土木(建筑)基础工程课件--第五章地基处理(第四讲

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1、5.6水泥土搅拌桩法5.6.1概述5.6.2加固机理5.6.5水泥土搅拌桩的设计5.6.3水泥土搅拌桩的特点5.6.4水泥土搅拌桩的施工9/20/2021基础工程课件5.6.1概述1.定义:水泥土搅拌桩法是以水泥等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂(浆体或粉体)和地基土强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。2.适用于：正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土地基。3.分类：水泥土搅桩拌法分为深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。9/20/

2、2021基础工程课件深层搅拌法：利用水泥（或石灰）作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在一定的深度范围内把地基土与水泥（或其他固化剂）强行搅拌，固化后形成具有水稳定性和足够强度的水泥土，制成桩体、块体和墙体等加固体，并与地基土共同作用，提高地基的承载力，改善地基变形特性的一种地基处理方法，称为深层搅拌法，简称为CDM法。9/20/2021基础工程课件深层搅拌法的发展历史：20世纪40年代首创于美国，国内于1977年由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院研制，1978年生产出第一台深层搅拌机，并于1980年在上海宝山钢铁总厂软基加固中获得成

3、功。9/20/2021基础工程课件9/20/2021基础工程课件深基坑围护水泥搅拌桩机9/20/2021基础工程课件深层搅拌桩施工现场9/20/2021基础工程课件9/20/2021基础工程课件粉体喷射搅拌法（DJM）：简称为粉喷（干喷）法，这是在软土地基中，通过粉喷机械把加固材料（石灰或水泥）的粉料，用气体喷射到地基中并与土搅拌混合，使粉喷料与地基土发生化学作用，形成具有一定强度、水稳定性的加固体，应用于地基加固。9/20/2021基础工程课件注：当地基土的天然含水率小于30%(黄土含水率小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜

4、采用干法。4.应用：水泥土搅拌桩法形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基，基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕，大体积水泥稳定土等。9/20/2021基础工程课件5.6.2加固机理水泥土搅拌法加固机理包括对天然地基土的加固硬化机理(微观机理)和形成复合地基以加固地基土、提高地基土强度、减少沉降量的机理(宏观机理)。1.水泥土硬化机理(微观机理)当水泥浆与土搅拌后，水泥颗粒表面的矿物很快与黏土中的水发生水解和水化反应，在颗粒间形成各种水化物。这些水化物有的继续硬化，形成水泥石骨料，有的则与周围具有一定活性的黏土颗粒发生反应。通过离子交换

5、和团粒化作用使较小的土颗粒形成较大的土团粒；通过硬凝反应，逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物，从而使土的强度提高。9/20/2021基础工程课件此外，水泥水化物中的游离Ca(OH)2能吸收水中和空气中的CO2，发生碳酸化反应，生成不溶于水的CaCO3，这种碳酸化反应也能使水泥土增加强度。通过以上反应，使软土硬结成具有一定整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土。9/20/2021基础工程课件2.复合地基加固机理(宏观机理)通过特制的施工机械，在土中形成一定直径的桩体，与桩间土形成复合地基承担基础传来的荷载，可提高地基承载力和改善地基变形特性。有时

6、，当地基土较软弱、地基承载力和变形要求较高时，也采用壁式加固，形成纵横交错的水泥土墙，形成格栅形复合地基。甚至直接将拟加固范围内土体全部进行处理，形成块式加固实体。9/20/2021基础工程课件5.6.3水泥土搅拌桩的特点(1)在地基加固过程中无振动、无噪声、对周围环境无污染，对软土无侧向挤压，对邻近建筑物影响很小；(2)可根据上部结构需要灵活采用柱状、壁状、格栅状和块状等多种加固形状；(3)可有效提高地基强度(当水泥掺量为8%和10%时，加固体强度分别为0.24MPa和0.65MPa，而天然软土地基强度仅0.006MPa)；(4)施工机具比

7、较简单，施工期较短，造价低廉，效益显著。9/20/2021基础工程课件5.6.4水泥土搅拌桩的施工（一）粉体喷射搅拌法(粉喷桩法)1.施工方法：通过专用的施工机械，将搅拌钻头下沉到预计孔底后，用压缩空气将固化剂（生石灰或水泥粉体材料）以雾状喷入加固部位的地基土，凭借钻头和叶片旋转使粉体加固料与软土原位搅拌混合，自下而上边搅拌边喷粉，直到设计停灰标高。为保证质量，可再次将搅拌头下沉至孔底，重复搅拌。2.施工作业顺序（见下页）9/20/2021基础工程课件粉体喷射搅拌施工作业顺序a）搅拌机对准桩位；b）下钻；c）钻进结束d）提升喷射搅拌e）提升结

8、束9/20/2021基础工程课件3.优、缺点优点：以粉体作为主要加固料，不需向地基注入水分，因此加固后地基土初期强度高，可以根据不同土的特性、含水量、设计要求合理选