地基处理第十章 水泥土搅拌法
地基处理—水泥土搅拌桩(地基基础施工课件)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
重
复
提
升
搅
拌
(三）、水泥掺量及外加剂
1水泥掺量
水泥掺入比（单位体积搅拌桩中水泥与土的重量比），一般为12～16% 水灰比1：1～ 1：0.5
2.外加剂
外掺剂 碳酸钠 氯化钙 三乙醇胺 木质素磺酸钙 粉煤灰
作用 早强 早强 早强 减水、可泵 填充、早强
掺量（%） 0.2 ~ 0.4
六、水泥土搅拌桩的施工
• 施工机械 • 施工工艺 • 水泥掺量及外加剂 • 水泥土墙施工要点
（一）、施工机械 －主机
5 1
GZB-600
2
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（二）、施工工艺
一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌）
就位 预搅下沉 （制备水泥浆） 提升喷浆搅拌 沉钻复搅
单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定。初步设计时也可按 （I式），并应同时满足（II式）的要求，应使由桩身材料强度确定的 单桩承载力大于（或等于）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承 载力：
Ra U p qsi li Ap qp
……(I式)
Ra fcu Ap
……(II式)
五、水泥土搅拌桩地基的设计
1.设计原理 2.布桩型式 3.单桩容许承载力 4.复合地基承载力 5.下卧层地基强度验算 6.沉降计算
（一）、设计原理
1.桩土共同承载 桩的承载力 + 桩间土承载力（折减） 2.沉降 桩范围的压缩 + 桩端以下土的沉降
水泥土搅拌法处理地基
水泥土搅拌法处理地基 （五）搅拌问题
从搅拌技术方面看，搅拌机的切削只能把 粘土切成粘土团块与泥浆，水泥拌入后，土 团块中的孔隙被水泥土浆充填，硬化后成为 强度较高的水泥石，而粘土团块却没有与水 泥产生作用，仍保持强度很低的软土性质， 形成水泥石包裹团块的水泥土结构。
如果搅拌越充分，土团团块粉碎越细，水 泥与土的相互作用越均匀，水泥土的强度越 高，反之则成水泥浆包裹土团块结构的水泥 土，其强度显得脆弱。
水泥土搅拌法处理地基 （五）搅拌问题 如打入深度较大的搅拌体，应采取自上而 下，或自下而上分段搅拌，先贯入下沉喷浆 搅拌第一段，再下沉提升搅拌第二段，这样 有利于搅拌均匀。其中要注意控制提升的速 度和转速，一般每分钟提升0.6~1.0m，每分钟 转速为20~40转。
水泥土搅拌法处理地基 （六）质量检验 根据施工经验总结认为，控制水泥土搅拌 桩施工质量的主要指标为：水泥用量、提升 速度、喷浆（或喷粉）的均匀性和连续性、 以及施工机械的性能。
水泥土搅拌法处理地基 （二）水泥土的加固机理
水泥土搅拌法处理地基 （二）水泥土的加固机理 上述反应新生成的化合物在水和空气中逐 渐硬化，最终形成与松散多孔的天然土不同 的水泥土，其结构较致密，水泥与土颗粒相 互连结难以分辨，周围充满胶凝体，纤维状 结晶的空间网状结构，使水泥土具有足够的 强度和水稳定。
水泥土搅拌法处理地基 （一）概述
水泥土搅拌法处理地基 （一）概述
水泥土搅拌法处理地基 （二）水泥土的加固机理
普通硅酸盐水泥 水泥 固化剂 固化材料 外加剂 速凝（早强）剂：三乙醇胺、氯化钠 矿渣硅酸盐水泥 火山灰掺料（粉煤灰、高炉矿渣等）
减水剂：木质素磺酸钙
