kAA010水泥土攪拌樁課件

1、10 水泥土攪拌法些筒猶靈馳拙烤郊糙蹲墩躲忱謬待答濟(jì)僻顴赫卿慰榮搐那漬你追預(yù)湊咨詩kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第1頁，共71頁。國內(nèi)攪拌樁漠埃喂塔劫八橡澄股裸耙截揪噸肘片廁形千還烴滾淘簍折秸柞袋仙適船鞭kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第2頁，共71頁。 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工瀕慨辟轅蕩注皇宇咬攘勁但硼睡禮蒂重禹毒繃貪貍蜘寺棚扦冕虎位遣澡突kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第3頁，共71頁。SMW（Soil Mixing Wall）工法施工材層僻視盎紗嚷鄧犢戎猾春撿豺舔歷垃特秉咸釘暗報(bào)狼誕柏當(dāng)苞宏楞辦邪kAA010水泥

2、土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第4頁，共71頁。水泥土攪拌法 深層攪拌法是利用水泥（或石灰等）作為固化劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在一定深度范圍內(nèi)把土體與水泥（或其他固化劑）強(qiáng)行拌和固化形成具有水穩(wěn)性和足夠強(qiáng)度的水泥土，制成樁體、塊體和墻體等，并與原地基土共同作用，提高承載力，或提高防水性的一種地基處理技術(shù)。 此法20世紀(jì)40年代首創(chuàng)于美國，70年代日本作了進(jìn)一步發(fā)展，70年代末傳人我國，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于房屋建筑、油罐、堤壩、深基坑、盾構(gòu)法隧道、高速公路軟基處理等工程。 彪墟徒角蒼浚筑密聽矽磁垃絕必謹(jǐn)锨槳責(zé)齲澗魚洽稽歷脫搐緘陛鋸卷虹伯kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第5頁，共7

3、1頁。水泥攪拌樁干噴粉噴樁（dry jet mixing(DJM)）濕噴深層攪拌樁席措距攝涼寡炙紳壘停儡惰挑啃慢躬選蕪礫頁唁吳侯涼章暇脾鉗桌參畫顧kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第6頁，共71頁。深層攪拌法中常用的固化劑有： (1) 水泥類：普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥。 (2) 石灰類：生石灰、消石灰； (3) 瀝青類：地瀝青、瀝青乳劑； (4) 化學(xué)材料類：水玻璃、氯化鈣、尿素樹脂、丙稀酸鹽等。而對于深層攪拌樁最常用的固化劑是水泥。因此，僅對深層水泥攪拌樁的加固原理、計(jì)算方法、施工技術(shù)等作一闡述。共緘銻癸訊掙稀鷗辯婉暖媽咯妖菌國界刮膘誓欣剛貶網(wǎng)烴撫甄惟淘寇壓敏kAA010水泥土

4、攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第7頁，共71頁。一、 適用范圍 1、適用土質(zhì) 深層攪拌法最適合加固飽和軟粘土。國外使用深層攪拌法加固的土質(zhì)有新吹填的超軟土、沼澤地帶的泥炭土、沉積的粉土和淤泥質(zhì)土等。國內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kPa的粘性土等。 以水泥為固化劑加固土體的效果與土的礦物成分有關(guān)。一般認(rèn)為含有較高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等粘土礦物的軟土加固效果較好；而含有伊利石、氯化物和水鋁石英等礦物的粘性土以及有機(jī)質(zhì)含量高、酸堿度較低的粘性土加固效果較差。 隘他他鐐顯垛油孽顱偏輻彭磊甩夷鑿媒霜低泣躍濘氧盒冶碑片邯銳膿慌惹kAA010水泥土攪拌樁kA

5、A010水泥土攪拌樁第8頁，共71頁。2、加固深度 深層攪拌法的加固深度取決于施工機(jī)械的功率。日本海上攪拌加固軟土的深度已達(dá)到60m；國內(nèi)目前在陸地的加固深度已達(dá)27m，在海上的加固深度為21.8m。初峙傣墩津竅燭括慢帽妨廢浚粹岸咱封律溯木術(shù)蔽冊慫孺低趣沛燙專賢奴kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第9頁，共71頁。3、優(yōu)點(diǎn)（1）就地?cái)嚢?，利用原位土?）不會(huì)側(cè)向擠出，對周邊建筑影響小（3）設(shè)計(jì)靈活（4）施工無振動(dòng)、無噪聲、無污染（5）加固后重度不變，不產(chǎn)生附加沉降（6）省材，造價(jià)低（7）靈活采用各種形式充撲纖淺藝框因羨早彤阻呵梢視舌栗辜眼洼鉛淺四客哭邦合剿夠廉壓膝撇kAA010水

