的無側(cè)限抗壓強度時，水泥土的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，稱之為水泥應(yīng)力與應(yīng)變的比值，稱之為水泥土的變形模量土的變形模量E50。n E50 =126 fcu;n三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)三、水泥土的力學(xué)性質(zhì)n5緊縮系數(shù)和緊縮模量水緊縮系數(shù)和緊縮模量水泥土的緊縮系數(shù)約為泥土的緊縮系數(shù)約為2.03.510-5kPa-1，其相，其相應(yīng)的緊縮模量應(yīng)的緊縮模量ES60100MPa。;n設(shè)計原理設(shè)計原理n樁土共同承載樁土共同承載n 承載承載 n 樁的承載力樁的承載力 + + 樁間土樁間土承載力折減承載力折減n 沉降沉降 n 樁范圍的緊縮樁范圍的緊縮 + +

30、樁端樁端以下土的沉降以下土的沉降;n一、現(xiàn)場實驗一、現(xiàn)場實驗n二、水泥土攪拌樁設(shè)計二、水泥土攪拌樁設(shè)計n三、水泥土攪拌樁計算三、水泥土攪拌樁計算;n一、現(xiàn)場實驗一、現(xiàn)場實驗n一設(shè)計前應(yīng)獲得的資料一設(shè)計前應(yīng)獲得的資料n二水泥土的室內(nèi)配比實驗；二水泥土的室內(nèi)配比實驗；n三水泥土攪拌樁的野外實三水泥土攪拌樁的野外實驗驗;n一、現(xiàn)場實驗一、現(xiàn)場實驗n一設(shè)計前應(yīng)獲得的資料一設(shè)計前應(yīng)獲得的資料n工程地質(zhì)資料；工程地質(zhì)資料；n土質(zhì)資料；土質(zhì)分析：有機土質(zhì)資料；土質(zhì)分析：有機質(zhì)含量，可溶鹽含量，總燒失質(zhì)含量，可溶鹽含量，總燒失量等；量等；n水質(zhì)資料。水質(zhì)分析：地下水質(zhì)資料。水質(zhì)分析：地下水的酸堿度水的酸堿度p

31、H值，硫酸鹽含量值，硫酸鹽含量;n一、現(xiàn)場實驗一、現(xiàn)場實驗n二水泥土的室內(nèi)配比實驗；二水泥土的室內(nèi)配比實驗；n 1.實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膎 了解水泥摻入量、水灰比、了解水泥摻入量、水灰比、水泥的種類及外摻劑摻量對水水泥的種類及外摻劑摻量對水泥土強度的影響，為設(shè)計計算泥土強度的影響，為設(shè)計計算及施工工藝控制提供可靠的參及施工工藝控制提供可靠的參數(shù)。數(shù)。;n一、現(xiàn)場實驗一、現(xiàn)場實驗n二水泥土的室內(nèi)配比實驗；二水泥土的室內(nèi)配比實驗；n2.土樣制備土樣制備n 擬加固現(xiàn)場?。涸瓲钔翗优c風(fēng)擬加固現(xiàn)場?。涸瓲钔翗优c風(fēng)干土樣。干土樣。n3.固化劑的選擇固化劑的選擇n 確定水泥種類和水泥摻入比。確定水泥種類和水泥摻

32、入比。n4.外摻劑選擇外摻劑選擇n5.實驗設(shè)備與規(guī)程實驗設(shè)備與規(guī)程n6.試件的制造和養(yǎng)護試件的制造和養(yǎng)護;n一、現(xiàn)場實驗一、現(xiàn)場實驗n三水泥土攪拌樁的野外實三水泥土攪拌樁的野外實驗驗n1.實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膎 根據(jù)室內(nèi)配比結(jié)果求得的根據(jù)室內(nèi)配比結(jié)果求得的最正確配比進展現(xiàn)場實驗；最正確配比進展現(xiàn)場實驗；n 由現(xiàn)場實驗結(jié)果，推出室由現(xiàn)場實驗結(jié)果，推出室內(nèi)石塊與現(xiàn)場樁身強度之間的內(nèi)石塊與現(xiàn)場樁身強度之間的關(guān)系；關(guān)系；n 確定施工工藝參數(shù)，確定確定施工工藝參數(shù)，確定水泥漿的水灰比；水泥漿的水灰比；n 比較不同樁長與不同樁身比較不同樁長與不同樁身強度時的單樁承載力；強度時的單樁承載力； n 確定水泥土攪拌

