地基处理-深层搅拌桩.ppt

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1、深层搅拌法第七章1、定义：利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制深层搅拌机械就地在地基深部将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结成加固体，从而提高地基强度和增大变形模量。2、用途：（1）建筑物或构筑物地基；（2）进行大面积地基加固，防止码头岸壁的滑动，基坑开挖挡土，抗隆起；（3）加固道路、桥梁；（4）地下防渗墙，阻止地下水的渗透。3、特点：（1）基本不存在挤土效应，对周围地基扰动小。（2）可根据不同的土质和工程设计要求，合理选择固化剂及配方，应用灵活。（3）施工无振动，噪音小，可在市区和建筑物密集地区施工。（4）土体加固后，重度基本不变，软弱下卧层不致产生过大

2、附加沉降。（5）结构形式多样性：根据工程需要，选用块状、柱状、壁状、格栅状等。4、分类：分类标准类别主要特点固化剂材料种类水泥土深层搅拌法喷射水泥浆或雾状粉体石灰粉体深层搅拌法喷射雾状石灰粉体固化剂材料形态浆液喷射深层搅拌法喷射水泥浆粉体喷射深层搅拌法喷射雾状石灰粉体或水泥粉体、石灰水泥混合粉体第一节水泥土深层搅拌法一、适用条件：加固淤泥、淤泥质土和地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土和粉土地基。二、加固机理（一）水泥的水解和水化反应（二）粘土颗粒与水泥土水化物的作用（三）碳酸化作用三、水泥土物理、力学性质四、水泥土搅拌桩地基加固设计（一）水泥的水解和水化反

3、应水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物（硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙）很快与软土中的水发生反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2在水泥中含量最高（占总量的50%），是决定强度的主要因素。2(2CaOSiO2)+4H2O=3CaO·2SiO23H2O+Ca(OH)2在水泥中含量较高（占总量的25%），主要产生后期强度。3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·AL2O3·3H2O占水泥总量的10%，水化速度最快，促进早凝4CaO·Al2O3·Fe2O4

4、+2Ca(OH)2+10H2O=3CaO·AL2O3·6H2O+3CaO·Fe2O4·6H2O占水泥总量的10%，水化速度最快，促进早强生成物溶于水中，其溶液达到饱和以后，生成物以胶体析出，形成凝胶体。将大量自由水以结晶水的形式固定。（二）粘土颗粒与水泥土水化物的作用1、离子交换和团粒化作用水泥水化生成的氢氧化钙中的Ca2+和粘土颗粒表面Na+、k+进行当量离子交换，使土颗粒分散度降低，产生聚结，形成较大团粒，土体抗剪强度提高。2、硬凝作用（三）碳酸化作用Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2OCaCO3提高水泥土的强度，但增长较慢，幅度也较小。Ca2+数量超过

5、离子交换的需求量后，在碱性环境中，组成粘土矿物的二氧化硅与三氧化铝的一部分或大部分与Ca2+产生化学反应并逐渐生成不溶于水的稳定的铝酸钙、硅酸钙的结晶水化物。三、水泥土物理、力学性质（一）水泥土物理性质（二）水泥土的力学性能（三）水泥土的抗冻性能1、含水量2、重度3、相对密度4、渗透系数1、水泥土的破坏特征2、无侧限抗压强度及其影响因素3、抗拉强度4、抗剪强度5、变形模量、压缩系数和压缩模量（一）水泥土物理性质1、含水量水泥土在硬凝过程中，使部分自由水以结晶水的形式固定下来，所以水泥土含水量低于原状土的含水量，且随水泥掺入比aw增加而减小。2、重度掺入软土中的水泥

6、浆重度与软土重度相近，所以水泥土的重度与天然软土的重度相差不大。故采用水泥搅拌法加固厚层软土地基时，加固部分对下卧层不致产生过大的附加沉降。3、相对密度水泥土的相对密度为3.1,稍大于一般软土的相对密度(2.65～2.75)。4、渗透系数水泥土的渗透系数与水泥掺入比和龄期有关。水泥掺入比越大，龄期越长，渗透系数越小，一般可达10-5～10-8cm/s。水泥土的物理性质水泥掺入比重度含水量相对密度孔隙比016.6361.42.7061.63516.8051.42.7081.441017.1047.62.7121.341517.1046.32.7361.342017.

7、3044.42.7681.312517.4042.32.7811.27（二）水泥土的力学性能1、水泥土的破坏特征σ1-σ3图二脆性破坏：裂隙沿轴向发展，土体脆性破坏。水泥掺入比高，围压小图1曲线1和2，图2中曲线3图一水泥土的破坏与水泥掺入比aw及围压有关塑性剪切破坏：裂隙沿两个方向大量出现，形成塑性流动区，土体塑性破坏。水泥掺入比低或围压高。图1曲线4、5，图2中曲线1。水泥掺入比越高，强度越高，但延性降低。围压增高，强度越高，延性越高。脆性剪切破坏:介于两者之间图1曲线3，图2中曲线2σ1-σ3图二图一2、无侧限抗压强度及其影响因素水泥土无侧限抗压强度一般在0

8、.3～0.