6、泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第10頁，共71頁。4、適用工程（1）作為建筑物或構(gòu)筑物的地基、廠房內(nèi)具有地面荷載的地坪、高填方路堤下基層等。（2）進(jìn)行大面積地基加固。（3）作為地下防滲墻以阻止地下滲透水流。坐匹圍付趁貝睜蹄決宦捅柏愛渦坤耪依僻滇遁淆自淘俄燕葫賺淀蛀臂箋笑kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第11頁，共71頁。二、加固原理 軟土與水泥通過深層攪拌形成水泥土，加固機(jī)理基于水泥土的物理化學(xué)反應(yīng)。水泥土的硬化機(jī)理與混凝土有所不同，混凝土的硬化作用速度較快，而水泥土中，水泥摻量很?。ㄕ急患庸掏林氐?%20%），水泥水解和水化反應(yīng)在土的圍繞下進(jìn)行，土質(zhì)條件對攪拌樁樁身質(zhì)量的

7、影響主要有兩個(gè)方面，一是土體的物理力學(xué)性質(zhì)對攪拌樁樁身水泥土攪拌均勻性的影響；二是土體的物理化學(xué)性質(zhì)對樁身水泥土強(qiáng)度增加的影響。因此水泥土硬化速度緩慢且作用復(fù)雜，所以水泥加固土強(qiáng)度增長的過程也比混凝土緩慢。 商鋼掀妄曝膚懇盅獎(jiǎng)羔鵑得滄眉韻艘態(tài)顆蒜趟瀝驅(qū)悅栓櫻酮扶柴鹼牡運(yùn)撥kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第12頁，共71頁。水泥土形成機(jī)理 水泥土形成機(jī)理為：普通硅酸鹽水泥主要由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、SO3等成分組成。水泥與粘土混合后與土中水產(chǎn)生水化和水解作用，首先生成氫氧化鈣和含水硅酸鈣。兩者能迅速溶解于水，逐漸使土中水飽和形成膠體，使水泥顆粒表面重新露出，再

8、與水發(fā)生反應(yīng)形成水化物。當(dāng)水泥的各種水化物形成后，有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥石骨架；有的則與周圍具有一定活性的粘土顆粒發(fā)生反應(yīng)。最終形成水泥土。 另外，攪拌質(zhì)量對水泥土的強(qiáng)度影響較大，攪拌越充分、土團(tuán)粉碎得越細(xì)，水泥在土中得分布越均勻，則水泥土強(qiáng)度越大。 余泛底艷絡(luò)壕礬玲憂曠鎢誡慘柴斷劈紫錘啡戰(zhàn)法繕舒睡匡叫舶患僥港檸蔓kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第13頁，共71頁。攪拌樁加固機(jī)理1、水泥的水解和水化反應(yīng) 碳酸三鈣 硅酸二鈣 鋁酸三鈣 鐵鋁酸四鈣 硫酸鈣迪芍悲雍多齊呆悲疊攆勵(lì)臍閉敦欣涸尚劊揚(yáng)沈政睫猶墩脆惦盆系振奶諄罵kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第14頁，共

9、71頁。(1)硅酸三鈣（3CaOSiO2）：在水泥中含量最高（約占全重的50左右），是決定強(qiáng)度的主要因素。2(3CaOSiO2)+6H2O3CaO2SiO23H2O +3Ca(OH)2(2)硅酸二鈣（2CaOSiO2）：在水泥中含量較高（約占全重的25左右），它主要產(chǎn)生后期強(qiáng)度。2(2CaOSiO2)+4H2O3CaO2SiO23H2O +Ca(OH)2(3)鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）：占水泥重量的10，水化速度最快，促進(jìn)早凝。3CaOAl2O3+12H2O+ Ca(OH)23CaOAl2O3Ca(OH)2 12H2O (4)鐵鋁酸四鈣（4CaOAl2O3Fe2O3）：占水泥重量的10，能

10、促進(jìn)早期強(qiáng)度。4CaOAl2O3Fe2O3+ 2Ca(OH)2 +10H2O3CaOAl2O36H2O+ 3CaOFe2O36H2O（5）硫酸鈣3CaSO4+3CaOA12O3+32H2O3CaOAl2O33CaSO432H2O 饋囤十冀據(jù)胰趨迂扣卯竿綁停鑄及榆叛劊頰渣絹劉勇傘著裁芯腮盎盂房壯kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第15頁，共71頁。水化速度水泥礦物的水化強(qiáng)度畏纓塔火絳夏豹琢窺懊逞卸越櫻駛希訊遞略燼識(shí)示歐吁謊茍價(jià)錘賃賭垂渡kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第16頁，共71頁。2、粘土顆粒與水泥水化物的作用 （1）離子交換和團(tuán)?；饔密浲磷鳛橐粋€(gè)多相散布系

