地基处理-- 搅拌桩学生ppt课件

1、水泥土搅拌法水泥土搅拌法Deep Mixing ColumnDeep Mixing Column地基处置地基处置Ground Improvement 余闯5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 加固原理加固原理5.3 5.3 设计过程与设计计算设计过程与设计计算5.4 5.4 施工工艺施工工艺5.5 5.5 效果检验效果检验5.6 5.6 工程实例工程实例第五章第五章 深层搅拌法深层搅拌法5.1 5.1 概述概述定定 义义适用范围适用范围重要概念重要概念 经过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地经过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥、石灰等固化剂浆液或粉体强将软土和水泥、石灰等固化剂

2、浆液或粉体强迫搅拌，利用固化剂和软土之间产生一系列物理迫搅拌，利用固化剂和软土之间产生一系列物理化学反响，使软土硬结成具有整体性、水稳性和化学反响，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。一定强度的优质地基。深层搅拌深层搅拌法法加固软粘加固软粘土地基土地基一、定义一、定义 最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。运用深层搅拌法加固的土质有新吹填的超软土、运用深层搅拌法加固的土质有新吹填的超软土、沼泽地带的泥炭土、粘土、粉质黏土、堆积的粉沼泽地带的泥炭土、粘土、粉质黏土、堆积的粉土和淤泥质土等。土和淤泥质土等。 二、适用范围二、适用范围 水泥土搅拌法加固软

3、土地基的优点：水泥土搅拌法加固软土地基的优点： 1.最大限制的利用了原土；最大限制的利用了原土； 2.对周围原有建筑物影响很小；对周围原有建筑物影响很小； 3.设计灵敏；设计灵敏； 4.施工时无振动、无噪声、无污染；施工时无振动、无噪声、无污染； 5.土体加固后重度根本不变，不产生附加沉土体加固后重度根本不变，不产生附加沉降；降； 6.与钢筋混凝土桩基相比，节约钢材，降低与钢筋混凝土桩基相比，节约钢材，降低造价；造价； 7.方式灵敏多样。方式灵敏多样。水泥的水解和水化反响水泥的水解和水化反响碳酸化作用碳酸化作用加固原理加固原理5.2 5.2 作用机理作用机理一、加固原理一、加固原理粘土颗粒与水

4、泥水化物作用粘土颗粒与水泥水化物作用 水泥加固软土时，水泥颗粒外表的矿物水泥加固软土时，水泥颗粒外表的矿物硅酸三钙、硅酸二钙、铅酸三钙、铁铝酸四钙硅酸三钙、硅酸二钙、铅酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等很快与软土中的水发生水解和水化、硫酸钙等很快与软土中的水发生水解和水化反响，生成氢氧化钙、含水硅酸钙等化合物，这反响，生成氢氧化钙、含水硅酸钙等化合物，这些化合物能迅速溶于水，使水泥颗粒外表重新暴些化合物能迅速溶于水，使水泥颗粒外表重新暴露，再与水发生反响，这样周围的水溶液就逐渐露，再与水发生反响，这样周围的水溶液就逐渐到达饱和。不再溶解的重生成物就只能以胶体析到达饱和。不再溶解的重生成物就只能以胶体

5、析出，悬浮于溶液中，构成胶体，构成水泥石骨架。出，悬浮于溶液中，构成胶体，构成水泥石骨架。水泥的水解和水化反响水泥的水解和水化反响当水泥的各种水化物生成后，有的本身继续当水泥的各种水化物生成后，有的本身继续硬化，构成水泥石骨架，有的那么与其周围具硬化，构成水泥石骨架，有的那么与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反响。有一定活性的粘土颗粒发生反响。1 1离子交换和团粒化作用；离子交换和团粒化作用；2 2硬凝反响。硬凝反响。粘土颗粒与水泥水化物的作用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能吸收水中和水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中和空气中的二氧化碳，发生碳酸化反响，生成空气中的二氧

6、化碳，发生碳酸化反响，生成不溶于水的碳酸钙，从而加强水泥土强度。不溶于水的碳酸钙，从而加强水泥土强度。碳酸化作用碳酸化作用 二、水泥土的工程特性二、水泥土的工程特性 1.水泥土的物理性质水泥土的物理性质 1含水量；含水量； 2重度；重度； 3浸透系数。浸透系数。 2.水泥土的力学性质水泥土的力学性质 1无侧限抗压强度无侧限抗压强度3004000kPa 2抗拉强度抗压强度为抗拉强度抗压强度为5004000kPa时时，抗拉强度为，抗拉强度为100700kPa，即，即0.150.25抗拉强度抗拉强度 3抗剪强度随抗剪强度随0.20.3抗压强度增抗压强度增大而增大，内摩擦角为大而增大，内摩擦角为203