33、樁復(fù)合地確定水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力?；休d力。;n一、現(xiàn)場實驗一、現(xiàn)場實驗n三水泥土攪拌樁的野外實三水泥土攪拌樁的野外實驗驗n2.實驗方法實驗方法n 在樁身上現(xiàn)場取樣，在齡在樁身上現(xiàn)場取樣，在齡期一樣時，比較試樣之間強度期一樣時，比較試樣之間強度關(guān)系；關(guān)系；n進展單樁和復(fù)合地基承載力進展單樁和復(fù)合地基承載力實驗；實驗；n埋設(shè)土壓力盒，了解復(fù)合地埋設(shè)土壓力盒，了解復(fù)合地基反力分布及樁土應(yīng)力比分配基反力分布及樁土應(yīng)力比分配情況。情況。;n一、現(xiàn)場實驗一、現(xiàn)場實驗n三水泥土攪拌樁的野外實驗三水泥土攪拌樁的野外實驗n3.實驗結(jié)果實驗結(jié)果n 正常情況下，現(xiàn)場與室內(nèi)水正常情況下，現(xiàn)場與室內(nèi)水泥土試塊強

34、度關(guān)系：泥土試塊強度關(guān)系：n 單樁和復(fù)合地基承載力設(shè)單樁和復(fù)合地基承載力設(shè)計值可根據(jù)載荷實驗取計值可根據(jù)載荷實驗取PS曲線曲線確定；確定；n 初步確定合理的施工工藝初步確定合理的施工工藝參數(shù)。參數(shù)。kCufCuff, ) 5 . 02 . 0 (;n二、水泥土攪拌樁設(shè)計二、水泥土攪拌樁設(shè)計n一布樁方式一布樁方式n二加固范圍二加固范圍;n二、水泥土攪拌樁設(shè)計二、水泥土攪拌樁設(shè)計n一布樁方式一布樁方式n攪拌樁可布置成柱狀、壁狀、攪拌樁可布置成柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀四種型式。格柵狀和塊狀四種型式。;n布樁方式布樁方式;n二、水泥土攪拌樁設(shè)計二、水泥土攪拌樁設(shè)計n一布樁方式一布樁方式n柱狀：每隔一定

35、的間隔柱狀：每隔一定的間隔 打設(shè)一根打設(shè)一根攪拌樁，即成為柱狀加固型式。攪拌樁，即成為柱狀加固型式。適宜于單層工業(yè)廠房獨立柱根底適宜于單層工業(yè)廠房獨立柱根底和多層房屋條形根底下的地基加和多層房屋條形根底下的地基加固。固。n壁狀：將相鄰攪拌樁部分重疊搭壁狀：將相鄰攪拌樁部分重疊搭接成為壁狀加固型式。適用于深接成為壁狀加固型式。適用于深基坑開挖時的邊坡加固以及建筑基坑開挖時的邊坡加固以及建筑物長高比較大、剛度較小，對不物長高比較大、剛度較小，對不均勻沉降比較敏感的多層磚混構(gòu)均勻沉降比較敏感的多層磚混構(gòu)造房屋條形根底下的地基加固。造房屋條形根底下的地基加固。;n二、水泥土攪拌樁設(shè)計二、水泥土攪拌樁設(shè)

36、計n一布樁方式一布樁方式n塊狀：對上部構(gòu)造單位面積荷載塊狀：對上部構(gòu)造單位面積荷載大，對不均勻下沉控制嚴厲的構(gòu)大，對不均勻下沉控制嚴厲的構(gòu)筑物地基進展加固時可采用這種筑物地基進展加固時可采用這種布樁型式。它是縱橫兩個方向的布樁型式。它是縱橫兩個方向的相鄰樁搭接而構(gòu)成的。相鄰樁搭接而構(gòu)成的。n格柵狀：將相鄰攪拌部分重疊搭格柵狀：將相鄰攪拌部分重疊搭接即成壁狀或格柵狀。適用于軟接即成壁狀或格柵狀。適用于軟土深基坑邊坡的圍護構(gòu)造。土深基坑邊坡的圍護構(gòu)造。;n二、水泥土攪拌樁設(shè)計二、水泥土攪拌樁設(shè)計n二加固范圍二加固范圍n 可僅在上部構(gòu)造根底范圍內(nèi)可僅在上部構(gòu)造根底范圍內(nèi)布樁，根底以外不設(shè)置維護樁布樁

