水泥土攪拌法74p

水泥土攪拌法74p第1頁/共74頁概述定義、分類水泥上攪拌法的概念

水泥上攪拌法是適用于加固飽和粘性土和粉土等地基的一種方法，它是利用水泥（或石灰）等材料作為固化劑通過特制的攪拌機(jī)械，就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體件、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土—水泥土，從而提高地基土強(qiáng)度和增大變模。

根據(jù)固化劑摻入狀態(tài)的不同，它可分為漿液攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用漿液和地基土攪拌，后者是用粉體或石灰和地基土攪拌。

第2頁/共74頁水泥土攪拌法分為深層攪拌法(簡(jiǎn)稱濕法)和粉體噴攪法(簡(jiǎn)稱干法)。概述定義、分類深層攪拌法：一般加固深度可大于5m，國(guó)外最大加固深度可達(dá)60m早期的“淺層攪拌法”：20世紀(jì)20年代，美國(guó)及西歐國(guó)家在軟土地區(qū)修建公路和堤壩時(shí)，按照地基加固范圍從地表挖取0.6～1.0m深的軟土，在附近用機(jī)械拌入水泥或石灰，然后放回原處壓實(shí)的方法。這種加固軟土的方法加固深度一般為1～3m。第3頁/共74頁概述技術(shù)發(fā)展二戰(zhàn)后，美國(guó)研制成功水泥漿攪拌法。簡(jiǎn)稱MIP法。d=0.3～0.4m，L=10～12m。1953年，日本引入水泥漿攪拌法，并在1973年～1974年進(jìn)行該工法的研究和開發(fā)，簡(jiǎn)稱CMC工法。目前，日本的施工機(jī)械：陸上：雙軸成孔，成孔直徑d=1000mm，最大鉆深L=40m海上：多種成孔數(shù)量類型，成孔最大直徑d=2000mm，最多一次成孔8個(gè)，最大鉆孔深度為70m（自水面向下算）第4頁/共74頁概述技術(shù)發(fā)展第5頁/共74頁概述技術(shù)發(fā)展國(guó)內(nèi)：1977年由冶金部建筑研究總院和交通部水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)和機(jī)械研制。1978年底制造出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)SJB-1型雙攪拌軸中心管輸漿的攪拌機(jī)械。目前SJB-2型的加固深度可達(dá)18m。1994年，上海探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的GDP-72型雙軸深層攪拌機(jī)。加固深度可達(dá)18m成孔直徑d=700mm。2002年，為配合土壤水泥土墻工法（簡(jiǎn)稱SMW工法），又研制生產(chǎn)出三軸鉆孔攪拌機(jī)ZKD65-3和ZKD85-3.其鉆孔深度達(dá)27～30m，鉆孔直徑650～850mm。第6頁/共74頁概述技術(shù)發(fā)展1967年，瑞典提出石灰漿攪拌樁法設(shè)想。1971年，現(xiàn)場(chǎng)制成一根石灰土攪拌樁。1972年，用石灰粉噴樁做路堤和基坑支護(hù)。同一時(shí)期，日本在1973年～1974年進(jìn)行該工法的研究和開發(fā)。DLM法：顆粒狀生石灰深層攪拌法DJM法：使用生石灰粉末的粉體噴射法。目前，日本粉噴施工機(jī)械：?jiǎn)屋S、雙軸，成孔直徑d=800～1000mm，鉆孔深度L=15～33m。國(guó)內(nèi)的粉噴機(jī)械：成孔直徑d=500～700mm，鉆孔深度L=18m。第7頁/共74頁概述適用范圍適用范圍水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。

當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0％（黃土含水量小于25%）、大于70％或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用干法。