7、0 4变形模量。变形模量。 5紧缩系数和紧缩模量紧缩系数和紧缩模量 紧缩系数为紧缩系数为2.03.5*10-5 ，紧缩模量，紧缩模量60100MPa 3.水泥土的抗冻性能水泥土的抗冻性能 抗冻系数达抗冻系数达0.9以上。以上。软土的分布及其软土目的软土的分布及其软土目的室内配比实验室内配比实验设计参数确实定设计参数确实定设计过程设计过程5.3 5.3 设计过程与设计计算设计过程与设计计算为什么要作？为什么要作？实验内容实验内容测试目的测试目的室内室内配比实验配比实验5.3 5.3 设计过程与设计计算设计过程与设计计算了解加固软土的能够性；了解加固软土的能够性；为水泥土搅拌法的设计计算和施工工艺

8、提供为水泥土搅拌法的设计计算和施工工艺提供可靠的目的。可靠的目的。水泥掺入比、水灰比、最正确外掺剂、龄期水泥掺入比、水灰比、最正确外掺剂、龄期室内配合比的目的室内配合比的目的水泥掺入比水泥掺入比被加固的软土质量掺加的水泥质量100%w最正确外掺剂提高水泥强度，改善其性能最正确外掺剂提高水泥强度，改善其性能木质素璜酸钙、石膏、粉煤灰等。木质素璜酸钙、石膏、粉煤灰等。水泥土物理性质目的重度、密度水泥土物理性质目的重度、密度水泥土力学性质目的水泥土力学性质目的无侧限抗压强度无侧限抗压强度抗拉强度抗拉强度抗剪强度抗剪强度变形模量变形模量紧缩系数和紧缩模量紧缩系数和紧缩模量测试目的测试目的固化剂选择固化

9、剂选择种类、外掺剂种类、外掺剂平面布置、桩径平面布置、桩径桩长、水泥掺入比、根数桩长、水泥掺入比、根数设计参数设计参数柱状方式柱状方式5.3 5.3 设计过程与设计计算设计过程与设计计算 一、水泥土搅拌桩的设计一、水泥土搅拌桩的设计 1.步骤步骤 1由建筑物对变形的要求，确定加固深度由建筑物对变形的要求，确定加固深度，确定桩长；，确定桩长； 2根据土质条件、固化剂掺量、室内配比根据土质条件、固化剂掺量、室内配比实验资料和现场工程阅历选择桩身强度和水实验资料和现场工程阅历选择桩身强度和水泥掺入量及有关施工参数；泥掺入量及有关施工参数； 3计算但装承载力；计算但装承载力； 4计算桩土置换率；计算桩

10、土置换率； 5布桩；布桩； 6承载力和沉降计算。承载力和沉降计算。 2.土质勘察要求土质勘察要求 1土质分析有机质含量、可溶盐含量、土质分析有机质含量、可溶盐含量、总烧失量等总烧失量等 2水质分析地下水的水质分析地下水的PH值、硫酸盐含量值、硫酸盐含量 3.布桩方式布桩方式 柱状、壁装、块状柱状、壁装、块状 4.布桩范围布桩范围 根底范围内，不用设护桩。根底范围内，不用设护桩。 二、水泥土搅拌桩的计算二、水泥土搅拌桩的计算 1.单桩竖向承载力的计算单桩竖向承载力的计算pcuappinisipaAfRAqlquR1cuf ：与搅拌桩桩身水泥土配比一样的室内加：与搅拌桩桩身水泥土配比一样的室内加固

11、土试块在规范养护条件下，固土试块在规范养护条件下，90天龄期的立方天龄期的立方体抗压强度平均值，体抗压强度平均值，kPa； ：桩身强度折减系数，干法可取：桩身强度折减系数，干法可取0.200.30；湿法可取；湿法可取0.250.33。 2.复合地基承载力计算复合地基承载力计算 fsp,k=mRa/Ap+ 1-mfsk 3.沉降验算沉降验算 等于搅拌桩复合土层的平均紧缩变形和桩等于搅拌桩复合土层的平均紧缩变形和桩端下未加固土层的变形之和。端下未加固土层的变形之和。 1搅拌桩复合地基的紧缩变形：搅拌桩复合地基的紧缩变形：spspspzzEmmEEElpps)1 (2)(11S等边三角形或方形布置，