水泥土搅拌法处理地基 （二）水泥土的加固机理 水泥加固土的原理，包含如下三种反映过程： 1. 水泥的水解和水化反应；
第10章深层搅拌法
1、适用条件：水泥土搅拌法适用于处理正 常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、 素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散 砂土等地基。当地基土的天然含水量小于 30% （黄土含水量小于 25%）、大于 70%或地下水 的 pH值小于 4时不宜采用干法。冬期施工时， 应注意负温对处理效果的影响。
4
3、规定
• （1）确定处理方案前应搜集拟处理区域内详尽的 岩土工程资料。尤其是填土层的厚度和组成；软 土层的分布范围、分层情况；地下水位及 pH值； 土的含水量、塑性指数和有机质含量等。
• （2）设计前应进行拟处理土的室内配比试验。针 对现场拟处理的最弱层软土的性质，选择合适的 固化剂、外掺剂及其掺量，为设计提供各种龄期、 各种配比的强度参数。对竖向承载的水泥土强度 宜取 90d龄期试块的立方体抗压强度平均值；对承 受水平荷载的水泥土强度宜取 28d龄期试块的立方 体抗压强度平均值。
表 10.1-1 深层搅拌分类
分类依据
类
别
主要特点
水泥土深层搅拌法
喷射水泥浆或雾状粉体
固化剂材料种类
石灰粉体深层搅拌法（石灰柱法） 喷射雾状石灰粉体
浆液喷射深层搅拌法
喷射水泥浆
固化剂材料形态 粉体喷射深层搅拌法
喷射雾状石灰粉或水泥粉 体、石灰水泥混合粉体
1
深层搅拌法适用于加固软弱地基，它所形成的固结体可提高软
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2、硬凝反应
随着水泥水化反应的进行，溶液中析出大量的钙离子Ca2+， 当Ca 2+的数量超过离子交换的需要量后，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Ca 2+产生 化学反应，并逐渐生成不溶于水的稳定的铝酸钙、硅酸钙及钙 黄长石的结晶水化物。这些化合物在水中和空气中逐渐硬化， 提高了水泥强度，且其结构比较致密，水分不易侵入，从而使 水泥土具有足够的水稳定性。
水泥土搅拌法
水泥土搅拌法
水泥土搅拌法是一种常用的土壤处理方法，用于改善土壤的力学性能和工程用途。
以下是水泥土搅拌法的步骤：
1. 准备工作：首先，需要确定搅拌区域，并对该区域进行清理和平整。
清理掉任何垃圾、杂草等，并确保地面平整平坦。
2. 施工准备：将所需的水泥和水泥土原料准备好。
确保水泥和土壤按照设计比例进行混合。
根据需要，还可以加入一些外加剂，如增强剂、掺合剂等。
3. 搅拌：将水泥和土壤放入一个混合设备（如搅拌机、混凝土搅拌车等），按照一定的比例进行搅拌。
具体搅拌时间和速度可以根据土壤的类型和需求进行调整。
4. 检查：在搅拌过程中，需要不断检查土体的湿度和均匀性。
如土体过干，可适量加水；如土体不均匀，应继续搅拌直到均匀。
5. 散布：将搅拌后的水泥土均匀地散布在施工区域。
可以使用推土机、铲车等设备进行整地。
6. 压实：使用轮胎压路机、震动压路机等设备对散布的水泥土进行压实，以提高其密实度和强度。
7. 养护：完成施工后，需要对新施工的水泥土进行养护，防止干裂和开裂。
常见的养护方法包括覆盖保护层、喷水保湿等。
水泥土搅拌法适用于土壤改良、路基加固、地基处理等工程中，通过混合水泥和土壤，可以提高土壤的强度、稳定性和耐久性。
水泥土搅拌桩挡墙支护技术详解!
