地基處理深層攪拌法p

1、第五章第五章 深層攪拌法深層攪拌法 概 述 加固機理 樁身材料及物理力學(xué)性質(zhì) 復(fù)合地基設(shè)計計算 施工要點 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 深層攪拌法 利用水泥、石灰等材料作為固化劑的 主劑，通過特制的深層攪拌機械邊鉆 進邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體， 在地基深部就地將軟土和固化劑強制 拌和，使軟土硬結(jié)形成加固體，從而 提高地基的強度和增大變形模量。加 固體和天然地基形成復(fù)合地基，共同 承擔(dān)建筑物的荷載。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 從施工工藝上可分為濕法和干法兩種 濕法常稱為漿噴攪拌法，將一定配比的 水泥漿注入土中攪拌成樁，國內(nèi)于19771977 年由冶金部建筑研究總院和交通部水運 規(guī)劃設(shè)計院研制，197

2、81978年生產(chǎn)出第一臺 深層攪拌機，并于19801980年在上海寶山鋼 鐵總廠軟基加固中獲得成功。該工藝?yán)?用水泥漿作固化劑，通過特制的深層攪 拌機械，在加固深度內(nèi)就地將軟土和水 泥漿充分拌和，使軟土硬結(jié)成具有整體 性、水穩(wěn)定性和足夠強度的水泥土的一 種地基處理方法。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 干法常稱為粉噴攪拌法 該工藝?yán)脡嚎s空氣通過固化材料供給機的特殊裝置，攜帶著粉體固化材料，經(jīng)過高壓軟 管和攪拌軸輸送到攪拌葉片的噴嘴噴出，借助攪拌葉片旋轉(zhuǎn)，在葉片的背面產(chǎn)生空隙，安 裝在葉片背面的噴嘴將壓縮空氣連同粉體固化材料一起噴出，噴出的混合氣體在空隙中壓 力急劇降低，促使固化材料就地粘附在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生

3、空隙的土中，旋轉(zhuǎn)到半周，另一攪拌葉片 把土與粉體固化材料攪拌混合在一起，同時，這只葉片背后的噴嘴將混合氣體噴出，這樣 周而復(fù)始地攪拌、噴射、提升，與固化材料分離后的空氣傳遞到攪拌軸的周圍，上升到地 面釋放。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 干法和濕法相比較，具有如下特點： 1 1、干法可以吸收軟土地基中的水分，對加固含水量高的軟土、極軟土以及泥炭化土地基 效果更為顯著。 2 2、干法固化劑均勻地分布在土中，不會產(chǎn)生不均勻散亂現(xiàn)象，有利于提高地基土的加固 強度。 3 3、與漿噴深層攪拌或高壓旋噴相比，輸入地基土中的固化材料要少得多，無漿液排出， 地面無拱起現(xiàn)象。同時固化材料如水泥、生石灰、消石灰等，材料

4、來源廣泛，并可使用 兩種以上的混合材料。因此，對地基土加固適應(yīng)性強，其適應(yīng)的工程對象較廣。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 干法和濕法相比較的特點： 4 4、固化材料從施工現(xiàn)場的供給機的 貯倉一直到噴入地基土中，成為連貫 的密閉系統(tǒng)，中途不會發(fā)生粉塵外溢、 污染環(huán)境的現(xiàn)象。 5 5、濕法水泥配比較直觀，材料的量 化較容易，有利于質(zhì)量控制。 適宜形式適宜形式 作為建筑物或構(gòu)筑物的地基； 進行大面積地基加固，防止碼頭 岸壁滑動，深基坑開挖支護； 加固道路、橋涵； 作為地下防滲墻，阻止地下水滲 透。 適用條件適用條件 目前國內(nèi)水泥土深層攪拌法主要 用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、地基 承載力120kPa120kPa