冬期施工時(shí)，應(yīng)注意負(fù)溫對(duì)處理效果的影響。

濕法的加固深度不宜大于20m；干法不宜大于15m。

水泥土攪拌樁的樁徑不應(yīng)小于500mm。第8頁/共74頁⑦石灰固化劑一般適用于粘土顆粒含量大于20%，粉粒及粘粒含量之和大于35%，粘土的塑性指數(shù)大于10，液性指數(shù)大于0.7，土的pH值為4～8，有機(jī)質(zhì)含量小于11%,土的天然含水量大于30%的偏酸性的土質(zhì)加固。⑥一般認(rèn)為用水泥作固化劑，對(duì)含有高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等粘土礦物的軟土加固效果較好；而對(duì)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，pH值較低的粘性土加固效果較差。概述適用范圍第9頁/共74頁水泥土攪拌法加固軟土其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)最大限度地利用了原土；攪拌時(shí)施工，對(duì)原有建筑物影響很??；根據(jù)地基土的不同性質(zhì)和工程要求，可以合理選擇固化劑的類型及其配方，設(shè)計(jì)靈活；攪拌時(shí)無振動(dòng)、無污染、無噪音，可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑群中施工；加固后土體的重度基本不變，不會(huì)產(chǎn)生附加沉降；與鋼筋混凝土樁基相比，降低成本的幅度較大；可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固型式。概述優(yōu)點(diǎn)第10頁/共74頁加固機(jī)理（一）水泥的水解和水化反應(yīng)普通硅酸鹽水泥中的水泥礦物：硅酸三鈣（3CaO·SiO2）硅酸二鈣（2CaO·SiO2）鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3）硫酸鈣（CaSO4）（石膏）(1)硅酸三鈣（3CaO·SiO2）：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(3CaO·SiO2)+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2含水硅酸鈣第11頁/共74頁加固機(jī)理(2)硅酸二鈣（2CaO·SiO2）：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(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2(3)鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）：占水泥重量的10％，水化速度最快，促進(jìn)早凝。3CaO·Al2O3+12H2O+Ca(OH)2→3CaO·Al2O3·Ca(OH)2

·12H2O(4)鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3）：占水泥重量的10％，能促進(jìn)早期強(qiáng)度。4CaO·Al2O3·Fe2O3+2Ca(OH)2+10H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+3CaO·Fe2O3·6H2O第12頁/共74頁（5）硫酸鈣（CaSO4）占水泥重量的3％3CaSO4+3CaO·A12O3+32H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O加固機(jī)理水泥桿菌（鈣礬石）這種反應(yīng)很迅速，可把大量的自由水以結(jié)晶水形式固定下來，這種結(jié)晶會(huì)產(chǎn)生膨脹，摻量過多會(huì)使水泥發(fā)生膨脹破壞。某種特定條件下可利用這種膨脹作用增強(qiáng)地基加固效果。第13頁/共74頁水化速度水泥礦物的水化強(qiáng)度加固機(jī)理第14頁/共74頁（二）粘土顆粒與水泥水化物的作用加固機(jī)理1、離子交換和團(tuán)粒化作用粘土與水結(jié)合即表現(xiàn)膠體特征，如土中含量最多的二氧化硅與水形成硅酸膠體，其表面帶有Na+或K+，和水泥水化生成的氫氧化鈣中的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；由于其產(chǎn)生了很大的比表面能，可使較大的土粒進(jìn)一步聯(lián)合，形成水泥土團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，并封閉各土團(tuán)的空隙，形成堅(jiān)固的聯(lián)結(jié)，從而使土體強(qiáng)度提高。第15頁/共74頁2、硬凝反應(yīng)加固機(jī)理隨著水泥水化反應(yīng)的深入，溶液中析出大量的Ca2+，當(dāng)其數(shù)量超過離子交換需要量后，則在堿性環(huán)境中，與組成粘土礦物的二氧化硅和三氧化二鋁的一部分或大部分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)：逐漸生成了不溶于水的穩(wěn)定結(jié)晶化合物，其在水中和空氣中逐漸硬化，增大了水泥土的強(qiáng)度。其結(jié)構(gòu)致密，水分不易侵入，從而使水泥土具有足夠的水穩(wěn)定性。第16頁/共74頁（三）碳酸化作用加固機(jī)理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，能使水泥土的強(qiáng)度增長(zhǎng)，但速度較慢，幅度較小。