水泥土搅拌桩挡墙支护技术详解！1、冰泥土搅拌法的原理水树叶搅拌法本是用于地基饱和软黏土加固的一种较常用的地基加固方法。
它是利用水泥作为填料，通过特制的深层搅拌机械，边钻进边往软土中喷射浆液或粉体，在地基深处就地将软土固化成为具有足够的强度、开裂鼓包模量和稳定性的水泥土，从而达到地基加固的目的。
这些加厚柱体与柱体间的土构成了一种复合地基；也可把深层搅拌而成的水树叶深层柱体，逐根紧密排成连续壁状墙体，而作为落幕一种挡土结构和防水帷幕。
水泥土搅拌法是木炭深层搅拌法的一种类型。
目前，固化剂采用的有水泥浆液和干水泥香菇，因此，它有助剂和干法之分，前者又有期指搅拌和单头搅拌之别。
在国内，搅拌的最大的深度可达30m，搅拌加固的柱体直径为500~850mm。
水泥土搅拌法适应于软土地泥土默莱处理，如沿海一带的海滨平原区、河口三角洲、湖盆地沉积的河海相软土。
对于在这类沉积厚度非常大、含水量高、孔隙比大于1.0、抗剪强度低、压缩性高和较低渗透性差的软土地区建造建筑物时，通常都需要进行地基处理和基坑开挖。
水泥土搅拌法具有施工工期短、效率高的特点；在施工过程中，无振动、无噪声、无地面隆起、不排污、不挤土、不污染环境以及施工机具简单、加固费用低廉等功用，尤其是在深基坑支挡结构体系中，水泥土搅拌法也常用作防水帷幕。
因此，它是一种长效的地基处理和基坑支护方法。
2、水泥搅拌桩挡墙支护技术的特点水泥土搅拌法桩挡墙支护技术，具有如下的独特优点（1）最大限度地利用了原土。
（2）搅拌时无振动、无噪声和无污染，可在密集建筑群中工程建设进行施工，对周围地下隧道原有的建筑物及地下沟管影响很小。
（3）根据上部结构的可能需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等平面布置，布置挡土的各种形式。
（4）与钢板混凝土桩锚挡土支护相比，可节约钢材并大幅度降低造价。
水泥土搅拌法最适用于加固各种成因的饱和软黏土。
水泥固化剂一般适用于恒定固结的明定淤泥与淤泥质土（规避产生负摩擦力）、黏性土、粉土、素填土（包括冲填土）、饱和黄土、粉砂以及中粗砂、砂砾（当加固粗粒土时，应注意壳状有无明显的流动地下水，以防固化剂尚未硬结而被地下水冲洗掉；也要考虑到钻头阻力的增大而引起搅拌机钻进的困难）等基坑的加固。
地基加固处理水泥土搅拌法
地基加固处理水泥土搅拌法
1、水泥土搅拌法利用水泥作为固化剂通过特制的搅拌机机械，就地将软土和固化剂强行搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加土，从而提高地基土强度和增大变形模量，根据固化剂渗入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。
前者使用浆液和地基土搅拌，后者使用粉体和地基土搅拌。
可采用单轴、双轴、三轴及多轴或连续成槽搅拌机。
2、水泥土搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、素填土，粘性土，粉土，粉细砂，中粗砂，饱和黄土土层。
不适用于含有大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥土质、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土，以及地下水影响成桩质量的土层。
水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、ph值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土，当在腐蚀性环境中以及无工程经验使用时，必须通过现场和实验确定其适用性。
水泥土搅拌法地基处理
水泥土搅拌法地基处理一、编制依据二、施工准备(一) 技术准备（1）图纸熟悉：熟悉施工图纸及设计说明和其它设计文件。
（2）方案编写：编写施工方案、施工组织设计。
（3）技术交底：根据施工现场情况给出施工技术交底、安全交底。
（4）材料检测：施工前应检查水泥及外掺剂的质量，桩位、搅拌机工作性能、各种计量设备（主要是水泥流量计及其它计量设备）完好程度。
（5）水泥进场时必须有质量合格证书，出厂试验报告；在使用前按规范要求取样，检测结果合格报监理签字认可后方可使用。
（6）依据工程地质勘察资料和室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥掺入比，水灰比,确定搅拌工艺参数。
（7）依据设计图纸，做好现场平面布置，安排好打桩施工流水。