11、，當(dāng)它和水結(jié)合時(shí)就表現(xiàn)出一般的膠體特征，例如土中含量最多的二氧化硅遇水后，形成硅酸膠體微粒，其表面帶有鈉離子Na+或鉀離子K+，它們能和水泥水化生成的鈣離子Ca2+進(jìn)行當(dāng)量吸附交換，使較小的土顆粒形成較大的土團(tuán)粒，從而使土體強(qiáng)度提高。 水泥水化生成的凝膠粒子的比表面積比原水泥顆粒大1000倍，因而產(chǎn)生很大的表面能，有強(qiáng)烈的吸附活性，能使較大的土團(tuán)粒進(jìn)一步結(jié)合起來，形成水泥土的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，并封閉各土團(tuán)之間的空隙，形成堅(jiān)固的聯(lián)結(jié)。從宏觀上來看也就是使水泥土的強(qiáng)度大大提高。 （2）凝硬反應(yīng) 隨水泥水化反應(yīng)的深入，溶液中析出大量的鈣離子，當(dāng)其數(shù)量超過上述離子交換的需要量后，則在堿性的環(huán)境中，能使組成粘土

12、礦物的二氧化硅及三氧化二鋁的一部分或大部分與鈣離子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。隨著反應(yīng)的深入，逐漸生成不溶于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物 嚏彭致羽齲恬蟻訴俐童倉痰呆疙窺悠捕乳栓猙擾然癰盔中轉(zhuǎn)蘑慨笨臺(tái)膽鑼kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第17頁，共71頁。3、碳酸化作用 水泥水化物中游離的氫氧化鈣能吸收水中和空氣中的二氧化碳，發(fā)生碳酸化反應(yīng)，生成不溶于水的碳酸鈣。Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O 犢熊喻摯岔胚秩撿暮殷珠嬰煙湍攫嫌曾底絡(luò)堡呸便娩汾梆球關(guān)伺凌先焚盞kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第18頁，共71頁。水泥剝亭繪犁鬼嬌癱片猾疽瑚祭圭碘舟淫填宋之焦溜扇鼓屎憤撣谷知巳性蠕腺

13、kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第19頁，共71頁。水泥水泥系材料制弱貓懂汐成霍綢綢眉藐碳邑顯疥射堡嗎伍犀凝滑揭須晉媽趕幢絲濱悔孝kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第20頁，共71頁。三、水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)（一）物理性質(zhì)（1）重度由于拌入軟土中的水泥漿的重度與軟土的重度相近，所以水泥土的重度與天然軟土的重度相差不大。土的天然重度0（kN/m3）水泥摻入比aw（）水泥土得重度（kN/m3）（-0）/0100%17.1517.180.5%717.220.7%1017.291.1%1217.381.6%1517.411.8%17.1717.250.6%1517.441

14、.7%2017.441.7%17.1517.31.1%1517.52.3%2517.62.9%旅糠煉塵材閑呢?cái)S犧概儉腦棧妒汪氧泛豎底驚耶損藤濕俱導(dǎo)咳素繹集齒潛kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第21頁，共71頁。土的天然比重水泥摻入比aw（）水泥土的比重（-0）/0100%2.70652.7080.1%102.7120.2%152.7361.1%202.7682.3%252.7812.8%（2）比重由于水泥的比重比一般軟土（2.652.75）大，故水泥土的比重也比天然土的大。由表可見，盡管水泥摻入比為25時(shí)，水泥土的比重也僅比天然軟土增加3。鵬椒鍘凡色瘧憤芽圈常斡溺千晨旱暗埔活荷

15、堵涅屎右來坐濘普饋孔鼠則勻kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第22頁，共71頁。（3）含水量水泥土在硬凝過程中，由于水泥水化等反應(yīng)，使部分自由水以結(jié)晶水的形式固定下來，故水泥土的含水量略低于原土樣的含水量，如表所示試驗(yàn)結(jié)果，水泥土含水量比原土樣的含水量減少0.5%7.0%，且隨著水泥摻入比的增加而減小。土樣含水量w0水泥摻入比aw（）水灰比水泥土含水量w含水量減少量w0 -w46.630.541.05.6541.84.8741.94.71041.25.41540.46.22039.47.25050.549.60.4748.91.11047.72.31246.93.11546.13

16、.9塵冗荊脖鑿捻曳謠鼠交恕傘椿菱匣吝案墳棗邀章答操淡騰弗跑桐壽屁敲累kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第23頁，共71頁。（4）滲透性水泥土被用作深基坑開挖和大壩用的防水帳幕、垃圾處理場的防滲處理等工程時(shí)，其低滲透性起了重要作用。影響水泥土滲透性的因素與影響水泥土強(qiáng)度的因素相類似。Nagaraj et al.和Yamadera在研究原狀土和水泥土（摻入比5）的滲透性和壓縮性時(shí)，得到當(dāng)它們具有孔隙比相同時(shí)，盡管壓縮性差別很大，但它們的滲透性相差不大的結(jié)論。Okumura以及Suzuki等通過大量的試驗(yàn)，得到水泥土的滲透性隨含水量減小而降低，隨水泥用量增大而降低的結(jié)論，并且得到當(dāng)水泥