37、，根底以外不設(shè)置維護樁;n三、水泥土攪拌樁計算三、水泥土攪拌樁計算n1.1.單樁豎向承載力計算單樁豎向承載力計算 n2.2.復(fù)合地基承載力計算復(fù)合地基承載力計算n3.3.下臥層強度驗算下臥層強度驗算n4.4.復(fù)合地基的變形計算復(fù)合地基的變形計算 ;n1.1.單樁豎向承載力計算單樁豎向承載力計算 n由樁身強度定由樁身強度定n由地基承載力定由地基承載力定nfcuk fcuk 與攪拌樁樁身加固土配比與攪拌樁樁身加固土配比一樣的室內(nèi)加固土試塊邊長為一樣的室內(nèi)加固土試塊邊長為70.7mm70.7mm或或50mm50mm的立方體的的立方體的9090天齡天齡期無側(cè)限抗壓強度平均值；期無側(cè)限抗壓強度平均值；

38、n 強度折減系數(shù)，可取強度折減系數(shù)，可取0.30.30.50.5； n up up 樁周邊長；樁周邊長；n L L 樁長；樁長； nqp qp 樁端天然地基土的承載力樁端天然地基土的承載力規(guī)范值規(guī)范值 nqs qs 樁周土平均允許摩阻力如樁周土平均允許摩阻力如表表631;631;n 樁端天然地基土的承載力折樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取減系數(shù)，可取0.40.40.6 0.6 ppisipdkqAlquR;n攪拌樁樁周土的允許摩阻力攪拌樁樁周土的允許摩阻力 土的名稱土的名稱土的狀態(tài)土的狀態(tài)q qsisikPakPa淤泥、泥炭淤泥、泥炭 流塑流塑5 58 8 淤泥質(zhì)土淤泥質(zhì)土流塑軟塑流塑軟塑

39、 8 81212黏性土黏性土軟塑軟塑12121515黏性土黏性土可塑可塑15151818;n1.1.單樁豎向承載力計算單樁豎向承載力計算 n設(shè)計中取設(shè)計中取=0.35=0.350.500.50。施工質(zhì)量高，。施工質(zhì)量高，地質(zhì)條件筒單，對地基沉降要求又不高地質(zhì)條件筒單，對地基沉降要求又不高時，取高值，反之取低值。時，取高值，反之取低值。n目前設(shè)計中常取目前設(shè)計中常取=0.5=0.5。n應(yīng)使樁體強度與承載力相協(xié)調(diào)應(yīng)使樁體強度與承載力相協(xié)調(diào)n單樁承載力應(yīng)經(jīng)過現(xiàn)場載荷實驗加以驗單樁承載力應(yīng)經(jīng)過現(xiàn)場載荷實驗加以驗證，或先施工試樁，據(jù)以確定單樁承載證，或先施工試樁，據(jù)以確定單樁承載力。力。 ppisipp

40、cukqAlqUAf;n2.2.復(fù)合地基承載力計算復(fù)合地基承載力計算nfsp,kfsp,k復(fù)合地基的承載力規(guī)范值；復(fù)合地基的承載力規(guī)范值；nfs,k fs,k 樁間土天然地基承載力規(guī)范樁間土天然地基承載力規(guī)范值；值；nm m 面積置換率；面積置換率；n 樁間土承載力折減系數(shù)，當(dāng)樁端樁間土承載力折減系數(shù)，當(dāng)樁端土為軟土?xí)r，可取土為軟土?xí)r，可取0.50.51.01.0，當(dāng)樁端土，當(dāng)樁端土為硬土?xí)r，可取為硬土?xí)r，可取0.10.10.40.4，當(dāng)不思索樁，當(dāng)不思索樁間軟土作用時，可取零。間軟土作用時，可取零。kspdkkspfmAmRf,)1 (/;n2.2.復(fù)合地基承載力計算復(fù)合地基承載力計算n根據(jù)