布置水泥浆制备系统和泵送系统。
（8）清理施工现场的地下、地面及空中障碍，以利安全施工。
（9）水泥现场堆放应注意防水防潮。
（10）按设计要求，进行现场测量放线，定出桩位，并打入小木桩。
(二) 材料及机具准备序号材料/设备名称规格型号数量备注8储气罐LJ.S-D07-193-00 1 台9电子配料秤XK31CB4 1 台10 挖机PC200 1 台11 经纬仪 1 台12 水准仪DA-500 1 台13 长卷尺 3 个14 重线锤 1 台15 水泥浆比重计 1 台三、工艺流程四、施工要点根据桩位设计平面图进行桩位编号，再进行测量放线，定出每一个桩位。
桩位误差不得大于5cm。
好待用的浆液倒入集料池中。
搅拌、提升至桩顶设计标高的桩身质量较差的搅拌桩挖去。
重复搅拌下沉喷浆，即将深层搅拌机重复搅拌下沉、提升喷浆，施工的要求同第一次。
清洗灰浆及泵道五、质量控制要点及检验标准(一) 质量控制要点（1）水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
（2）保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
（3）对每根成型的搅拌桩质量检查重点是喷浆压力、水泥用量、水泥浆拌制的罐数、桩长、搅拌头转速和提升速度、复搅次数和复搅深度、压浆过程中是否有断浆现象、停浆处理方法等。
地基处理水泥土搅拌
4.2.4水泥土搅拌法1、概述水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。
它是利用水泥(或石灰）等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。
根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体喷射搅拌两种。
前者是用水泥浆和地基土搅拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。
水泥土搅拌法分为深层搅拌法(以下简称湿法)和粉体喷搅法(以下简称干法)。
水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
当地基土的天然含水量小于30％(黄土含水量小于25％)、大于70％或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。
冬期施工时，应注意负温对处理效果的影响。
湿法的加固深度不宜大于20m；干法不宜大于15m。
水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。
水泥加固土的室内试验表明，有些软土的加固效果较好，而有的不够理想。
一般认为含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好，而含有伊里石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度(pH值)较低的粘性土的加固效果较差。
2、加固机理水泥加固土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不同，混凝土的硬化主要是在粗填充料(比表面不大、活性很弱的介质）中进行水解和水化作用，所以凝结速度较快。
而在水泥加固土中，由于水泥掺量很小，水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质─土的围绕下进行，所以水泥加固土的强度增长过程比混凝土为缓慢。
1.水泥的水解和水化反应普通硅酸盐水泥主要是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫等组成，由这些不同的氧化物分别组成了不同的水泥矿物：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等.用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物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、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物。
地基处理重点要点
1.最佳夯击能:当夯击次数和夯击能增长到一定程度后，再增长夯击次数和夯击能，加固效果增长就不再明显，此能量为最佳夯击能。