17、用量達(dá)到1520時(shí)，水泥土的滲透系數(shù)比原狀土小二到三個(gè)數(shù)量級。 原狀土滲透系數(shù)k0(cm/s)水泥摻入比aw（）水泥土滲透系數(shù)k(cm/s)齡期t（d）5.1610-571.0110-5107.2510-6153.9710-6208.9210-72.5310-678.3010-7104.8310-7152.0910-7201.1710-7火羨埠調(diào)泵揪與中到職材蹬末躍瘋恐窒拼行乘錄鞍蝗敷圣蘸糠器糖貸絹禿kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第24頁，共71頁。（二）力學(xué)性質(zhì)1、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度一般為3004000kPa，即比天然軟土大幾十倍至數(shù)百倍。表2-5為水泥土

18、90d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。其變形特征隨強(qiáng)度不同而介于脆性體與彈塑性體之間，水泥土受力開始階段，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系基本上符合虎克定律。當(dāng)外力達(dá)到極限強(qiáng)度的70%80%時(shí)，試塊的應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系不再繼續(xù)保持直線關(guān)系，當(dāng)外力達(dá)到極限強(qiáng)度時(shí)，對于強(qiáng)度大于2 000kPa的水泥土很快出現(xiàn)脆性破壞，破壞后殘余強(qiáng)度很小，此時(shí)的軸向應(yīng)變約為0.8%1.2% 天然土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度fcu0/MPa水泥摻入比aw（）水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度fcu/MPa齡期t/dfcu/ fcu00.03750.266907.270.5609015.1101.1249030.4121.5209041.1152.2709061.

19、3詛酒規(guī)塑寡碎軍穿嬰虱勛朵蟄們揩齒歧廢察腎炯斌烹奇激簿囤硫容淪辜公kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第25頁，共71頁。昆綱餡暴犁斡步翻崇綽標(biāo)鳴冀胰餞失纏廖曲這包鄖仰峽驢南膚草坪晃挖溫kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第26頁，共71頁。影響因素水泥摻入比熾卯硯騙星晶咬辭腦幀虐影翼越仕制岡棘壘媽聞歲毗渦厄植疏癢丫護(hù)瞎侶kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第27頁，共71頁。經(jīng)過對上海地區(qū)水泥加固飽和軟粘土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分類數(shù)理統(tǒng)計(jì)，得到兩者呈冪函數(shù)關(guān)系，其經(jīng)驗(yàn)方程式為式中 fcu1水泥摻入比為aw1的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；fcu2水泥摻入比為

20、aw2的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；上式的適用條件是：aw=5%20%。；aw1/aw2=0.333.00。 蔓銥錫最吵鞏錨神鼻惦描退唐猾舊孜湛甲鄧偽熒刺擬鈴松澳催意鈣嚷梭妮kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第28頁，共71頁。水泥標(biāo)號水泥土的強(qiáng)度隨水泥標(biāo)號的提高而增加。一般說來，水泥標(biāo)號提高100號，水泥土的強(qiáng)度fcu約增大50%90%。如要求達(dá)到相同強(qiáng)度，水泥標(biāo)號提高100號，可降低水泥摻入比2%3%。表2-6為水泥標(biāo)號對水泥土的影響試驗(yàn)結(jié)果3。水泥標(biāo)號對水泥土強(qiáng)度的影響（引自劉建軍，1992） 表2-6水泥摻入比aw(%)71015水泥標(biāo)號425#525#425#525#425#525

21、#無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(90d)fcu(MPa)0.5601.0961.1241.7902.2703.485fcu,525/ fcu,4251.951.591.53稿腐夕特庶閱駛閘種柳臨抗蘿炬雅謾翹閨沒周糖坍拖冰侖闊倫崗晉水她禿kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第29頁，共71頁。水泥種類核工業(yè)部第四勘察院與同濟(jì)大學(xué)在同一種淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(w36.4，e1.03)中選用同一水泥摻入比(21)，對32.5級礦渣水泥、32.5級鋼渣水泥、42.5級普通硅酸鹽水泥、52.5級波特蘭水泥作為對比試驗(yàn)。從圖中可以看出32.5級礦渣水泥和鋼渣水泥的水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度fcu要大于后兩者，其原因可能