12、等边三角形或方形布置，可只在根底平面范围内布置可只在根底平面范围内布置桩径桩径450450、500500、600mm600mm一、桩径、平面布置一、桩径、平面布置1 1、当土质条件、施工要素限制加固深度、当土质条件、施工要素限制加固深度L L 根据桩长单桩承载力根据桩长单桩承载力PaPa和水泥土抗压和水泥土抗压强度强度ququ参照室内配合比实验选择所需的参照室内配合比实验选择所需的水泥掺入比。水泥掺入比。二、桩长、水泥掺入比二、桩长、水泥掺入比数。搅拌桩承载力安全系）；（一般水泥土强度安全系数；桩截面积，；桩周长，。；粘性土；淤泥质土淤泥。，桩侧土的平均摩阻力25 . 1cmcmkpa1512

13、12885kpa22aKASfAKPqLfSPauaa2 2、当搅拌加固的深度不受限制时，可根据、当搅拌加固的深度不受限制时，可根据室内配合比实验资料选定水泥掺入比室内配合比实验资料选定水泥掺入比再再确定桩身强度确定桩身强度根据桩身强度计算单桩承根据桩身强度计算单桩承载力特征值载力特征值计算桩身长度。计算桩身长度。aauafSPLKAqP23 3、直接根据上部构造对地基的要求，选定、直接根据上部构造对地基的要求，选定单桩承载力特征值单桩承载力特征值计算桩身长度、强计算桩身长度、强度度选择水泥掺入比选择水泥掺入比AKPqfSPLauaa2根据设计要求的地基复合地基承载力特征值根据设计要求的地基复

14、合地基承载力特征值RspRsp和前面求得的单桩承载力特征值和前面求得的单桩承载力特征值PanPan三、桩的根数三、桩的根数。搅拌桩单桩截面积，；地基加固面积，）；用时，取；当不考虑桩间软土作当桩端为硬土时，；，取系数（当桩端为软土时桩间土的承载力折减载力；验时，可取天然地基承宜按当地取值，如无经；特征值，搅拌桩间的土承载力。值，复合地基承载力特征22scmcm05 . 015 . 0kpakpaAFRRAFnRAPRRspcsasspc 5.4施工及质量检验施工及质量检验 一、施工工艺一、施工工艺 工艺流程：工艺流程： 1定位；定位； 2预搅下沉；预搅下沉； 3制备水泥浆；制备水泥浆； 4提升

15、喷浆搅拌；提升喷浆搅拌； 5反复上下搅拌；反复上下搅拌； 6清洗。清洗。 二、质量检验二、质量检验 1施工原始记录；施工原始记录； 2开挖检验；开挖检验； 3取样检验；取样检验； 4标贯或轻便触探；标贯或轻便触探； 5现场载荷实验；现场载荷实验； 6沉降、侧向位移观测。沉降、侧向位移观测。工程实例一工程实例一工程概略：广州市某粮食仓库长工程概略：广州市某粮食仓库长30m30m，宽，宽16m16m，单，单层承重墙构造，拱形屋面。条形根底宽度层承重墙构造，拱形屋面。条形根底宽度1.5m1.5m，埋，埋深深0.9m0.9m。设计要求根底下地基承载力到达。设计要求根底下地基承载力到达100kpa100

16、kpa。拟建场地表层为拟建场地表层为1.5m1.5m厚的杂填土，其下即为厚度厚的杂填土，其下即为厚度30m30m、含水量高达、含水量高达7070，地基承载力仅为，地基承载力仅为30kpa30kpa、紧缩模量为紧缩模量为1.45MPa1.45MPa的淤泥层。地基土不能满足的淤泥层。地基土不能满足上部构造的要求，需求进展地基处置喷粉搅拌上部构造的要求，需求进展地基处置喷粉搅拌桩加固。试确定桩长和桩的布置。根据室内水桩加固。试确定桩长和桩的布置。根据室内水泥土配比实验，水泥土试块抗压强度为泥土配比实验，水泥土试块抗压强度为1600kPa1600kPa280283. 0165. 01630165. 0305 . 0283. 0150305 . 0100m63 . 5885. 115150k1505 . 12283. 016002885. 1283. 0mm600dc2AFnmfSPLNKAqPmmcaaua。，取。，桩周长，桩截面积直