2.碎石桩:指用振动,冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的碎石所构成的密实桩体。
3.水泥土搅拌法:利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理-化学反应，使软石硬结成具有整体性,水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。
4.土工合成材料:各种由聚合物制成的土工产品的总称，是由煤,石油,天然气等材料制成的高分子聚合物通过纺丝和后处理制成纤维，再加工而成应用于岩土工程领域的建筑材料。
5.面积置换率m:复合地基中桩的截面积Ap与其影响面积A之比。
6.桩心应力比n:在承受由基础传递的均布荷载时，桩体由于刚度较大而具有比桩间土较大的压力，桩体中和土中竖向应力的比值7.复合模量法:将复合地基加固区增强体连同地基土看作一个整体，采用置换率加权模量作为复合模量，复合模量也可根据试验而定，并以此作为参数总分层总和法求S1。
8.应力修正法:根据桩土各自分担的荷载，忽略增强体的存在，用弹性理论求土中应力，用分层总和法求出加固区土体的变形作为S1。
9.灌浆法:利用液压,气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀的注入底层中，浆液以填充,渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新,强度大，防水性能好和化学稳定性良好的"结石体"。
10.换填法:当软弱地基的承载力和变形满足不了建筑物要求，而软弱土层又不很大时，将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定，无侵蚀的材料，并压实至要求的密实度为主。
11.灌浆标准：通过灌浆要求达到的效果和质量指标12.扩散半径：浆液在设计压力下所能达到的有效扩散距离13.灌浆压力：规定不同地区和不同深度的允许最大灌浆压力1.地基：受工程直接影响的这一部分范围很小的场地，建筑物下面支撑基础的土体岩体。
浅谈水泥土搅拌法地基处理
海一带的海滨平原 、河 口三角洲 、湖盆地沉积 的河相软土 。不宜用 于处理泥炭土 、塑性指数 大于 ２ ５的粘土 、地下水具有腐蚀性 以及有机 质含量较高 的地基。若需采用时必须通过试验 确 定其 适 用性 。 当地 基 的天 然 含 水 量小 于 ３％ （ ０ 黄土含水量小 于 ２ ％） ５ 、大于 ７ ％或地 ０ 下水的 ｐ Ｈ值小于 ４ 时不宜采用于法 。连续搭 接的水泥搅拌桩可作 为基坑的止水帷幕 ，受其 搅拌 能 力 的 限制 ，该 法在 地 基 承 载力 大 于 １０ Ｐ ４ ｋ ａ的粘性土 和粉 土地基 中的应用有 一定 难度。 ２加 固形式的选择及加固范围的确定 水 泥土搅拌桩 的布桩形式对加 固效果有较 大的影 响，根据拟建工程的工程地质条件 ，上 部结构的荷载要求以及现阶段水泥土搅拌法 的 施工工艺和设备 ， 搅拌桩一般可采用柱状 、壁 状 、格栅状 、和块状 等平面布置加 固形式。 柱状 ：在所要加 固的地基范围之 内，每间 隔一定的距离设一根搅拌桩 ，即形成柱状加 固 形式。适用于单层工业厂房的独立基础 、设备 基础 、 构筑物基础 、多层房屋条形基础下的地 基加固。
不 同的地质条件 、 同的结构物选定合适的基 不 础形式 、尺寸和布置方案 ，而且要善于选取最 恰 当的地基处理 方法 ，利用换填 、夯实 、挤 密 、排水 、胶结等方法对地基土进行加 固，以 改 良地基 土的工程特性 。 建筑物 的地基所 面临 的问题有 以下 四个方
面：
ａ ． 强度及稳定性问题； ｂ ． 压缩及不均匀沉降问题 ； ｃ ． 渗漏问题 ； ｄ液化问题。 ． 当建筑物的天然地基存在上述 四类问题之 或几个时 ，即须采 用地基处理措施以保证建 筑物的安全与正常使用 。水泥土搅拌法作为地 基处理的方法以其独特的优点得 到了越来越广 泛的应用 。根据现行规范 ，结合 自身设计的实 践 ，从以下三个方面浅谈水泥土搅拌法地基处 理。 水泥土搅拌法是利用水泥等材料作为固化 剂 ，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂 强制搅拌 ，使软土硬结成具有整体性 、水稳性 和一定强度的水泥加 固土 ，从而提高地基土强 度和增大变形模量 。 １水泥土搅拌法 的特点和适用范围 水泥土搅拌法分 为浆液深层搅拌法 （ 简称 湿法）和粉体喷搅法 （ 简称干法） ，其加 固软 土地基，具有如下的独特优点 ： １ 最大限度 的利用 了原土。 ． １ １ 搅拌时无震 动 、无噪音 、无污染 ，可 ． ２ 在密集建筑群中进行施工 ，对周 围的建筑物和 地下管沟影响很小 。 １ 根据上部结构 的需 要 ，可灵活 的采 用 ． ３ 柱状 、 壁状 、格栅状 、和块状等平面布置加固 形式。 １ ． ４与钢筋混凝土桩基 相 比，可节约钢材 并降低造价 。 水泥土搅拌法最适合用于加 固各种成因的 饱和软粘土 ， 适用于处理正常固结的淤泥与淤 泥质土、粘性土、粉土 、 和黄土 、素填 土以 饱 及无 流动地下水 的饱和松散砂土等地基 ，如沿