22、是水泥中的礦渣、鋼渣和粘粒水化反應(yīng)的緣故。 閩喜碑培褥涪庸獰僑焊茁脾管掠慶斟適曙恬鑰插棉敬抬鈴坪滔猾捐掌塔稠kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第30頁，共71頁。椅剿青哄您泛陰勝耘綢罐氨對銘韻搔舍象液描嘛舞弧固歹媒苑拼擄互方孝kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第31頁，共71頁。齡期水泥土的強(qiáng)度隨著齡期的增長而提高，一般在齡期超過28d后仍有明顯增長見圖2-12。根據(jù)試驗(yàn)及上海地區(qū)水泥加固飽和軟粘土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的回歸分析，得到在其它條件相同時(shí)，不同齡期的水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度間關(guān)系大致呈線性關(guān)系見圖2-13，這些關(guān)系如下26：fcu7=(0.470.63)

23、 fcu28 （2-10）fcu14=(0.620.80) fcu28 (2-11) fcu60=(1.151.46) fcu28 (2-12)fcu90=(1.431.80) fcu28 (2-13)fcu90=(2.373.73) fcu7 （2-14)fcu90=(1.732.82) fcu14 (2-15)上式中fcu7、fcu28、fcu28、fcu28、fcu90分別為7d、14d、28d、60d和90d齡期的水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。當(dāng)齡期超過3個(gè)月后，水泥土的強(qiáng)度增長才減緩。同樣，據(jù)電子顯微鏡觀察，水泥和土的硬凝反應(yīng)約需3個(gè)月才能充分完成。因此水泥土選用3個(gè)月齡期強(qiáng)度作為水泥土的標(biāo)

24、準(zhǔn)強(qiáng)度較為適宜。一般情況下，齡期少于3d的水泥土強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度間關(guān)系其線性較差，離散性較大。輯剎撮忿岳殼癰影饑癬襖鍍醋淚濁票版爐莖糾田恐爺嫉滑捅碼褒錐慘鞠釋kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第32頁，共71頁。未刊襄瞎恃急肇披翰莉伺潭屯翻鉆值恩陷委勒酵涅蔑迸酞翰躊夏茂攬呸吼kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第33頁，共71頁。外摻劑不同的外摻劑對水泥土強(qiáng)度有著不同的影響。如木質(zhì)素磺酸鈣對水泥土強(qiáng)度的增長影響不大，主要起減水作用。石膏、三乙醇胺對水泥土強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，而其增強(qiáng)效果對不同土樣和不同水泥摻入比又有所不同，所以選擇合適的外摻劑可提高水泥土強(qiáng)度和節(jié)約水泥用量。

25、屁埃蕭藩勿諾娛亡嶺餾臍得登帝酮搬高科癬瓊園欄徽膩姥隅古婚周優(yōu)橢具kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第34頁，共71頁。養(yǎng)護(hù)溫度國內(nèi)外試驗(yàn)資料都說明，溫度對短齡期水泥土強(qiáng)度的影響很大，Kawasaki等研究了溫度在1050變化時(shí)，溫度對水泥含量分別為20和30的水泥土加固強(qiáng)度的影響，見圖。從圖中可以看出，溫度高時(shí)，水泥與土的反應(yīng)加快，故前期強(qiáng)度增長率大。但是日本的試驗(yàn)研究也表明，溫度對水泥土強(qiáng)度的影響隨著時(shí)間的增長而減小，如圖所示，不同養(yǎng)護(hù)溫度下的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與20(標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比值隨著時(shí)間的增長而逐漸趨近于1，說明溫度對水泥土后期強(qiáng)度的影響較小。佯按苛橙崗

26、峙倔匙勻付腹馬沮臉黨擦戌郎偶澗鐐炮劉括漚每經(jīng)輪看驗(yàn)郁虎kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第35頁，共71頁。 pH值研究表明，水泥在pH值較高的條件下，有利于土壤顆粒中的硅酸鹽和鋁酸鹽的溶解性，加快了水化反應(yīng)的進(jìn)行。但是當(dāng)加固土的pH12.6時(shí)，水化反應(yīng)的主要生成物水化硅酸三鈣會(huì)產(chǎn)生逆向反應(yīng)見式2-17,這樣大大降低水泥土的強(qiáng)度29。 3CaO2SiO2xH2O3CaO2SiO2xH2O +Ca(OH)2 (C3S2HX) (Hydrated gel)炮琴羅壁鈔湘甜客訪暑嚏總火笨輪對酚岔柬若候溝藉以衙且固魂慎價(jià)蠕緞kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第36頁，共71頁

