地基處理深層攪拌法

第五章深層攪拌法

1、概念：利它是利用水泥(或石灰）等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑(漿液或粉體）強制攪拌，由固化劑和軟土間所產(chǎn)生的一系列物理-化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥加固土，從而提高地基強度和增大變形模量。根據(jù)施工方法的不同，水泥土攪拌法分為水泥漿攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用水泥漿和地基土攪拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基土攪拌。一、概述2、發(fā)展（P72）20世紀20年代：美國、西歐；水泥土二戰(zhàn)后，就地攪拌樁（MIP，mixed-in-place-pile

），DCM（Deepcementmixing）等20世紀50年代，傳入日本，較快發(fā)展20世紀70年代末，我國引進3、優(yōu)點：（1）～（9）一、概述4、適用情況：水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂上等地基。當?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用干法。冬期施工時，應注意負溫對處理效果的影響。需要作試驗確定情況：泥炭土、地下水具有侵蝕性的土加固效果較差情況：有機質含量高、生活垃圾類填土一、概述（一）水泥的水解和水化發(fā)應：

CaO、SiO2、Al2O3→Ca(OH)2、CaSiO3·nH2O等（二）土顆粒與水泥水化物的作用當水泥的各種水化物生成后，有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥石骨架;有的則與其周圍具有一定活性的粘土顆粒發(fā)生反應：

(1)離子交換和團?；饔茫篘a+、K＋←→Ca2+，形成大顆粒，強度提高。

(2)硬凝反應：生成不溶于水的結晶化合物。（三）碳酸化作用生成不溶于水的碳酸鈣，使水泥土增加強度。二、加固機理（微觀角度）（一）石灰吸水作用

（二）石灰發(fā)熱

（三）石灰吸水膨脹

（四）離子交換作用與土粒的凝聚作用

（五）石灰的膠凝作用二、加固機理（微觀角度）（一）樁身材料：

水泥、水泥系固化材料、石灰（二）水泥土的物理性質：含水量(減少0.5~7%)

重度(增加0.5~3%)

相對密度（應是比重，增加0.7~2.5%）滲透(10-8~10-5cm/s，低滲透性)三、水泥加固土的工程特性（三）力學性能1、無側限抗壓強度及其影響因素水泥土的無側限抗壓強度：

一般為300～4000kPa，即比天然軟土大幾十倍至數(shù)百倍。其變形特征隨強度不同而介于脆性體與彈塑體之間。三、水泥加固土的工程特性（三）力學性能1、無側限抗壓強度及其影響因素影響水泥土的無側限抗壓強度的因素：

水泥摻入比、水泥標號、齡期、含水量、有機質含量、外摻劑、養(yǎng)護條件及土性等。（1）水泥摻入比aw對強度的影響摻入比aw概念小于5%時反應微弱要求必須大于10%

aw~fcu經(jīng)驗公式(見書)三、水泥加固土的工程特性（三）力學性能1、無側限抗壓強度及其影響因素影響水泥土的無側限抗壓強度的因素：（2）齡期對強度的影響水泥土3個月作為強度標準值（3）水泥強度等級對強度的影響水泥土的強度隨水泥標號的提高而增加（4）土樣含水量對強度的影響

無側限抗壓強度隨著土樣含水量的降低而增大，一般含水量w降低10%強度增加10~50%三、水泥加固土的工程特性（三）力學性能1、無側限抗壓強度及其影響因素影響水泥土的無側限抗壓強度的因素：（5）土樣中有機質含量對強度影響有機質含量少的水泥土強度比有機質含量高的水泥土強度大得多。（6）外摻劑對強度的影響摻加粉煤灰的水泥土，其強度一般都比不摻粉煤灰的有所增長。（7）養(yǎng)護方法溫度濕度：對短齡期水泥土強度的影響很大，對水泥土后期強度的影響較小。三、水泥加固土的工程特性（三）力學性能2、抗拉強度水泥土σt隨fcu的增長而提高，冪函數(shù)關系。3、抗剪強度水泥土抗剪強度隨fcu的增長而提高。當fcu=0.5～4MPa時，粘聚力c在100～1000KPa，在20～30。4、變形模量(無側限)--土力學當σv達50％fcu時，水泥土的應力與應變的比值，稱之為水泥土的變形模量E50。

E50=126fcu

5、壓縮系數(shù)和壓縮模量（有側限）--土力學

av約為(2.0~3.5)×10-2(MPa)-1(低壓縮性土)，壓縮模量Es60~100MPa

三、水泥加固土的工程特性（四）水泥土的抗凍性能自然冰凍不會造成水泥土深部的結構破壞在長期冰凍下強度幾乎不增長，但恢復正常溫度后正常增長不低于-15℃時冰凍對水泥土結構損害甚微只要地溫不低于-10℃就可進行水泥土攪拌法的冬季施工三、水泥加固土的工程特性（一）水泥土攪拌樁的設計1、對地質勘察的要求土質、水質分析2、加固形式的選擇柱狀、壁狀（和格柵狀）、塊狀。3、加固范圍的確定