水泥土深层搅拌法[精]
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1、水泥的水解和水化反应 2、离子交换和团粒化作用 3、硬凝反应 4、碳酸化作用
（五）水泥搅拌法施工工艺
地基处 理技术
1、施工机械
• 国外搅拌机械于七十年代中期才正式应用于工程实践，有陆上和 水上专用的，也有深层和浅层搅拌的，有多轴和单轴的，还有单 轴叶片喷浆和双轴中心管喷浆等各种形式。
• 我国第一台专用的SJB—1型搅拌机是双搅拌头、中心管输浆方 式的中型机械，它包括电机、减速器、搅拌轴、搅拌头、中心管、 输浆管等部件。其动力是采用两台30kW的潜水电机。固化剂是 通过灰浆泵从中心管下端管口压开单向球阀而注入被加固土中的。 搅拌机与吊装机是由导向系统配合使用。搅拌头直接影响水泥浆 和软土的拌和均匀程度，决定着地基的加固效果。
（7）移位。钻头提升至地面后，钻机移位对准另一个桩孔，重复上述步骤 进行下一根桩的施工
3、质量检验
（1）开挖检验 （2）取芯检验和室内试验 （3）静载荷试验 （4）沉降观测
地基处 理技术
地基处 理技术
1—节流阀； 2—流量计； 3－气水分离器； 4—安全阀； 5—管道压力表； 6—灰罐压力表； 7—发送器转鼓； 8—灰罐
2．施工工艺
地基处 理技术
（1）放样定位。
（2）桩体对位。移动钻机，使钻头对准设计桩位。
（3）下钻。启动粉喷搅拌机和空气压缩机，使钻头边旋转边钻进，被加固 的土体在原位受到钻头的扰动。
2.6 水泥土深层搅拌法
（一）概述
地基处 理技术
水泥土深层搅拌法是利用水泥（或石灰）等材料作
为固化剂。通过特制的深层搅拌施工机械，在地基深处将 软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，硬化后形成具有 整体性、水稳定和一定强度的水泥加固土，从面提高地基 强度，增大其变形模量。
水泥土搅拌桩相关内容
水泥土搅拌桩法第一节概述水泥土搅拌桩是一种用于加固饱和粘土地基的常用软基处理技术，他将水泥作为固化剂与软土在地基深处强制搅拌，由固化剂和软土产生一系列物理化学反应，使软土硬结成一定强度的水泥加固体，从而提高地基土承载力和增大变形模量。
水泥土搅拌桩从施工工艺上可分为湿法和干法两种。
一、湿法湿法常称为浆喷搅拌法，将一定配比的水泥浆注人土中搅拌成桩，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功。
该工艺利用水泥浆作固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在加固深度内就地将软土和水泥浆充分拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和足够强度的水泥土的一种地基处理方法。
二、干法干法常称为粉喷搅拌法，于1974年日本研制出另一类粉体搅拌桩即DJM法，自1983年铁四院应用该技术首先成功地用于铁路涵洞软土地基加固以来，经过多年的试验、研究和工程实践，国内粉体喷搅法已在港口、石油化工、市政和工业与民用建筑工程中得到大量应用，并取得了良好的技术经济效果。
该工艺利用压缩空气通过固化材料供给机的特殊装置，携带着粉体固化材料，经过高压软管和搅拌轴输送到搅拌叶片的喷嘴喷出，借助搅拌叶片旋转，在叶片的背面产生空隙，安装在叶片背面的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料一起喷出，喷出的混合气体在空隙中压力急剧降低，促使固化材料就地粘附在旋转产生空隙的土中，旋转到半周，另一搅拌叶片把土与粉体固化材料搅拌混合在一起，与此同时，这只叶片背后的喷嘴将混合气体喷出，这样周而复始地搅拌、喷射、提升，与固化材料分离后的空气传递到搅拌轴的周围，上升到地面释放。
粉体喷射搅拌法(DJM工法)是深层搅拌加固技术的一种。