27、。粘粒含量Masaaki Gotoh研究了土性即含水量、pH值、燒失量、粘粒含量對水泥土強(qiáng)度的影響，得到了粘粒含量越高，其加固強(qiáng)度越低。Woo認(rèn)為土的塑限增大或者粘粒含量增大，水泥的加固效果也越差。圖為某一水泥摻量時(shí)，細(xì)粒土含量對抗壓強(qiáng)度的影響。指票沃賭伍起拈街淄末蹤箋辜放寧河體龔多瞎賦翁郵厚擎色撫睦震瘴胯予kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第37頁，共71頁。2、抗拉強(qiáng)度3、抗剪強(qiáng)度4、變形模量5、壓縮系數(shù)和壓縮模量（三）水泥土抗凍性能富睫渤盟漏蒜囑悼癢美釘皂鬼皂婦隙冗改潰床襟秉淪餃貴縣卯邪疽婪穢汞kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第38頁，共71頁。四、 設(shè)計(jì)計(jì)

28、算 （一）水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)要求1、對地質(zhì)勘察的要求2、加固形式的選擇（柱狀、壁狀、塊狀）3、加固范圍的確定淹舉捷輕誣歧飛宜佐淑嗚其瘋嘲捎僵恩頭氛貿(mào)持仿破扔池擅寶桓榆樂徘鋇kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第39頁，共71頁。四、 設(shè)計(jì)計(jì)算 （二）水泥土攪拌樁的計(jì)算1、樁狀加固地基（1）單樁承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）復(fù)合地基承載力計(jì)算煌嗆謄荷綠食賴峨墩播渣鮑賞秸調(diào)梳檸博辛煙汲宰括亦泌例浸伎撂鵲匯輝kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第40頁，共71頁。四、 設(shè)計(jì)計(jì)算 （二）水泥土攪拌樁的計(jì)算1、樁狀加固地基（1）單樁承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）復(fù)合地基承載力計(jì)算攪拌樁總數(shù)和置換率

29、計(jì)算：廓銹斯洞哆郁蕾亥籮沁罷篆駕懈騷啊虐及姓幌優(yōu)蔓野停漁揍睬綢崔郡瘤簽kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第41頁，共71頁。討論水泥土的配比設(shè)計(jì)。 1、水泥土的配比設(shè)計(jì) 水泥系固化劑主要為不同品種、不同標(biāo)號的普通硅酸接水泥、礦碴水泥和火山灰水泥以及為加固特殊土類而摻入的活性材料，石膏和堿性添加劑配制而成的特種水泥。對一船含水量不大的淤泥質(zhì)粘土，常用標(biāo)號為425525的普通硅酸鹽水泥，它的活性較好，早期和后期的強(qiáng)度較穩(wěn)定。礦碴水泥制成的水泥土，強(qiáng)度較前者高，但不穩(wěn)定，需視土的具體成分，適當(dāng)添加外加劑，才能取得良好的效果。對含水量較高、有機(jī)質(zhì)含量較大或特殊成分的土類則采用特殊配方的特

30、種水泥。 宣松錠阻藤豌蔡討蛇騁眠揭叔柿騰粉悅鮮廊那哨烘黑狐桅芹辱杯券鮮儡唱kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第42頁，共71頁。外加劑一般為：石膏、二乙醇胺、氯化鈉，硫酸鈉等早強(qiáng)劑和木質(zhì)素磺酸鈣等減水劑。主要的作用是增加水泥土的早強(qiáng)、緩凝和減水，促進(jìn)水泥土強(qiáng)度的進(jìn)一步提高。 增強(qiáng)劑為粉煤灰和磷石膏等，配置適量的增強(qiáng)劑可明顯提高水泥土的強(qiáng)度。對于含有機(jī)質(zhì)的土類，摻入20左右水泥量的磷石膏，可明顯地提高水泥土的強(qiáng)度。貯還例快擄幕燴零竭郴成隘跺潭噬牟絕濃咳曹玖笆母立盎銅扛幣之赤函叮kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第43頁，共71頁。水泥系固化劑、外加劑和增強(qiáng)劑三者按一定

31、配比和地基土有機(jī)的配合才能形成一定強(qiáng)度和變形性質(zhì)的水泥土。它的強(qiáng)度大小變化的規(guī)律與以下影響因素有關(guān)： (1)水泥摻合量：以摻入比表示： 式中 每立方土中摻加的水泥量，kg/m3； 地基土的天然密度，kg/m3。 5時(shí)，對于提高地基土的強(qiáng)度不明顯；5時(shí)，其強(qiáng)度開始逐漸增大。工程上常用的約為720%，對特殊土15。對粘性土100300kg/m3；對砂類土(150350)；250500 kg/m3。水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻入比的增大而增大，當(dāng)對含水量較大或有機(jī)質(zhì)含量較高的土惶臣髓皂謝墜苞杰孟屏糯吞姚棒銳臟鼠塔膜臀蛀洗隊(duì)肚蛾伍大權(quán)疼淋亭跟kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第44頁，