水泥和軟土攪拌越充分，混合越均勻，則水泥土強(qiáng)度的離散性越小，宏觀的總體強(qiáng)度也越高。第17頁/共74頁水泥水泥系材料第18頁/共74頁（一）、水泥土的物理性質(zhì)

1.重度

當(dāng)水泥摻入比在8%～20%之間，水泥土重度比原狀土增加約3%～6%，不會(huì)產(chǎn)生較大的附加沉降。

2.相對(duì)密度

由于水泥的相對(duì)密度為3.1，比一般軟土的相對(duì)密度2.65～2.75為大，故水泥土的相對(duì)密度比天然軟土的相對(duì)密度稍大。水泥土相對(duì)密度比天然軟土的相對(duì)密度增加0.7%～2.5%。3.含水量

水泥土的含水量一般比原狀土降低0.5～7%

，且隨著水泥摻入比的增加而減小。4.抗?jié)B性

滲透系數(shù)K一般在10-7～10-8cm/s水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第19頁/共74頁（二）水泥土的力學(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qu在0.3～4.0ｍPa之間，比原狀土提高幾十倍乃至幾百倍。2、抗拉強(qiáng)度

水泥土抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度有一定關(guān)系，一般情況下，抗拉強(qiáng)度在（0.15～0.25）qu之間。3、抗剪強(qiáng)度

當(dāng)水泥土qu=0.5～4ｍPa時(shí)，其粘聚力C在100～1000kPa之間，其摩擦角在20～30之間。4、變形特性

當(dāng)qu=0.5～4.0ｍPa時(shí)，其50d后的變形模量相當(dāng)于（120～150）qu。水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第20頁/共74頁水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)（三）影響水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的因素