樁可只在基礎平面范圍內布置，獨立基礎下的樁數(shù)不宜少于3根。柱狀加固可采用正方形、等邊三角形等布樁型式。四、設計計算（二）水泥土攪拌樁的計算1、柱狀加固地基(1)單樁豎向承載力的設計計算

①公式：單樁豎向承載力特征值應通過現(xiàn)場載荷試驗確定，初步設計時可按式(5－17)估算，并應滿足式(5-18)的要求，應使由樁身材料強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。地基土抗力樁體本身四、設計計算（二汽）水懇泥土霜攪拌跨樁的扮計算1、柱狀目加固地開基(1總)單樁豎孤向承載消力的設怒計計算②參數(shù)尿含義fcu—標準幸養(yǎng)護舞下90窯d齡期立沾方體抗鎖壓強度紅平均值/kP趣aη—樁身強節(jié)度折減醒系數(shù),干法0.2奔0~0秘.30就,濕法0.同25橡~0犯.3它3up—樁的周愧長/mn—樁長范笑圍內所反劃分的版土層數(shù)qsi—樁周抹第i層土的練側阻力柄特征值罪。淤泥4~玩7k傘Pa；淤迅泥質口土6~1蛾2kP固a；對袖軟塑嬌狀態(tài)榮的粘醬性土縣可取10~飯15k日Pa；對允可塑洪狀態(tài)灘的粘庸性土搜可以防取12~剩18k捎Pa四、辛設計帥計算（二）油水泥土羨攪拌樁侄的計算1、柱狀飽加固地基基(1糾)單樁糾豎向結承載御力的隊設計屆計算②參數(shù)成含義li—樁長范質圍內第i層土的省厚度/mqp—樁端地泥基土未最經(jīng)修正彎的承載卷力特征倍值(k環(huán)Pa恨)，可按年現(xiàn)行國許家標準《建筑地值基基礎井設計規(guī)沒范》G泳B惡50看00貍7的有曲關規(guī)爆定確裙定α—樁端天然地漸基土的承載力凍折減系坐數(shù),可取0.值4~趁0.們6，承賽載力陣高時蘿取開低值四、設醬計計算（二撒）水糟泥土蹦攪拌勵樁的羨計算1、柱狀光加固地押基(1)單樁催豎向乖承載套力的面設計席計算③公隸式理解η—樁身強度偏折減宴系數(shù)邪的取租值：α—樁端天然地畢基土的承載力職折減系繩數(shù)的取愧值有效樁園長的取槳值④需角設計劣確定無的主躍要指昏標樁長l、水泥掛摻入比av四、設睡計計算（二殺）水緞泥土旨攪拌參樁的什計算1、柱狀溜加固地貼基(2)復合些地基哥的設館計計旺算①公式姨：加固后承攪拌樁復合地來基承載道力特征既值應通申過現(xiàn)技場復您合地摸基載發(fā)荷試麥驗確走定，灣也可戴按下狀式計氣算：②參數(shù)激含義鹽：見教材流。四、航設計炸計算（二）核水泥土駛攪拌樁便的計算1、柱令狀加保固地依基(2爬)復合地海基的設鄭計計算③求置換端率和總宏樁數(shù)：四、設副計計算（二）記水泥土拌攪拌樁肥的計算1、柱派狀加談固地凳基(2)復合錦地基芝的設跨計計嶄算④理解--β的取李值：反映樁椅土共同兵作用四、設唉計計算（二茶）水全泥土炕攪拌陣樁的艘計算1、柱堆狀加音固地過基(3秩)水泥土太攪拌樁卷沉降驗秘算①豎攝向承兆載攪宜拌樁硬復合榨地基稠變形s：包括復合土建層的平均燈壓縮變療形s1與樁端耽下未加固寧土層的壓縮嶼變形s2②復合土澆層的平查均壓縮歇變形s1的計算闖方法:規(guī)范采舉用復合模鄙量法：pz—攪拌樁貢復合土站層頂面的附朽加壓腫力值泥（kPa）pzl—攪拌樁蓬復合土沈層底面的附與加壓該力值校（kPa）四、蒙設計壇計算（二）攔水泥土難攪拌樁楊的計算1、柱狀觀加固地豪基(3壺)水泥土奇攪拌樁邪沉降驗釀算③未備加固餐土層如的壓抗縮變貼形s2的計算冷方法:可按現(xiàn)逆行國家答標準《建筑地麥基基礎遼設計規(guī)椅范》GB田50估007的有關仙規(guī)定進砍行計算美。（應森力擴散炎分層總頑和法）四、設溉計計算（二晚）水宣泥土饒攪拌清樁的根計算1、柱痕狀加倡固地密基(4求)復核構地基好設計--以沉足降控耐制的廢設計寒思路①地低層結李構--沉降計形算--確定加品固深度--試選施工興樁長②試選樁身返強度預和水貓泥摻靈入量③計算單樁象承載螞力④計算有效補樁長⑤計算面積置撞換率⑥進行布樁，樁可莊只在基獲礎平面鄭范圍內旨布置四、管設計擊計算（二）搜技術要懇點和措遮施1、用減于加員固地亭基P83（1）~（10）2、用屢于防墨滲和飼擋土P83（1）~（10）四、怎設計侄計算（一）斬水泥攪更拌法1、攪拌沃機械設濫備及性致能中心噴涉漿方式豆（混合職漿）和運葉片噴福漿方式紀（純水大泥漿）五、施畜工方法支護嬌結構——水泥土肢墻支護結筐構——水泥喊土墻支護結巧構——水泥土態(tài)墻SMW（So剪il暗M樹ix讀in魔g惰Wa匠ll）工法施款工SM縣W（Soi冊lM廉ixi宵ng千Wal尼l）工法施險工SM島W（Soi暫lM居ixi挨ng不Wal肚l）工法施偏工雙軸攪市拌樁機直徑70沫0，搭歡接20凈0樁長10m用于止兼水a(chǎn))柱狀俱布置外；b)壁狀布疾置；c)格柵扛狀布頓置；d)塊狀凳布置（一）置水泥攪踢拌法2、施瓶工工挺藝一般的解施工工贊藝流程總：一次噴噴漿、報二次攪渾拌就位—預攪度下沉—制備水跨泥漿—提升千噴漿寇攪拌—重復攪漏拌下沉—重復提煌升攪拌—清洗—移位五、施臟工方法水泥摻翻量及外累加劑水泥保摻量水泥哄摻入連比（綠單位義體積危攪拌扶樁中幅水泥奏與土桶的重墊量比過）一般文為12~16%水灰比~1：0.礙5（重偵量之某比）外加劑外摻劑作用摻量（%）碳酸鈉早強0.2~0.4氯化鈣早強2~5三乙醇胺早強0.05~0.2木質素磺酸鈣減水、可泵0.2~0.5粉煤灰填充、早強50~80水泥土獸攪拌樁振施工要隆點.（1）復堅攪工戴藝確保諸攪拌姜均勻溜，必喝要時乞采用“二噴爺三攪”工藝（干法島工藝為御一次攪顧拌，因抹而不均接勻）。（2）提升喉速度~噴漿速健度提升荒攪拌良速度胸不宜衫大于0.尊5m找/m漂in；提升槍速度焦與噴轉漿速考度應蟻協(xié)調水，以賴保證忠延樁母身全候長噴漿殺均勻法。攪拌樁透復合地川基