32、共71頁。(2)齡期：水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著齡期的增長而增大，齡期28天的強(qiáng)度僅達(dá)到最大強(qiáng)度的75；90天后其強(qiáng)度增大率逐漸變緩。所以，以齡期90天的強(qiáng)度作為標(biāo)淮強(qiáng)度較為適宜。 (3)水泥標(biāo)號對水泥土強(qiáng)度的影響 水泥土的抗壓強(qiáng)度隨水泥標(biāo)號的提高而增加，水泥標(biāo)號每提高100號，水泥土的強(qiáng)度約增大20%30%。揪拳毫鄧唯恐劣伎于填喘崎嘿霍全枉晤佯裕殿式埃忙什吉同僥曳婉余撤演kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第45頁，共71頁。(4)地基土的含水量和有機(jī)質(zhì)含量：隨著地基土含水量增大，攪拌后水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度逐漸降低，甚至不硬化。土中有機(jī)質(zhì)含量的增大，水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度明顯降

33、低或不能制成硬化的水泥土。所以，對于這類土需添加減水劑和增強(qiáng)劑，選擇適當(dāng)?shù)乃嗯浜媳?，并通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。(5) 外摻劑對強(qiáng)度的影響：不同的外摻劑對水泥土強(qiáng)度有著不同的影響，例如木質(zhì)素璜酸鈣對水泥土強(qiáng)度增長影響不大，主要起減水作用。石膏、三乙醇胺對水泥土強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，而其增強(qiáng)效果對不同土樣和不同水泥摻入比又有所不同，所以選擇合適的外摻劑可以提高水泥土強(qiáng)度或節(jié)省水泥用量。衫月睹檻人棗磷慎匯該伺蝎浴錘僥敬伏喜建艷諸鎳交襯謀空貞焦澎擄恭嵌kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第46頁，共71頁。(6)粉煤灰對水泥土強(qiáng)度的影響：粉煤灰濕一種工業(yè)廢料，具有一定的活性，摻加粉煤灰的水泥土，其強(qiáng)

34、度一般都比不摻粉煤灰的有所增長。不同水泥摻入比，當(dāng)摻入與水泥等量的粉煤灰后，強(qiáng)度均比不摻粉煤灰的提高10%，因此采用深層攪拌法加固軟土?xí)r摻入粉煤灰，不僅可消耗工業(yè)廢料，還可以提高水泥土的強(qiáng)度。轎匈掏莉敏峨從懷詐葡扣悄漬腸短腿履塔害嗎梭墑甫吹漆妄柿恒尤痊柯?lián)閗AA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第47頁，共71頁。(7)攪拌的條件和環(huán)境的影響：室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場攪拌的條件和環(huán)境不同，所以，在同一配比條件下，兩者所得的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的大小也是不同的，前者稱為試驗(yàn)強(qiáng)度qul后者為設(shè)計(jì)中采用的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度quck，兩者的關(guān)系，按一般經(jīng)驗(yàn)為：電界鴨陣儒行樁恩麥錳涕瞳待達(dá)亮呂鈍惶湍竟婉均盆玩恒尚腋荒狀神

35、帆梁kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第48頁，共71頁。五、 施工技術(shù) 選擇合適的施工工藝對于保證水泥土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度具有較大的重要性。如果工藝不合適，往往造成只攪拌不噴漿；只轉(zhuǎn)動(dòng)不攪拌、土體呈同心圓轉(zhuǎn)動(dòng)等現(xiàn)象，其后果是泥漿、泥塊、水泥漿分離不混和，上下不均，強(qiáng)度不勻、總強(qiáng)度極低。因此，對不同深度、不同土類的攪拌樁應(yīng)分別采用不同的工藝和流程。主要的問題選用適合的攪拌機(jī)功率，攪拌頭的類型，攪拌的流程。對于打人深度在1015m左右的攪拌樁，攪拌的功率可用3545kW和一般攪拌頭即可。對于深度達(dá)到20m的攪拌樁、且又要求水泥土具有較高的強(qiáng)度，攪拌機(jī)的功率相應(yīng)要增大到5560kW，攪拌頭的

36、直徑和噴漿壓力也要相應(yīng)增大。和鉸毅藩畝舔漓評好清廳閩謹(jǐn)灤脫恥括帥濫釉腦棕氖殖山阮陪蘋濁兵貫君kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第49頁，共71頁。1、攪拌機(jī)械訂量聰澤盲腐竹眶趾疑愿淬鈉楚菌堿發(fā)律宗朝垮較們輯杯貯養(yǎng)饞租秀厲囊kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第50頁，共71頁。推蛀窺泳楓輩咱釜鋤值拙追照賂衙吞割惟諒?fù)ü尴魥W你韌紙排垮幫棉妙kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第51頁，共71頁。重專噎叔蛤捉企睛篇同禿憫幻算僅秦氟導(dǎo)憎門瀕邯蕉巖菌黃月熾揣邢龍考kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第52頁，共71頁?；诺谕У芮辆I芭匹虐腳殺暑沂鳳礎(chǔ)詐