影響因素主要有：

水泥摻入比水泥標(biāo)號(hào)齡期含水量有機(jī)質(zhì)含量外摻劑養(yǎng)護(hù)條件等第21頁/共74頁1.水泥摻入比水泥土的強(qiáng)度隨著水泥摻入比的增加而增大，當(dāng)<5%時(shí)，由于水泥與土的反應(yīng)過弱，水泥土固化程度低，強(qiáng)度離散性也較大，故在水泥土攪拌法的實(shí)際施工中，選用的水泥摻入比必須大于7%。水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第22頁/共74頁2、水泥標(biāo)號(hào)水泥土的強(qiáng)度隨水泥標(biāo)號(hào)的提高而增加。一般說來，水泥標(biāo)號(hào)提高100號(hào)，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(hào)提高100號(hào)，可降低水泥摻入比2%～3%。表2-6為水泥標(biāo)號(hào)對(duì)水泥土的影響試驗(yàn)結(jié)果。水泥標(biāo)號(hào)對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響（引自劉建軍，1992）水泥摻入比aw(%)71015水泥標(biāo)號(hào)425#525#425#525#425#525#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水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第23頁/共74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(w＝36.4％，e＝1.03)中選用同一水泥摻入比(21％)，對(duì)32.5級(jí)礦渣水泥、32.5級(jí)鋼渣水泥、42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥、52.5級(jí)波特蘭水泥作為對(duì)比試驗(yàn)。從圖中可以看出32.5級(jí)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，其原因可能是水泥中的礦渣、鋼渣和粘粒水化反應(yīng)的緣故。水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第24頁/共74頁水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第25頁/共74頁水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)3、齡期水泥土的強(qiáng)度隨著齡期的增長(zhǎng)而提高，一般在齡期超過28d后仍有明顯增長(zhǎng)見圖根據(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；這些關(guān)系如下：第26頁/共74頁當(dāng)齡期超過3個(gè)月后，水泥土的強(qiáng)度增長(zhǎng)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)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。水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第27頁/共74頁4.含水量水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著土樣含水量的降低而增大，當(dāng)土的含水量從157%降低至47%時(shí)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度則從260kPa增加到2320kPa。一般情況下，土樣含水量每降低10％，則強(qiáng)度可增加(10～50)%。水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第28頁/共74頁5.地基土中有機(jī)質(zhì)含量水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量少的水泥土強(qiáng)度比有機(jī)質(zhì)含量高的水泥土強(qiáng)度大得多。由于有機(jī)質(zhì)使土體具有較大的水溶性和塑性，較大的膨脹性和低滲透性，并使土具有酸性，這些因素都阻礙水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行。因此，有機(jī)質(zhì)含量高的軟土，單純用水泥加固的效果較差。第29頁/共74頁6、外摻劑水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)不同的外摻劑對(duì)水泥土強(qiáng)度有著不同的影響。如木質(zhì)素磺酸鈣對(duì)水泥土強(qiáng)度的增長(zhǎng)影響不大，主要起減水作用。石膏、三乙醇胺對(duì)水泥土強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，而其增強(qiáng)效果對(duì)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。摻加粉煤灰的水泥土，其強(qiáng)度一般都比不摻粉煤灰的有所增長(zhǎng)。不同水泥摻入比的水泥土，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%，故在加固軟土?xí)r摻入粉煤灰，不僅可消耗工業(yè)廢料，還可稍微提高水泥土的強(qiáng)度。第30頁/共74頁水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第31頁/共74頁7、養(yǎng)護(hù)溫度國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)資料都說明，溫度對(duì)短齡期水泥土強(qiáng)度的影響很大，Kawasaki等研究了溫度在10℃-50℃變化時(shí)，溫度對(duì)水泥含量分別為20％和30％的水泥土加固強(qiáng)度的影響，見圖。水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)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(zhǎng)率大。但是日本的試驗(yàn)研究也表明，溫度對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響隨著時(shí)間的增長(zhǎng)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(zhǎng)而逐漸趨近于1，說明溫度對(duì)水泥土后期強(qiáng)度的影響較小。第32頁/共74頁8、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pH<12.6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)見下式,這樣大大降低水泥土的強(qiáng)度。

3CaO·2SiO2·xH2O→3CaO·2SiO2·xH2O+Ca(OH)2(C3S2HX)(Hydratedgel)水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第33頁/共74頁9、粘粒含量

MasaakiGotoh研究了土性即含水量、pH值、燒失量、粘粒含量對(duì)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(duì)抗壓強(qiáng)度的影響。水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第34頁/共74頁10、有機(jī)質(zhì)含量及含鹽量

Miura等通過大量的試驗(yàn)，得到有機(jī)質(zhì)含量小于6％時(shí)，用石灰加固效果優(yōu)于水泥加固，但當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量超過8％時(shí)，水泥加固比用石灰加固效果好，見圖。為了克服有機(jī)質(zhì)對(duì)強(qiáng)度提高的影響，需要使用大量的石灰和水泥進(jìn)行加固，也會(huì)出現(xiàn)過剩的未參加反應(yīng)的石灰和水泥，并且得到它們?cè)诙唐趦?nèi)對(duì)水泥土的強(qiáng)度影響不大。

Broms指出在含鹽量較高的海相軟土進(jìn)行水泥加固時(shí)，由于絮凝作用其強(qiáng)度大大降低。

Miura等通過對(duì)土中加入鹽配制不同含鹽量的試料土，然后進(jìn)行水泥或者石灰加固試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖。從圖形中可以看到，當(dāng)含鹽量增加到一定時(shí)，強(qiáng)度隨含鹽量增大而增大。但是，當(dāng)土中含有SO42-時(shí)，對(duì)水泥的水化將起到阻礙作用。

水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)第35頁/共74頁第36頁/共74頁（一）.支護(hù)結(jié)構(gòu)