1967年瑞典BPA公司的Kjeld Paus先生提出了一种采用生石灰粉与原位软粘土搅拌形成石灰桩的软土加固法，即"石灰桩法"(Lime Columns Method)，它标志着粉体喷射搅拌技术的问世。
水泥土搅拌法处理软土地基实践
ｍ， 桩端 面积 Ａ ：０ １６ｍ ， ．９ 桩侧 阻力特 征值取 ６ ｋａ １ ’ 桩端阻力特征值取 ２０ Ｐ （ Ｐ 及 ０ ｔ， ｋａ ０ ａ 置换率 ｍ ｋ
取 ０２ ， ．５ 桩间土承载力折减 系数取 ０ ７ ） ．５ 。计算结
果 是 理想 的 。
２ 桩位布置
总控楼基础采用 条形砖 基下加 ４ｏｍ ０ ｍ厚底部 配筋 的混凝土 带 ， 基底标 高 一１２０ｍ。采用 双排 ．０
０２ ， ．５ 正好与前面计算假定的置换率相一致 ， 能符合
设 计 要求 。桩 径 为 ５０ｍ 桩 长 为 １ 其 中桩 端 ０ ｍ， ３ｍ， 厚 度较 薄 时 ， 层 法 不 失 为一 种 可考 虑 的地 基 处 理 垫
３ 结 束 语
１处理湿陷性黄土地基应结合工程地质具体情 、
况 、 的含 水量 、 土 建设 场地 周 围的环 境 等诸 多 因素综
桩， 间距 为 ８０ｍ 纵 向 间距 为 １ ０ ｍ， 中心 至 ０ ｍ， ０ｍ 桩 ０ 基 础边 尺 寸为 ４ ０ｍｍ。这样 得 出 的桩 土 置换 率 约 ０
水泥土搅拌法。笔者承担了总控 楼的结构设计 ， 其 地基处理采用了水泥土干法搅拌法 ， 即粉体喷搅法。 本工程 已建成投产 ， 地基处理效果良好 。
・４ ・ ５
进入持力层③层土不少于 １ 桩顶标高 一１５０ｍ ｍ， ．０ （ 含被凿 去部 分 ） 为确 保桩 顶质 量 ， 不 ， 须在 桩 顶 ２ｍ 深度范围内进行复喷处理 。为施 工方便 ， 桩施工到 地 面为好 。
足规范要求 的。 ４ 在基 础 和 桩 顶 之 间 ， 基 底 加 １０ｈｍ 厚 混 、 除 ０ ｉ 凝土垫层外， 还要 另加一定厚 度 的垫 层 ， 即为褥垫
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4、条件限定
1）地基土的天然含水量小于 30％(黄土含水量小于 25％)、大于70％ 或地下水的pH值小于4时不宜采用干法；冬期施工时，应注意负温 对处理效果的影响； 2）湿法的加固深度不宜大于 20m；干法不宜大于15m。水泥土搅拌桩
的桩径不应小于500mm；
3 ）对泥炭土 ､ 有机质土 ､ 塑性指数 Ip 大于 25 的粘土 ､ 地下水具有腐蚀 性时、无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其运用性｡
2、施工分类
根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌 ( 湿
法)和粉体喷射搅拌(干法)两种。前者是用水泥浆和地基土搅 拌；后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。
3 适用土质类型与加固深度
水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉 土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松
散砂土等地基。
性)，使较小的土颗粒形成较大的土团粒，而使土体强度提高。
水泥水化生成的凝胶粒子的比表面积约比原水泥颗粒大 1000倍， 产生很大的表面能。表面能强烈的吸附活性，使较大的土团粒进
一步结合聚集，形成团粒结构的水泥土，并填充于各土团的空隙，
形成坚固的联结，使水泥土的宏观强度大大提高。
2) 凝结硬化反应
3)施工对环境影响小(无振动、无噪音、无污染)。 适于集市
及密集度建筑区作业；
4) 能使原土得到有效利用； 5) 加固后重度变化小。 软弱下卧土层附加沉降小；
6) 与钢筋混凝土桩相比，工程造价低 (不仅大量利用了原地基土，
水泥、石灰等固化剂用量也相对较小)。经济；
7) 可以根据上部结构需要，可以灵活采用柱状、壁状、格栅状拌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。
7 水泥土搅拌法的主要优点
1)可针对不同工程特性的地基土及工程设计要求灵活选用固化剂及 配方。具有设计灵活的特点； 2)搅拌时，对地基侧向挤出影响细小。 对周围建筑影响小；
状等加固型式。 加固型式具多变性与灵活性； 8) 加固深度从数米～数十米。适用于不同级别的建筑。 9) 当采用干法时，无须向地基中加水，并可吸收周围软土中的水分。 使加固后，地基的初期强度便较高；
