深层搅拌桩PPT课件.ppt

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1、6.3深层搅拌法第一节概述1.概念深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结形成加固体，从而提高地基的强度和增大变形模量。加固体和天然地基形成复合地基，共同承担建筑物的荷载。⑴作为建筑物或构筑物的地基；⑵进行大面积地基加固，防止码头岸壁滑动，深基坑开挖支护；⑶加固道路、桥涵；⑷作为地下防渗墙，阻止地下水渗透。2.适宜建筑形式⑴基本不存在挤土效应，对周围地基扰动小；⑵可根据不同土质和工程设计要求，合理选择固化剂及配方，应用较为灵活；⑶施工无振动，无噪音，污

2、染小，可在市区和建筑物密集地带施工；⑷土体加固后，重度基本不变，软弱下卧层不致产生较大附加沉降；⑸结构型式灵活多样，可根据工程需要，选用块状，柱状、壁状、格栅状。3.主要特点第二节水泥土深层搅拌法一、适用条件目前国内水泥土深层搅拌法主要用于加固淤泥、淤泥质土、地基承载力不大于120kPa的粘性土和粉土等地基。用于处理泥炭土和地下水具有侵蚀性时，应通过试验确定。加固深度一般在18m以上。二、加固机理1.混凝土与水泥土的硬化。2.混凝土的硬化主要在粗填充料中进行水解和水化作用，凝结速度较快。3.水泥土中，水泥掺量少，且水泥的水解和水化

3、反应是在土中进行的，所以硬化速度缓慢而且复杂，加固土的强度增长也较缓慢。(一)水泥的水解和水化反应(二)粘土颗粒与水泥水化物的作用(三)碳酸化作用水泥土加固软土的物理化学反应⑴硅酸三钙：在水泥中含量最高(50％)，是决定强度的主要因素。⑵硅酸二钙：在水泥中含量较高(25%)，它主要产生后期强度。⑶铝酸三钙：占水泥总量的10％左右，水化速度最快，促进早凝。⑷铁铝酸四钙：占水泥总量的10％作用，能促进早期强度。⑸硫酸钙：含量3％左右，生成“水泥杆菌”状的化合物，能将大量自由水一结晶水形式固定下来，使土中自由水减少。(一)水泥的水解和水

4、化反应1.离子交换和团粒化作用粘土颗粒带负电，吸附阳离子，形成胶体分散体系。表面带有钾离子或钠离子，可与水泥水化反应的钙离子进行离子交换，产生凝聚，形成较大的团粒，提高土体强度。2.硬凝反应在碱性环境下，溶液中析出大量的钙离子，与二氧化硅或三氧化铝产生化学反应，生成不溶于水的铝酸钙等结晶水化物。在水中和空气中逐渐硬化，提高水泥强度，使水泥具有足够的水稳定性。(二)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吸收水中和空气中的二氧化钙，发生碳酸化作用，生成不溶于水的碳酸钙。(三)碳酸化作用(1)含水量水泥土的含水量低于原状土

5、样含水量，并且随水泥掺入比的增加而减小。(2)重度水泥土的重度与天然软土的重度相差不大，不会对下卧层产生过大附加荷载，不会产生较大附加沉降。(3)相对密度水泥土的相对密度较软土稍大。(4)渗透系数水泥掺入比越大，龄期越长，渗透系数越小。三、水泥土的物理、力学性质1.水泥土的物理性质2.水泥土的力学性质(1)水泥土的破坏特性(2)无侧限抗压强度的影响因素(3)抗拉强度(4)抗剪强度(5)变形模量、压缩系数和压缩模量2.水泥土的力学性质(1)水泥土的破坏特性①水泥掺入比水泥掺入比是指掺入土中水泥质量与被加固软土的湿质量的比值的百分数。

6、水泥的强度随掺入比的增加呈增大的趋势。②龄期水泥土强度随龄期的增长呈增大趋势，龄期超过28d后仍有明显增长，90d后，强度增长才减慢。③水泥标号水泥土强度随水泥标号的提高而增加。水泥标号提高100号，水泥强度约增大50～90％。(2)无侧限抗压强度的影响因素水泥掺入比小于20％时，水泥土无侧线抗压强度随土中含水量降低而增加；大于20％时，存在一个峰值。④含水量⑤天然地基土中的有机质含量有机质对水泥的水化反应起阻碍作用，影响水泥土的固化，降低水泥土的强度。含量越多，阻碍作用越大，水泥土强度降低越多。⑥外加剂外掺剂对水泥土强度有不同的

7、影响。⑦搅拌的均匀程度施工时搅拌的均匀程度对水泥土强度的影响很大。在搅拌时间相同的情况下，塑性指数越大，土的粘性越大，越难搅均匀；含水量和液性指数过低，易产生抱土现象，影响搅拌效果。(3)抗拉强度水泥土抗拉强度随无侧限抗压强度增加而提高。(4)抗剪强度水泥土的无侧限抗压强度越高，其抗剪强度也相应提高。(5)变形模量、压缩系数和压缩模量在负温条件下，水泥与粘土间的反应减弱，水泥土强度增长缓慢，但正温后强度可继续增长且接近标准值。地温不低于-10度，可进行深层搅拌法施工。3.水泥土抗冻性能(一)设计前应取得的资料；⑴工程地质资料；⑵土

8、质资料；⑶水质资料。(二)水泥土的室内配比试验；1.试验目的了解水泥掺入量、水灰比、水泥的品种及外掺剂掺量对水泥土强度的影响，为设计计算及施工工艺控制提供可靠的参数。四、水泥土搅拌法地基加固设计2.土样制备拟加固现场取：原状土样与风干土样。3.固化