5、的粘性土和粉土 等地基。 用于處理泥炭土和地下水具有 侵蝕性時，應(yīng)通過試驗確定。 主要特點主要特點 基本不存在擠土效應(yīng)，對周圍地基擾 動小； 可根據(jù)不同土質(zhì)和工程設(shè)計要求， 合理選擇固化劑及配方，應(yīng)用較為靈活； 施工無振動，無噪音，污染小，可 在市區(qū)和建筑物密集地帶施工； 土體加固后，重度基本不變，軟弱 下臥層不致產(chǎn)生較大附加沉降 ； 結(jié)構(gòu)型式靈活多樣，可根據(jù)工程需 要，選用塊狀，柱狀、壁狀、格柵狀。 水水 泥泥 土土 的的 形形 成成 水泥土攪拌樁的應(yīng)用水泥土攪拌樁的應(yīng)用 c) a) d) b) a)柱狀布置；b) 壁狀布置；c) 格柵狀布置；d) 塊狀布置 支護結(jié)構(gòu) 水泥土墻 支護結(jié)構(gòu)水泥

6、土墻 支護結(jié)構(gòu)水泥土墻 支護結(jié)構(gòu)水泥土墻 水泥土攪拌樁的應(yīng)用水泥土攪拌樁的應(yīng)用 地基加固地基加固 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 加固原理 其基本原理是基于水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過程，通過專用機械設(shè)備將固化劑灌入 需處理的軟土地層內(nèi)，在灌注過程中上下攪拌均勻，使水泥與土發(fā)生水解和水化反應(yīng)， 生成水泥水化物并形成凝膠體，將土顆粒或小土團凝結(jié)在一起形成一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整 體，即水泥骨架作用，同時，水泥在水化過程中生成的鈣離子與土顆粒表面的鈉離子 進行離子交換作用，生成穩(wěn)定的鈣離子，從而進一步提高土體的強度，達到提高其復(fù) 合地基承載力的目的。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 分類 按固化劑的不同分為

7、水泥系與石灰 系 按灌注材料狀態(tài)分為濕法與干法 以水泥作固化劑，配石膏、粉煤灰、 木質(zhì)素磺酸鈣等為外摻劑的深層水 泥攪拌樁是深層軟土地基工程中常 用的樁基形式之一。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 水泥土的強度機理主要有兩個方 面的作用： 水泥的骨架作用：水泥與飽和軟 粘土攪拌后，發(fā)生水泥的水解和 水化反應(yīng)，生成水泥水化物，形 成凝膠體- -氫氧化鈣，將土顆?；?小土團凝結(jié)在一起，形成一種穩(wěn) 定的結(jié)構(gòu)整體。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 離子交換作用：水泥在水化過 程中，生成的鈣離子與土顆粒 表面的鈉離子( (或鉀離子) )進行 離子交換，生成穩(wěn)定的鈣離子， 從而提高土體的強度。 第二節(jié)第二

8、節(jié) 加固機理加固機理 一、水泥漿噴射深層攪拌加 固機理 水泥土加固軟土的物理化學(xué)反應(yīng) ( (一) )水泥的水解和水化反應(yīng) ( (二) )粘土顆粒與水泥水化物的作 用 ( (三) )碳酸化作用 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 ( (一) )水泥的水解水化反應(yīng) ：減少 了軟土中的含水量，增加土粒間 的粘結(jié)，水泥與土拌合后，水泥 中的硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸 三鈣以及鐵鋁四鈣等礦物與土中 水發(fā)生水解反應(yīng)，在水中形成各 種硅、鐵、鋁質(zhì)的水溶膠，土中 的CaSOCaSO4 4大量吸水，水解后形成針 狀結(jié)晶體。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 ( (一) )水泥的水解水化反應(yīng) 硅酸三鈣：在水泥中含量最高(

9、50(50) )，是決定強度的主要因素。 硅酸二鈣：在水泥中含量較高(25%)(25%)，它主要產(chǎn)生后期強度。 鋁酸三鈣：占水泥總量的1010左右，水化速度最快，促進早凝。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 ( (一) )水泥的水解水化反應(yīng) 鐵鋁酸四鈣：占水泥總量的1010作用，能促進早期強度。 硫酸鈣：含量3 3左右，生成“水泥桿菌”狀的化合物，能將大量自由水一結(jié)晶水形 式固定下來，使土中自由水減少。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 ( (二) )粘土顆粒與水泥水化物的作 用 1.1.離子交換和團粒化作用 粘土顆粒帶負電，吸附陽離子，形成 膠體分散體系。表面帶有鉀離子或鈉離子， 可與水泥水化反