三轴水泥搅拌机
二、加固机理
软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理，集中体现在水泥加
固土(简称水泥土)的物理—化学反应过程中。 水泥加固土与混凝土的硬化机理有所不同： 混凝土的硬化主要是水泥在粗填充料 ( 即比表面不大、活性很 弱的介质)中进行水解和水化作用，所以凝结速度较快；
随着水泥水化反应的深入，溶液中析出大量的钙离子。当其数
但强度较低}与硫酸钙(CaSO4)等；
2) 水泥加固软土时的水解与水化反应
用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的 水发生水解和水化反应， 生产氢氧化钙 (CaOH2) 、含水硅酸
钙(CaO· mSiO2· nH2O) 、含水铝酸钙(3CaO· Al2O3· 6H2O )及含水
铁酸钙(CaO· Fe2O3· H2O )等化合物。 所生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能迅速溶于水中，从而使 水泥颗粒表面重新暴露出来，与水继续发生反应，这样周围的 水溶液就逐渐达到饱和。当溶液达到饱和后，水分子虽然继续
钙 (β-2CaO· SiO2){ 产生水泥后期强度 , 四星期后开始发挥强度作
用 , 一年左右达到硅酸三钙四个星期时的强度作用 } 、铝酸三钙 (3CaO· Al2O3){水化速度快，促进早期凝结, 对水泥1至3天内的强 度起一定作用}，铁铝酸四钙(4CaO· Al2O· Fe2O3){也促进早期强度，
1) 市政工程、铁路、高速公路及工业与民用建筑等厚层软粘土 地基的加固；厂房内具有地面荷载的地坪 (如金属材料堆场 )、高填
方路堤下的基层等；
2) 进行大面积地基加固，以防止港口、码头、岸壁的滑动、深 基坑开挖时边帮坍塌、坑底隆起和减少软土中地下构筑物的沉降等； 3) 海中(水中)的堤类地基。可作为地下防渗墙以阻止地下渗透 水流；可对桩侧或板桩背后的软土加固，以增加侧向承载能力。
而在水泥加固土中，由于水泥的掺量很小 ( 仅占被加固土重的
10％～15％)，水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介 质——土的围绕下进行，所以硬化速度缓慢且作用复杂。 水泥加固土强度增长的过程也比混凝土缓慢。
1、水泥的水解与水化反应 1) 普通水泥的主要成份及特点
普通硅酸盐水泥的主要组份是 CaO、SiO2、 Al2O3、Fe2O3、 SO3 等，并由这些不同的氧化物分别组成不同的水泥矿物：硅酸 三钙 (3CaO· SiO2) ｛决定水泥早期强度，四个星期内｝、硅酸二
深入颗粒内部，但新生成物已不能再溶解，只能以细分散状态
的胶体析出，悬浮于溶液中，形成胶体。
2、土颗粒与水泥水化物的作用 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， 有的则与其周围具一定活性的粘土颗粒发生反应。 1) 离子交换和团粒化作用 粘土和水结合时会表现出一种胶体特征，例如:如土中二氧化硅 遇水后形成硅酸胶体微粒，表面带有钠离子 Na+或钾离子 K+，它们 能和水泥水化生成的氢氧化钙中钙离子Ca2+进行当量吸附交换(膨胀
4 ）室内试验表明 :
含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物
的这类软土加固效果较好；含有伊犁石、氯化物和水铝英石等矿 物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度 (pH值)较低的粘性土的加
固效果较差。
5 适用的工程对象
深层搅拌法可用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提
高边坡的稳定性，适用于以下情况。
化学固结法
一、概 述
第十章
1、概念
水泥土搅拌法
水泥土搅拌法是指：利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂
( 材料 ) ，通过特制的搅拌机械 (工具)，在地基深处就地将软 土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌(施工方法)，由固化剂和软 土间所产生的一系列物理 - 化学反应，使软土硬结成具有整体 性、水稳定性和一定强度的水泥加固土(结果)，从而提高地基 强度和增大变形模量(目的)的处理方法。