重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)；止水帷幕；SMW工法

（二）.地基加固

提高地基強(qiáng)度；控制沉降；防止液化水泥土的應(yīng)用第37頁/共74頁水泥土的應(yīng)用（一）、支護(hù)結(jié)構(gòu)—水泥土墻第38頁/共74頁水泥土的應(yīng)用第39頁/共74頁水泥土的應(yīng)用第40頁/共74頁水泥土的應(yīng)用第41頁/共74頁止水帷幕

水泥土的應(yīng)用第42頁/共74頁SMW工法承受荷載與防滲擋水結(jié)合起來,使之成為同時(shí)具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻水泥土的應(yīng)用第43頁/共74頁水泥土的應(yīng)用導(dǎo)溝開挖

第44頁/共74頁水泥土的應(yīng)用置放導(dǎo)軌

第45頁/共74頁水泥土的應(yīng)用SMW鉆拌

第46頁/共74頁水泥土的應(yīng)用置放應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材（H型鋼）第47頁/共74頁水泥土的應(yīng)用第48頁/共74頁水泥土的應(yīng)用施工完成SMW第49頁/共74頁水泥土的應(yīng)用（二）、地基加固a)柱狀布置；b)壁狀布置；c)格柵狀布置；d)塊狀布置第50頁/共74頁水泥土的應(yīng)用第51頁/共74頁水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)（一）.設(shè)計(jì)原理（二）.布樁型式（三）.單樁容許承載力（四）.復(fù)合地基承載力（五）.下臥層地基強(qiáng)度驗(yàn)算（六）.沉降計(jì)算第52頁/共74頁水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)（一）、設(shè)計(jì)原理樁土共同承載

承載——

樁的承載力+樁間土承載力（折減）

沉降——

樁范圍的壓縮+樁端以下土的沉降第53頁/共74頁（二）.布樁型式水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)水泥土樁的布置形式對(duì)加固效果很有影響，一般根據(jù)工程地質(zhì)特點(diǎn)和上部結(jié)構(gòu)要求可采用柱狀、壁狀、格柵狀、塊狀以及長(zhǎng)短樁相結(jié)合等不同加固型式。1.柱狀每隔一定距離打設(shè)一根水泥土樁，形成柱狀加固型式，適用于單層工業(yè)廠房獨(dú)立柱基礎(chǔ)和多層房屋條形基礎(chǔ)下的地基加固，它可充分發(fā)揮樁身強(qiáng)度與樁周側(cè)阻力。第54頁/共74頁水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)2.壁狀將相鄰樁體部分重疊搭接成為壁狀加固型式，適用于深基坑開挖時(shí)的邊坡加固以及建筑物長(zhǎng)高比大、剛度小、對(duì)不均勻沉降比較敏感的多層房屋條形基礎(chǔ)下的地基加固。3.格柵狀它是縱橫兩個(gè)方向的相鄰樁體搭接而形成的加固型式。適用于對(duì)上部結(jié)構(gòu)單位面積荷載大和對(duì)不均勻沉降要求控制嚴(yán)格的建（構(gòu)）筑物的地基加固。4.長(zhǎng)短樁相結(jié)合當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜，同一建筑物坐落在兩類不同性質(zhì)的地基土上時(shí)，可用3m左右的短樁將相鄰長(zhǎng)樁連成壁狀或格柵狀，藉以調(diào)整和減小不均勻沉降量。第55頁/共74頁水泥土樁的強(qiáng)度和剛度是介于柔性樁（砂樁、碎石樁等）和剛性樁（鋼管樁、混凝土樁等）間的一種半剛性樁，它所形成的樁體在無側(cè)限情況下可保持直立，在軸向力作用下又有一定的壓縮性，但其承載性能又與剛性樁相似，因此在設(shè)計(jì)時(shí)可僅在上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁，不必像柔性樁一樣需在基礎(chǔ)外設(shè)置護(hù)樁。水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)第56頁/共74頁單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)也可按（I式），并應(yīng)同時(shí)滿足（II式）的要求，應(yīng)使由樁身材料強(qiáng)度確定的單樁承載力大于（或等于）由樁周土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力：……(I式)……(II式)水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)（三）.單樁容許承載力第57頁/共74頁——單樁容許承載力(kN)；——水泥土90d齡期的抗壓強(qiáng)度平均值(kPa)；——樁的截面積(m2)——樁身強(qiáng)度折減系數(shù)，可?。焊煞?.2~0.3，濕法0.25~0.33