10、應(yīng)的鈣離子進行離子交換， 產(chǎn)生凝聚，形成較大的團粒，提高土體強 度。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 ( (二) )粘土顆粒與水泥水化物的作用 2.2.硬凝反應(yīng) 在堿性環(huán)境下，溶液中析出大量的 鈣離子，與二氧化硅或三氧化鋁產(chǎn)生 化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的鋁酸鈣等 結(jié)晶水化物。在水中和空氣中逐漸硬 化，提高水泥強度，使水泥具有足夠 的水穩(wěn)定性。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 ( (三) )碳酸化作用：水泥水化物中 游離的氫氧化鈣吸收水中和空氣 中的二氧化鈣，發(fā)生碳酸化作用， 生成不溶于水的碳酸鈣。使地基 土的分散度降低，強度和防滲性 能增強。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 水泥與地基土拌合后經(jīng)

11、上述 的化學(xué)反應(yīng)形成堅硬樁體， 同時樁間土也有少量的改善， 從而構(gòu)成樁與土復(fù)合地基， 提高地基承載力，減少了地 基的沉降。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 二、水泥粉噴體噴射深層攪 拌加固機理 采用水泥粉體、生石灰和消石灰 等粉體固化劑，粉體固化劑與原 狀土攪拌混合后，使地基土和固 化劑發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)， 生成穩(wěn)定的水泥土或石灰土。水 泥粉體加固原理同水泥漿體。 第二節(jié)第二節(jié) 加固機理加固機理 三、石灰粉噴體噴射深層攪 拌加固機理 1.1.石灰的吸水作用 2.2.石灰的發(fā)熱 3.3.石灰的吸水膨脹 4.4.離子交換作用與土粒的凝聚作 用 5.5.石灰的膠凝作用 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性物

12、理力學(xué)性 能能一、樁身材料 固化劑、外加劑、水組成的混合料 固化劑：水泥類、石灰類及瀝青類和化學(xué)材料類 水泥：硅酸鹽、普硅，礦渣、火山灰和石膏。水泥種類需與被加固土質(zhì)相適應(yīng)。 石灰：生石灰、消石灰等 外加劑：粉煤灰、木質(zhì)素磺酸鈣、石膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣和硫酸鈉等外摻 劑。 第三節(jié)第三節(jié) 樁身材料樁身材料 及物理力學(xué)性能及物理力學(xué)性能 二、物理性質(zhì) 水泥摻入比水泥摻入比 為 為 水泥摻入量水泥摻入量為為 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性物理力學(xué)性 能能 二、物理性質(zhì) (1)(1)含水量 水泥土的含水量低于原狀土樣含水量0.5%0.5%7.0% 7.0% ，并且隨水泥摻入比的增加而減小。 (2)(

13、2)重度 水泥土的重度比天然軟土的重度增加0.5%0.5%3.0% 3.0% ，不會對下臥層產(chǎn)生過大附加荷載， 不會產(chǎn)生較大附加沉降。 (3)(3)滲透系數(shù) 水泥摻入比越大，齡期越長，滲透系數(shù)越小。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性物理力學(xué)性 能能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) (1)(1)無側(cè)限抗壓強度的影響因素 (2)(2)抗拉強度 (3)(3)抗剪強度 (4)(4)變形模量、壓縮系數(shù)和壓縮模量 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 1)1)無側(cè)限抗壓強度及其影響因素 水泥土的無側(cè)限抗壓強度一般為 300kPa300kPa4000kPa4000kPa，即比天然軟土大幾十 倍至數(shù)百倍

14、。其變形特征隨強度不同而介 于脆性體與彈塑體之間。 影響水泥土的無側(cè)限抗壓強度的因素有： 水泥摻入比、水泥標(biāo)號、齡期、含水量、 有機質(zhì)含量、外摻劑、養(yǎng)護條件及土性等。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 1)1)無側(cè)限抗壓強度及其影響因素 水泥摻入比對強度的影響 齡期對強度的影響 水泥標(biāo)號對強度的影響 土樣含水量對強度的影響 土樣中有機質(zhì)含量對強度影響 外摻劑對強度的影響 養(yǎng)護方法 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 水泥摻入比對強度的影響 水泥土的強度隨著水泥摻入比的增 加而增大。 當(dāng)5%5%時，水泥與土的反應(yīng)過弱，水 泥土固化程度低，強度

