10.水泥土搅拌桩课件 共33页PPT资料

水泥土搅拌桩法
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：
2.施工过程（见下页）
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深层搅拌法施工过程
双轴搅拌桩机 直径700，搭接200 桩长10m用于止水
3.优点
与粉体喷射搅拌法相比有其独特的优点：1.加 固深度加深；2.由于将固化剂和原地基软土就地搅 拌，因而最大限度利用了原土；3.搅拌时不会侧向 挤土，环境效应较小。
(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)施工机具比较简单，施工期较短，造价低廉， 效益显著。
水泥土搅拌桩的施工

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。
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，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。
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；
缺点：是于目前施工工艺的限制，加固深度不 能过深，一般为8-15m。
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。
缺点：是于目前施工工艺的限制，加固深度不 能过深，一般为8-15m。
深层水泥搅拌法
1.施工方法：
用回转的搅拌叶将压入软土内的水泥浆与周围 软土强制拌和形成水泥加固体。搅拌机由电动机、 中心管、输浆管、搅拌轴和搅拌头组成，并有灰浆 搅拌机、灰浆泵等配套设备。
我国生产的搅拌机现有单搅头和双搅头两种， 加固深度达30m形成的桩柱体直径60cm-80cm。
（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。
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)。
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。
桩长和桩径的确定
竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载 力和变形的要求确定，并宜穿透软弱土层到达承载 力相对较高的土层；为提高抗滑稳定性而设置的搅 拌桩，其桩长应超过危险滑弧以下2m。
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）提升结束
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、设计要求合理选择加固材 料及配合比，对于含水量较大的软土，加固效果更 为显著；施工时不需高压设备，安全可靠，如严格 遵守操作规程，可避免对周围环境产生污染、振动 等不良影响。
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功。
深基坑围护水泥搅拌桩机
深层搅拌桩施工现场
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。
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。
2.施工作业顺序（见下页）
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）提升结束
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、设计要求合理选择加固材 料及配合比，对于含水量较大的软土，加固效果更 为显著；施工时不需高压设备，安全可靠，如严格 遵守操作规程，可避免对周围环境产生污染、振动 等不良影响。