；——樁的周長(zhǎng)(m)；——樁周第i層土的容許摩阻力。對(duì)淤泥可取5~8kPa；對(duì)淤泥質(zhì)土可取8~12kPa；對(duì)粘性土可取12~15kPa；——樁周第i層土的厚度(m)；——樁端天然地基土的承載力(kPa)；——樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取0.4~0.6?！?I式)……(II式)水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)第58頁/共74頁(四）、復(fù)合地基的設(shè)計(jì)計(jì)算加固后攪拌樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，也可按下式計(jì)算：—復(fù)合地基承載力特征值(kPa)；—樁間天然地基土承載力特征值(kPa)；—樁土面積置換率；—樁間土承載力折減系數(shù)。當(dāng)樁端為軟土?xí)r，可取0.5-1.0；當(dāng)樁端為硬土?xí)r，可取0.1-0.4。水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)第59頁/共74頁水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)(五)、下臥層地基強(qiáng)度驗(yàn)算當(dāng)攪拌樁處理范圍以下存在軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB-50007的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行下層承載力驗(yàn)算。

—假想實(shí)體基礎(chǔ)底面壓力(kPa)；—基礎(chǔ)底面積(m2)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)的自重(kN)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)側(cè)表面積(m2)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)側(cè)表面平均摩阻力(kPa)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)邊緣地基土的容許承載力(kPa)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)底面積(m2)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)底面經(jīng)修正后的地基容許承載力(kPa)。第60頁/共74頁(六）、沉降計(jì)算水泥土樁復(fù)合地基的變形包括：

攪拌樁復(fù)合土層的平均壓縮變形S1樁端下未加固土層的壓縮變形S2

水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)第61頁/共74頁1.攪拌樁復(fù)合土層的壓縮變形S1可按下式計(jì)算P

—樁群頂面的模量(kPa)A1—假想實(shí)體基礎(chǔ)的底面積(m2)L

—攪拌樁平均壓力(kPa)P0—樁群底面土的附加壓力(kPa)Esp—樁群體的壓縮模量(kPa)

Ep—水泥土攪拌樁的壓縮模量(kPa)Es—樁間土的壓縮樁長(zhǎng)(m)

γp—樁群底面以上土的加權(quán)平均重度(kN/m3)f’

—

水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)第62頁/共74頁2.樁端下未加固土層的壓縮變形S2樁端以下未加固土層的壓縮變形可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)第63頁/共74頁復(fù)合地基設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)

加固后的地基強(qiáng)度一般可比原地基土的提高20%～50%，故設(shè)計(jì)中不應(yīng)將設(shè)計(jì)復(fù)合地基承載力取得過大，否則難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。復(fù)合地基承載力樁的長(zhǎng)度-樁徑-樁身強(qiáng)度關(guān)系樁的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，相應(yīng)的樁徑應(yīng)增加、樁身強(qiáng)度也應(yīng)相應(yīng)提高。第64頁/共74頁

a、當(dāng)?shù)鼗幚硎且蕴岣叩鼗鶑?qiáng)度為主時(shí)，宜用短樁而提高樁的置換率;b、當(dāng)?shù)鼗幚頃r(shí)以減小沉降為主時(shí)，可根據(jù)樁端是否達(dá)到較硬土層而分別采用“變摻量、變強(qiáng)度”方法或“變置換率”的方法。

水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)置換率與樁長(zhǎng)的選取c、最優(yōu)設(shè)計(jì)第65頁/共74頁水泥土攪拌樁地基的設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)L0=(8-20)dEp/Es=10-50L0=(20-25)dEp/E