第11章水泥土搅拌法

1、 水泥土搅拌法是利用水泥等材料作为固化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剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂 （浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有（浆液或粉体）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。而提高地基土强度和增大变形模量。 深层单轴搅拌机深层单轴搅拌机 特点：特点： 一、加固机理一、加固机理 1.1.水泥的水解水化反应水泥的水解水化反应 2.2.土颗粒与水泥水化物的作用土颗粒与水泥水化物的作用 （1 1）离子交换和团粒化作用）离子交

2、换和团粒化作用 （2 2）硬凝反应）硬凝反应 3.3.碳酸化作用碳酸化作用 （1 1）离子交换和团粒化作用）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，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。产生凝聚，形成较大的团粒，提高土体强度。 （2 2）硬凝反应）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

3、的铝酸钙等结晶水化物。在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。定性。 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。钙，发生碳酸化作用，生成不溶于水的碳酸钙。 1. 1. 水泥土的物理性质水泥土的物理性质 （1 1） 重度重度 当水泥掺入比在当水泥掺入比在8%8%20%20%之间，水泥土重度比之间，水泥土重度比 原状土增加约原状土增加约3%3%6%6%。 （2

4、 2）含水量）含水量 随水泥掺合量的增大而降低，一般比原状土降随水泥掺合量的增大而降低，一般比原状土降 低低151518%18%。 （3 3） 抗渗性抗渗性 渗透系数渗透系数k k一般在一般在1010-8 -8 1010-9 -9cm/s cm/s。 2.2.水泥土的力学性质水泥土的力学性质 （1 1）无侧限抗压强度）无侧限抗压强度 水泥土的无侧限抗压强度水泥土的无侧限抗压强度q qu u在在0.30.34.0MPa4.0MPa之间，比原状土之间，比原状土 提高几十倍乃至几百倍。提高几十倍乃至几百倍。 （2 2）抗拉强度）抗拉强度 水泥土抗拉强度与抗压强度有一定关系，一般情况下，抗水泥土抗拉强

5、度与抗压强度有一定关系，一般情况下，抗 拉强度在（拉强度在（0.150.150.250.25）q qu u之间。之间。 （3 3）抗剪强度）抗剪强度 当水泥土当水泥土q qu u=0.5=0.54MPa4MPa时，其粘聚力时，其粘聚力C C在在1001001000KPa1000KPa之间，之间， 其摩擦角其摩擦角 在在2020 3030 之间。之间。 （4 4）变形特性）变形特性 当当q qu u=0.5=0.54.0MPa4.0MPa时，其时，其50d50d后的变形模量相当于（后的变形模量相当于（120120 150150）q qu u。 水泥掺入比是指掺入土中水泥质量与被加固软土的湿重量水

6、泥掺入比是指掺入土中水泥质量与被加固软土的湿重量 比值的百分数。比值的百分数。 水泥土的强度随掺入比的增加呈增大的趋势。水泥土的强度随掺入比的增加呈增大的趋势。 2.2. 水泥土强度随龄期的增长呈增大趋势，龄期超过水泥土强度随龄期的增长呈增大趋势，龄期超过28d28d后仍有后仍有 明显增长，明显增长，90d90d后，强度增长才减慢。后，强度增长才减慢。 水泥土强度随水泥标号的提高而增加。水泥标号提高水泥土强度随水泥标号的提高而增加。水泥标号提高100100号，号， 水泥强度约增大水泥强度约增大50509090。 水泥土的强度随地基含水量增大而降低。如图水水泥土的强度随地基含水量增大而降低。如图

7、水 泥掺入比小于泥掺入比小于2020时，水泥土无侧限抗压强度随土中时，水泥土无侧限抗压强度随土中 含水量降低而增加；大于含水量降低而增加；大于2020时，存在一个峰值。时，存在一个峰值。 5. 5. b) c) a) d) sk p a spk fm A R mf)1( pp n i isipa AqlquR 1 pcua AfR cu f n n桩长范围内所划分的土层数；桩长范围内所划分的土层数； qsi桩周第桩周第i i层土的侧阻力特征值。对淤泥可取层土的侧阻力特征值。对淤泥可取 4 47kPa7kPa；对淤泥质土可取；对淤泥质土可取6 612kPa12kPa；对软塑；对软塑 状态的粘性土

8、可取状态的粘性土可取101015kPa15kPa；对可塑状态的；对可塑状态的 粘性土可取粘性土可取121218kPa18kPa； li 桩长范围内第桩长范围内第i i层土的厚度（层土的厚度（m m）；）； qp桩端地基土未经修正的承载力特征值桩端地基土未经修正的承载力特征值 （kPakPa），可按现行国家标准），可按现行国家标准建筑地基基础建筑地基基础 设计规范设计规范GB50007GB50007的有关规定确定；的有关规定确定； 桩端天然地基土的承载力折减系数，可取桩端天然地基土的承载力折减系数，可取 0.40.40.60.6。 sp zz E lpp s 2 )( 1 1 spsp EmEmE)1 ( sp zz E lpp s 2