地基处理--搅拌桩学生

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1、水泥土搅拌法DeepMixingColumn地基处理GroundImprovement余闯5.1概述5.2加固原理5.3设计过程与设计计算5.4施工工艺5.5效果检验5.6工程实例第五章深层搅拌法主要内容5.1概述定义适用范围重要概念通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥、石灰等固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。深层搅拌法－加固软粘土地基一、定义最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。使用深层搅拌法加固的土质有新吹填的超软土、沼泽地带的泥炭土、粘土、粉质黏土、沉积的粉土和淤泥质土等。二、

2、适用范围水泥土搅拌法加固软土地基的优点：1.最大限度的利用了原土；2.对周围原有建筑物影响很小；3.设计灵活；4.施工时无振动、无噪声、无污染；5.土体加固后重度基本不变，不产生附加沉降；6.与钢筋混凝土桩基相比，节约钢材，降低造价；7.形式灵活多样。水泥的水解和水化反应碳酸化作用加固原理5.2作用机理一、加固原理粘土颗粒与水泥水化物作用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物（硅酸三钙、硅酸二钙、铅酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙）等很快与软土中的水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙等化合物，这些化合物能迅速溶于水，使水泥颗粒表面重新暴露，再与水发生反应，这样周围的水溶液就逐渐达到饱

3、和。不再溶解的新生成物就只能以胶体析出，悬浮于溶液中，形成胶体，形成水泥石骨架。水泥的水解和水化反应当水泥的各种水化物生成后，有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应。1）离子交换和团粒化作用；2）硬凝反应。粘土颗粒与水泥水化物的作用水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中和空气中的二氧化碳，发生碳酸化反应，生成不溶于水的碳酸钙，从而增强水泥土强度。碳酸化作用二、水泥土的工程特性1.水泥土的物理性质1）含水量；2）重度；3）渗透系数。2.水泥土的力学性质1）无侧限抗压强度（300~4000kPa)2）抗拉强度（抗压强度为500~4000kPa时，抗拉

4、强度为100~700kPa，即0.15~0.25抗拉强度）3）抗剪强度（随（0.2~0.3）抗压强度增大而增大，内摩擦角为20º~30º）4）变形模量。5）压缩系数和压缩模量压缩系数为（2.0~3.5）*10-5，压缩模量60~100MPa3.水泥土的抗冻性能抗冻系数达0.9以上。软土的分布及其软土指标室内配比试验设计参数的确定设计过程5.3设计过程与设计计算为什么要作？？试验内容测试指标室内配比试验5.3设计过程与设计计算了解加固软土的可能性；为水泥土搅拌法的设计计算和施工工艺提供可靠的指标。－水泥掺入比、水灰比、最佳外掺剂、龄期室内配合比的目的水泥掺入比最佳外掺剂－提高水泥强度，

5、改善其性能－木质素璜酸钙、石膏、粉煤灰等。水泥土物理性质指标－重度、密度水泥土力学性质指标无侧限抗压强度抗拉强度抗剪强度变形模量压缩系数和压缩模量测试指标固化剂选择品种、外掺剂平面布置、桩径桩长、水泥掺入比、根数设计参数柱状形式5.3设计过程与设计计算一、水泥土搅拌桩的设计1.步骤1）由建筑物对变形的要求，确定加固深度，确定桩长；2）根据土质条件、固化剂掺量、室内配比试验资料和现场工程经验选择桩身强度和水泥掺入量及有关施工参数；3）计算但装承载力；4）计算桩土置换率；5）布桩；6）承载力和沉降计算。2.土质勘察要求1）土质分析（有机质含量、可溶盐含量、总烧失量等）2）水质分析（地下水

6、的PH值、硫酸盐含量）3.布桩形式柱状、壁装、块状4.布桩范围基础范围内，不用设护桩。二、水泥土搅拌桩的计算1.单桩竖向承载力的计算：与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块在标准养护条件下，90天龄期的立方体抗压强度平均值，kPa；：桩身强度折减系数，干法可取0.20~0.30；湿法可取0.25~0.33。2.复合地基承载力计算fsp,k=m（Ra/Ap）+β（1-m）fsk3.沉降验算等于搅拌桩复合土层的平均压缩变形和桩端下未加固土层的变形之和。1）搅拌桩复合地基的压缩变形：S等边三角形或方形布置，可只在基础平面范围内布置桩径——450、500、600mm一、桩径、平面布置1、

7、当土质条件、施工因素限制加固深度－L根据桩长－单桩承载力Pa和水泥土抗压强度qu－参照室内配合比试验－选择所需的水泥掺入比。二、桩长、水泥掺入比2、当搅拌加固的深度不受限制时，可根据室内配合比试验资料选定水泥掺入比——再确定桩身强度——根据桩身强度计算单桩承载力特征值——计算桩身长度。3、直接根据上部结构对地基的要求，选定单桩承载力特征值——计算桩身长度、强度——选择水泥掺入比根据设计要求的地基复合地基承载力特征值Rsp和前面求得的单桩承载力特征值Pa——