15、離散性也較大， 故在實際施工中，選用的水泥摻入比 必須大于7%7%。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 齡期對強度的影響 水泥土的強度隨著齡期的增長而提高， 一般在齡期超過28d28d后仍有明顯增長。 水泥標(biāo)號對強度的影響 水泥土的強度隨水泥標(biāo)號的提高而增 加。水泥標(biāo)號提高100100號，水泥土的強度 f fcu cu約增大(50 (5090)%90)%。如要求達到相同 強度，水泥標(biāo)號提高100100號，可降低水泥 摻入比(2(23)%3)%。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 土樣含水量對強度的影響 水泥土的無側(cè)限抗壓強度隨著土樣 含水

16、量的降低而增大。一般情況下， 土樣含水量每降低1010，則強度可 增加(10(1050)%50)%。（粉噴樁含水量過 低強度下降） 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 土樣中有機質(zhì)含量對強度影響 有機質(zhì)含量少的水泥土強度比有機 質(zhì)含量高的水泥土強度大得多。有機質(zhì) 使土體具有較大的水溶性和塑性，較大 的膨脹性和低滲透性，并使土具有酸性， 這些因素都阻礙水泥水化反應(yīng)的進行。 因此，有機質(zhì)含量高的軟土，單純用水 泥加固的效果較差。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 外摻劑對強度的影響 不同的外摻劑對水泥土強度有著不同的 影響。木質(zhì)素磺酸鈣對水泥土

17、強度的增 長影響不大，主要起減水作用。石膏、 三乙醇胺對水泥土強度有增強作用，而 其增強效果對不同土樣和不同水泥摻入 比又有所不同，所以選擇合適的外摻劑 可提高水泥土強度和節(jié)約水泥用量。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 外摻劑對強度的影響 一般早強劑可選用三乙醇胺、氯化鈣、 碳酸鈉或水玻璃等材料，其摻入量宜分 別取水泥重量的0.05%0.05%、2%2%、0.5%0.5%和2%2%； 減水劑可選用木質(zhì)素磺酸鈣，其摻入量 宜取水泥重量的0.2%0.2%；石膏兼有緩凝和 早強的雙重作用，其摻入量宜取水泥重 量的2%2%。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水

18、泥土的力學(xué)性質(zhì) 摻加粉煤灰的水泥土，其強度一般都 比不摻粉煤灰的有所增長。不同水泥摻 入比的水泥土，當(dāng)摻入與水泥等量的粉 煤灰后，強度均比不摻粉煤灰的提高 10%10%。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 養(yǎng)護方法 養(yǎng)護方法對水泥土的強度影響主要表 現(xiàn)在養(yǎng)護環(huán)境的濕度和溫度。 國內(nèi)外試驗資料都說明，養(yǎng)護方法對 短齡期水泥土強度的影響很大，隨著時 間的增長，不同養(yǎng)護方法下的水泥土無 側(cè)限抗壓強度趨于一致，說明養(yǎng)護方法 對水泥土后期強度的影響較小。 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 2)2)抗拉強度水泥土的抗拉強度隨無側(cè) 限抗壓強度的增長而提

19、高。 3)3)抗剪強度水泥土的抗剪強度隨抗壓 強度的增加而提高。 4)4)變形模量當(dāng)垂直應(yīng)力達5050無側(cè)限 抗壓強度時，水泥土的應(yīng)力與應(yīng)變的比 值，稱之為水泥土的變形模量E E50 50。 E E50 50 =126 =126 f fcu cu 第三節(jié)第三節(jié) 物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 三、水泥土的力學(xué)性質(zhì) 5)5)壓縮系數(shù)和壓縮模量水泥土的 壓縮系數(shù)約為(2.0(2.03.5)3.5)1010 - - 5 5 ( (kPakPa) ) -1-1 ，其相應(yīng)的壓縮模量E E S S (60(60100)100)MPaMPa。 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 設(shè)計原理 樁土共同承載 承載