41、設(shè)計要求的單樁豎向承載力特征根據(jù)設(shè)計要求的單樁豎向承載力特征值值RkdRkd和復(fù)合地基承載力特征值和復(fù)合地基承載力特征值fsp,kfsp,k計算攪拌樁的置換率計算攪拌樁的置換率m m和總樁數(shù)和總樁數(shù)n n： ;n3.3.下臥層強度驗算下臥層強度驗算n同墊層法同墊層法;n3.3.下臥層強度驗算下臥層強度驗算n同墊層法同墊層法;n4.4.復(fù)合地基的變形計算復(fù)合地基的變形計算n水泥土樁復(fù)合地基的變形水泥土樁復(fù)合地基的變形s s包括：包括：n 復(fù)合土層的變形復(fù)合土層的變形S1S1和樁端以下和樁端以下土層變形土層變形S2S2兩部分組成。兩部分組成。n 樁群體的緊縮變形值樁群體的緊縮變形值S1S1可根據(jù)可

42、根據(jù)上部構(gòu)造、樁長、樁身強度等要素按上部構(gòu)造、樁長、樁身強度等要素按閱歷取閱歷取20mm20mm40mm40mm。n 樁端以下未加固土層的緊縮變形樁端以下未加固土層的緊縮變形值值S2S2可按分層總和法計算。可按分層總和法計算。 ;n4.4.復(fù)合地基的變形計算復(fù)合地基的變形計算n1 1復(fù)合土層的變形計算。復(fù)合土層的變形計算。n 群樁體的緊縮變形群樁體的緊縮變形S1S1可按下式計可按下式計算：算：n n npo po 群樁體頂面處的平均壓力；群樁體頂面處的平均壓力；npoz poz 群樁體底面處的附加壓力；群樁體底面處的附加壓力；nL L 實踐樁長；實踐樁長；nEps Eps 復(fù)合土層緊縮模量；復(fù)

43、合土層緊縮模量；psozoELppS2)(1sppsEmmEE)1 ( ;n4.4.復(fù)合地基的變形計算復(fù)合地基的變形計算n2 2樁端以下土層的變形樁端以下土層的變形S2S2計算計算 n未加固土層的緊縮變形未加固土層的緊縮變形S2S2可按現(xiàn)可按現(xiàn)行國家規(guī)范行國家規(guī)范? ?建筑地基根底設(shè)計規(guī)建筑地基根底設(shè)計規(guī)范范? ?GB50007-2002GB50007-2002的有關(guān)規(guī)定的有關(guān)規(guī)定按分層總和法計算進展計算。按分層總和法計算進展計算。 ;n一、粉體攪拌樁一、粉體攪拌樁DJMDJM法法n1 1、施工設(shè)備、施工設(shè)備 n2 2、施工工藝、施工工藝 n二、水泥漿液攪拌法二、水泥漿液攪拌法CDMCDM法法

44、n1 1、施工設(shè)備、施工設(shè)備 n2 2、施工工藝、施工工藝n三、施工要點三、施工要點;n一、粉體攪拌樁一、粉體攪拌樁DJMDJM法法n 采用水泥粉料，由空氣保送，經(jīng)采用水泥粉料，由空氣保送，經(jīng)過攪拌葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空隙部位噴過攪拌葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空隙部位噴出，并隨著攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)均勻分出，并隨著攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)均勻分布在整個空隙軌道面內(nèi)，進而和原布在整個空隙軌道面內(nèi)，進而和原位地基土攪拌并混合在一同。位地基土攪拌并混合在一同。 n1 1、施工設(shè)備：粉噴樁施工設(shè)備國外、施工設(shè)備：粉噴樁施工設(shè)備國外以日本的以日本的DJMDJM施工設(shè)備為代表，主要施工設(shè)備為代表，主要有五種型號，最大施工深度可達有五種型號