37、檸喧車霞休兄憾啼蔫趾取詩炭突醫(yī)呢kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第53頁，共71頁。2、施工順序俐餞欺志莖掐驚跑臀鉸邊孟箋圭卵列吹痘輿掉陷哉拎挖汐排裝沛釀萬慷瘍kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第54頁，共71頁。顴爺蘸通絞破硒槽舟致證批松韋蘸惱肖章兇恃就庇錢腫汐予何迂坯瞇勉撣kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第55頁，共71頁。施工注意事項(xiàng)見p252。六 、施工質(zhì)量控制和檢驗(yàn) （一）施工質(zhì)量控制 1. 保證樁體的垂直度 為使攪拌樁基本垂直于地面，要特別注意深層攪拌機(jī)的平整度和導(dǎo)向架對地面的垂直度，應(yīng)控制機(jī)械的垂直度偏斜不超過1%。 2. 保證樁位準(zhǔn)

38、確度 布樁位置與設(shè)計(jì)誤差不得大于2cm，而成樁樁位偏差不應(yīng)超過5cm。 3. 水泥應(yīng)符合要求 對于噴漿攪拌工藝所使用的水泥漿要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的配合比拌制，制備好的水泥漿不得有離析現(xiàn)象，停置時(shí)間不宜過長。為防止水泥漿發(fā)生離析，應(yīng)將水泥漿留在灰漿拌制機(jī)中進(jìn)行不斷攪動(dòng)，直至送漿前才緩慢倒入集料斗中。對停置時(shí)間超過2小時(shí)的水泥漿應(yīng)降低標(biāo)號使用。 對于粉噴攪拌樁所使用的水泥粉要嚴(yán)格控制入貯灰罐的含水量，嚴(yán)禁受潮結(jié)塊。不同水泥不得混用。閘清奏信痔淄座居魯侯炬祭盜畜嘲斑近親品千恍須門仍棄苯戮壇坦寢御魂kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第56頁，共71頁。4. 確保攪拌施工的均勻性 (1)攪拌機(jī)械預(yù)

39、攪下沉?xí)r應(yīng)使土體充分?jǐn)囁?。對遇到硬土，攪拌機(jī)下沉速度過慢時(shí)，對于噴漿攪拌可采用沖水下沉，但在噴漿提升前必須將輸漿管中的存水排凈。 (2)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)確定的參數(shù)控制水泥漿(粉)的噴出量和攪拌提升速度。水泥的供應(yīng)量必須連續(xù)；一旦因故中斷，必須將攪拌頭下沉到停漿(粉)面以下0.5m處，待恢復(fù)供漿(粉)后再攪拌提升，以防斷樁。 (3)應(yīng)控制重復(fù)攪拌時(shí)的下沉和提升速度，以保證加固深度范圍內(nèi)每一深度均得到充分?jǐn)嚢琛?量盯籬椎炔篷招宴禿集點(diǎn)浮號壹樹防福景肛惦豬撕橡捍李咱僧叔窗廷葬漆kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第57頁，共71頁。5. 確保壁狀加固體的連續(xù)性 對設(shè)計(jì)要求搭接成壁的樁應(yīng)連續(xù)施工

40、，相鄰樁的施工間隔不得超過24小時(shí)。相鄰樁的重疊不得小于20cm。 6. 施工記錄應(yīng)詳細(xì) 施工記錄必須有專人記錄負(fù)責(zé)，深度記錄偏差不得大于5cm；時(shí)間記錄誤差不得大于2s。施工中發(fā)生的問題和處理情況，應(yīng)如實(shí)記錄。俺腎多女笛房傍谷崔語霸臺(tái)聚飽椰踴埂鶴噶茬婚矛摯灘站庸繡慫謎龐任箕kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第58頁，共71頁。 （二）施工質(zhì)量檢驗(yàn) 1. 材料質(zhì)量檢驗(yàn) 現(xiàn)場使用的固化劑和外摻劑必須按設(shè)計(jì)要求的配方通過現(xiàn)場加固土的強(qiáng)度試驗(yàn)，進(jìn)行材料質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方可使用。 2. 工程樁質(zhì)量評定 及時(shí)檢查施工記錄，根據(jù)預(yù)定的施工工藝對工程樁進(jìn)行質(zhì)量評定。對于不合格工藝要求的工程樁需根據(jù)其所在位置、數(shù)量等具體情況，通過質(zhì)量分析，提出補(bǔ)樁或加強(qiáng)附近工程樁等措施。甚并瘦擱拳哦滄單則從觀卵檢侈幸挫孟氓衡募船樞匪厲料辱捐巍琳蓑浦吱kAA010水泥土攪拌樁kAA010水泥土攪拌樁第59頁，共71頁。