20、樁的承載力 + + 樁間土承載力（折減） 沉降 樁范圍的壓縮 + + 樁端以下土的沉降 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 一、現(xiàn)場試驗 二、水泥土攪拌樁設(shè)計 三、水泥土攪拌樁計算 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 一、現(xiàn)場試驗 ( (一) )設(shè)計前應(yīng)取得的資料 ( (二) )水泥土的室內(nèi)配比試驗； ( (三) )水泥土攪拌樁的野外試驗 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 一、現(xiàn)場試驗 ( (一) )設(shè)計前應(yīng)取得的資料 工程地質(zhì)資料； 土質(zhì)資料；土質(zhì)分析：有機質(zhì)含量 ，可溶鹽含量，總燒失量等； 水質(zhì)資料。水質(zhì)分析：地下水的酸 堿度pHpH值，硫酸鹽含量 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計

21、復(fù)合地基設(shè)計 一、現(xiàn)場試驗 ( (二) )水泥土的室內(nèi)配比試驗； 1.1.試驗?zāi)康?了解水泥摻入量、水灰比、水泥 的品種及外摻劑摻量對水泥土強度的影 響，為設(shè)計計算及施工工藝控制提供可 靠的參數(shù)。 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 一、現(xiàn)場試驗 ( (二) )水泥土的室內(nèi)配比試驗； 2.2.土樣制備 擬加固現(xiàn)場取：原狀土樣與風(fēng)干土樣。 3.3.固化劑的選擇 確定水泥品種和水泥摻入比。 4.4.外摻劑選擇 5.5.試驗設(shè)備與規(guī)程 6.6.試件的制作和養(yǎng)護 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 一、現(xiàn)場試驗 ( (三) )水泥土攪拌樁的野外試驗 1.1.試驗?zāi)康?根據(jù)室內(nèi)配比結(jié)果求得的最佳

22、配比進行現(xiàn)場試 驗； 由現(xiàn)場試驗結(jié)果，推出室內(nèi)石塊與現(xiàn)場樁身強 度之間的關(guān)系； 確定施工工藝參數(shù)，確定水泥漿的水灰比； 比較不同樁長與不同樁身強度時的單樁承載力； 確定水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力。 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 一、現(xiàn)場試驗 ( (三) )水泥土攪拌樁的野外試驗 2.2.試驗方法 在樁身上現(xiàn)場取樣，在齡期相同時，比較試樣之間強度關(guān)系； 進行單樁和復(fù)合地基承載力試驗； 埋設(shè)土壓力盒，了解復(fù)合地基反力分布及樁土應(yīng)力比分配情況。 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 一、現(xiàn)場試驗 ( (三) )水泥土攪拌樁的野外試驗 3.3.試驗結(jié)果 正常情況下，現(xiàn)場與室內(nèi)水泥土試塊強度

23、關(guān)系： 單樁和復(fù)合地基承載力設(shè)計值可根據(jù)載荷試驗取P PS S曲線確定； 初步確定合理的施工工藝參數(shù)。 kCufCu ff , ) 5 . 02 . 0 ( 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 二、水泥土攪拌樁設(shè)計 ( (一) )布樁形式 ( (二) )加固范圍 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 二、水泥土攪拌樁設(shè)計 ( (一) )布樁形式 攪拌樁可布置成柱狀、壁狀、格柵 狀和塊狀四種型式。 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 布樁形式 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 二、水泥土攪拌樁設(shè)計 ( (一) )布樁形式 柱狀：每隔一定的距離打設(shè)一根攪拌樁，即成為柱狀加固型式。適