45、，最大施工深度可達33m33m。國內(nèi)的粉噴機以上海探礦機械廠及國內(nèi)的粉噴機以上海探礦機械廠及鐵道部武漢工程機械研討所消費的鐵道部武漢工程機械研討所消費的GPPGPP型和型和PHPH為代表。為代表。 ;n1.1.施工設(shè)備：由噴粉樁機、粉體發(fā)送器、空施工設(shè)備：由噴粉樁機、粉體發(fā)送器、空氣緊縮機、攪拌鉆頭氣緊縮機、攪拌鉆頭500-700500-700等組成。等組成。;n任務(wù)原理任務(wù)原理;n技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù);2.2.施工工藝施工工藝工藝參數(shù)確定工藝參數(shù)確定 包括：提升速度、單位時間噴粉量和噴粉壓力包括：提升速度、單位時間噴粉量和噴粉壓力。提升速度提升速度噴粉量噴粉量噴粉壓力：普通控制在噴粉壓力：普通控

46、制在0.250.250.40.4MPaMPa之間之間，灰罐內(nèi)氣壓比管道內(nèi)的氣壓高，灰罐內(nèi)氣壓比管道內(nèi)的氣壓高0.020.020.050.05MPaMPa。tzhvvDqw42;n2 2施工工序施工工序n施工工序主要為施工工序主要為 1 1柱體對位柱體對位 2 2下鉆下鉆 3 3鉆進終了鉆進終了 4 4提升噴粉提升噴粉 5 5提升終了樁構(gòu)成提升終了樁構(gòu)成體等幾個步驟。體等幾個步驟。;n二、水泥漿液攪拌法二、水泥漿液攪拌法CDMCDM法法n1 1、施工設(shè)備、施工設(shè)備n包括：深層攪拌機和配套設(shè)備。包括：深層攪拌機和配套設(shè)備。n根據(jù)攪拌軸的數(shù)量分為：單軸和多軸深層根據(jù)攪拌軸的數(shù)量分為：單軸和多軸深層攪

47、拌機。深層攪拌機的噴漿方式有葉片噴攪拌機。深層攪拌機的噴漿方式有葉片噴漿和中心管噴漿。漿和中心管噴漿。n1 1深層攪拌機深層攪拌機nSJB-1 SJB-1 型深層攪拌機雙攪拌軸中心管輸型深層攪拌機雙攪拌軸中心管輸漿漿nGZB-600 GZB-600 型深層攪拌機單攪拌鈾葉片噴型深層攪拌機單攪拌鈾葉片噴漿漿;SJB-1 GZB-600 SJB-1 GZB-600 SJB-1 SJB-1 型深層攪拌機型深層攪拌機GZB-600 GZB-600 型深層攪拌機型深層攪拌機;n葉片噴漿攪拌頭葉片噴漿攪拌頭;nSJB-1中心管噴漿;nSJB-1中心管噴漿;n配套設(shè)備配套設(shè)備n n 包括包括起吊設(shè)備、起吊設(shè)

48、備、固化劑制備固化劑制備系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)和電氣控制安裝。控制安裝。;n配套設(shè)備配套設(shè)備n n 包括包括起吊設(shè)備、起吊設(shè)備、固化劑制備固化劑制備系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)和電氣控制安裝?？刂瓢惭b。;n配套設(shè)備配套設(shè)備n n 包括包括起吊設(shè)備、起吊設(shè)備、固化劑制備固化劑制備系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)和電氣控制安裝?？刂瓢惭b。;n配套設(shè)備配套設(shè)備n n 包括包括起吊設(shè)備、起吊設(shè)備、固化劑制備固化劑制備系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)和電氣控制安裝?？刂瓢惭b。;n配套設(shè)備配套設(shè)備n n 包括包括起吊設(shè)備、起吊設(shè)備、固化劑制備固化劑制備系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)和電氣控制安裝。控制安裝。;n配套設(shè)備配套設(shè)備n n 包括包括起吊設(shè)備、起吊設(shè)備、固化劑制備固化劑制備系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)和電氣控制安裝?？刂瓢惭b。;n配配套套設(shè)設(shè)備備n n ;n2 2、施工工藝、施工