設做計與施扭工中的設若干問電題1設計蜘中的有若干秀問題2施工中敗應注意粱的有關捐問題1設計堂中的泊若干紀問題1.1設計參季數(shù)的取革值1.煎2樁的啞長度-樁徑-樁身彼強度問關系1.3置換率草與樁長利的選取1.痛4暗浜及坑回填土恰的處理1設計褲中的數(shù)若干腐問題1.委1設計參額數(shù)的取榴值1.1籮.1復合司地基趣承載版力1.女1.盞2、希、、白等阿參數(shù)的孩影響因瓶素1.1設計參役數(shù)的取宿值1.灘1.哄1復合幣地基駛承載右力加固后折的地基扔強度一議般可比敏原地基款土的提強高20陵%~帶50嶄%，故庫設計嬸中不蜘應將同設計域復合薦地基備承載語力取幼得過膚大，注否則潛難以幣達到投設計穴要求員。1.1設計談參數(shù)掩的取因值1.1姐.2、弟、煎、鎮(zhèn)等參盾數(shù)的帆影響條因素——樁身廢強度嗚折減據(jù)系數(shù)（0.3樂~0.歉4）施工質怕量、土匪層情況溫、室內督實驗——樁周臟土的濾摩阻宗力土層情懷況、工封程經(jīng)驗——樁端昨土承租載力束折減喬系數(shù)（0.社4~反0.陳6）土層情凳況、樁源長、工吩程經(jīng)驗——樁間土穗承載力嗓折減系熱數(shù)（0.5束~1.菌0）樁端界土情辰?jīng)r、扛工程膠經(jīng)驗1設計鴿中的造若干濱問題1.2樁的摧長度-樁徑-樁身典強度寧關系樁的益長度送較長攔，相叉應的尚樁徑肌應增航加、歇樁身強度也紙應相應竹提高。1設計中仍的若干子問題1.牧3置換率賢與樁長綿的選取a、當?shù)厮幚砦鹗且蕴岜叩鼗噺姸葹閱嶂鲿r，斜宜用短樁行而提氧高樁嫂的置冷換率;b、當?shù)鼗w處理