24、合于單層工業(yè)廠房獨 立柱基礎(chǔ)和多層房屋條形基礎(chǔ)下的地基加固。 壁狀：將相鄰攪拌樁部分重疊搭接成為壁狀加固型式。適用于深基坑開挖時的邊坡加固 以及建筑物長高比較大、剛度較小，對不均勻沉降比較敏感的多層磚混結(jié)構(gòu)房屋條形基 礎(chǔ)下的地基加固。 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 二、水泥土攪拌樁設(shè)計 ( (一) )布樁形式 塊狀：對上部結(jié)構(gòu)單位面積荷載大，對 不均勻下沉控制嚴(yán)格的構(gòu)筑物地基進行 加固時可采用這種布樁型式。它是縱橫 兩個方向的相鄰樁搭接而形成的。 格柵狀：將相鄰攪拌部分重疊搭接即成 壁狀或格柵狀。適用于軟土深基坑邊坡 的圍護結(jié)構(gòu)。 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 二、水泥土攪

25、拌樁設(shè)計 ( (二) )加固范圍 可僅在上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁， 基礎(chǔ)以外不設(shè)置保護樁 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 三、水泥土攪拌樁計算 1.1.單樁豎向承載力計算 2.2.復(fù)合地基承載力計算 3.3.下臥層強度驗算 4.4.復(fù)合地基的變形計算 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 1.1.單樁豎向承載力計算 由樁身強度定 由地基承載力定 f f c u kc u k 與攪拌樁樁身加固土配比相同的室內(nèi)加固土試塊( (邊長為 70.7mm70.7mm或50mm50mm的立方體) )的9090天齡期無側(cè)限抗壓強度平均值； 強度折減系數(shù)，可取0.30.30.50.5； u up p 樁

26、周邊長； L L 樁長； q qp p 樁端天然地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值 q qs s 樁周土平均容許摩阻力如表6 63 31;1; 樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取0.40.40.6 0.6 ppisip d k qAlquR 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 攪拌樁樁周土的容許摩阻力 土的名稱土的名稱土的狀態(tài)土的狀態(tài)q qsi si（ （kPakPa） 淤泥、泥炭淤泥、泥炭 流塑流塑5 58 8 淤泥質(zhì)土淤泥質(zhì)土流塑軟塑流塑軟塑 8 81212 黏性土黏性土軟塑軟塑12121515 黏性土黏性土可塑可塑15151818 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 1.1.單樁豎向承載力計

27、算 設(shè)計中取=0.35=0.350.500.50。施工質(zhì)量高，地質(zhì)條件 筒單，對地基沉降要求又不高時，取高值，反之取 低值。 目前設(shè)計中常取=0.5=0.5。 應(yīng)使樁體強度與承載力相協(xié)調(diào) 單樁承載力應(yīng)通過現(xiàn)場載荷試驗加以驗證，或先施 工試樁，據(jù)以確定單樁承載力。 pp isi ppcuk qAlqUAf 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 2.2.復(fù)合地基承載力計算 f fsp,k sp,k復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值； f fs s, ,k k 樁間土天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值； m m 面積置換率； 樁間土承載力折減系數(shù)，當(dāng)樁端土為軟土 時，可取0.50.51.01.0，當(dāng)樁端土為硬土?xí)r，可取 0

28、.10.10.40.4，當(dāng)不考慮樁間軟土作用時，可取零。 ksp d kksp fmAmRf , )1 (/ 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 2.2.復(fù)合地基承載力計算 根據(jù)設(shè)計要求的單樁豎向承載力特 征值R R k k d d 和復(fù)合地基承載力特征值 f fsp,k sp,k計算攪拌樁的置換率m m和總樁數(shù) n n： 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 3.3.下臥層強度驗算 同墊層法 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 3.3.下臥層強度驗算 同墊層法 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 4.4.復(fù)合地基的變形計算 水泥土樁復(fù)合地基的變形s s包括： 復(fù)合土層的變形S

29、S1 1和樁端以下土層 變形S S2 2兩部分組成。 樁群體的壓縮變形值S S1 1可根據(jù)上部 結(jié)構(gòu)、樁長、樁身強度等因素按經(jīng)驗取 20mm20mm40mm40mm。 樁端以下未加固土層的壓縮變形值S S2 2 可按分層總和法計算。 第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 4.4.復(fù)合地基的變形計算 (1)(1)復(fù)合土層的變形計算。 群樁體的壓縮變形S1S1可按下式計算： p po o 群樁體頂面處的平均壓力； p poz oz 群樁體底面處的附加壓力； L L 實際樁長； E Eps ps 復(fù)合土層壓縮模量； ps ozo E Lpp S 2 )( 1 spps EmmEE)1 ( 第四節(jié)第

30、四節(jié) 復(fù)合地基設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計 4.4.復(fù)合地基的變形計算 (2)(2)樁端以下土層的變形S S2 2計算 未加固土層的壓縮變形S S2 2可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （GB50007-2002GB50007-2002）的有關(guān)規(guī)定按分層總和法計算進行計算。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工一、粉體攪拌樁(DJM(DJM法) ) 1 1、施工設(shè)備 2 2、施工工藝 二、水泥漿液攪拌法(CDM(CDM法) ) 1 1、施工設(shè)備 2 2、施工工藝 三、施工要點 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工一、粉體攪拌樁(DJM(DJM法) ) 采用水泥粉料，由空氣輸送，通過攪拌

31、葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空隙部位噴出，并隨著攪 拌葉片的旋轉(zhuǎn)均勻分布在整個空隙軌道面內(nèi)，進而和原位地基土攪拌并混合在一起。 1 1、施工設(shè)備：粉噴樁施工設(shè)備國外以日本的DJMDJM施工設(shè)備為代 表，主要有五種型號，最大施工深度可達33m33m。國內(nèi)的粉噴機以上海探礦機械廠及鐵 道部武漢工程機械研究所生產(chǎn)的GPPGPP型和PHPH為代表。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 1.1.施工設(shè)備：由噴粉樁機、粉體發(fā)送器、空氣壓縮機、攪拌鉆頭(500-700)(500-700)等組成 。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 工作原理 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 技術(shù)參數(shù) 第

32、五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 2.2.施工工藝 工藝參數(shù)確定 包括：提升速度、單位時間噴粉量和噴粉壓力。 提升速度 噴粉量 噴粉壓力：一般控制在（0.250.250.40.4）MPaMPa之間，灰罐內(nèi)氣壓比管道內(nèi)的氣壓高 （0.020.020.050.05）MPaMPa。 t zh v vDq w 4 2 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 （2 2）施工工序 施工工序主要為 1 1）柱體對位 2 2）下鉆 3 3）鉆進結(jié)束 4 4 ）提升噴粉 5 5）提升結(jié)束樁形成體等幾個步驟。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 二、水泥漿液攪拌法(CDM(CDM法) )

33、 1 1、施工設(shè)備 包括：深層攪拌機和配套設(shè)備。 根據(jù)攪拌軸的數(shù)量分為：單軸和多軸深層攪拌機。深層攪拌機的噴漿方式有葉片噴漿 和中心管噴漿。 （1 1）深層攪拌機 SJB-1 SJB-1 型深層攪拌機（雙攪拌軸中心管輸漿） GZB-600 GZB-600 型深層攪拌機（單攪拌鈾葉片噴漿） SJB-1 GZB-600 SJB-1 GZB-600 SJB-1 SJB-1 型深層攪拌機 型深層攪拌機 GZB-600 GZB-600 型深層攪拌機 型深層攪拌機 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 葉片噴漿攪拌頭 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 SJB-1中心管噴漿 第五節(jié)第五節(jié)

34、 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 SJB-1中心管噴漿 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 配套設(shè)備 包括起 吊設(shè)備、固化 劑制備系統(tǒng)和 電氣控制裝置。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 配套設(shè)備 包括起 吊設(shè)備、固化 劑制備系統(tǒng)和 電氣控制裝置。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 配套設(shè)備 包括起 吊設(shè)備、固化 劑制備系統(tǒng)和 電氣控制裝置。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 配套設(shè)備 包括起 吊設(shè)備、固化 劑制備系統(tǒng)和 電氣控制裝置。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 配套設(shè)備 包括起 吊設(shè)備、固化 劑制備系統(tǒng)和 電氣控制裝置。 第五

35、節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 配套設(shè)備 包括起 吊設(shè)備、固化 劑制備系統(tǒng)和 電氣控制裝置。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 配 套 設(shè) 備 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 2 2、施工工藝 深層攪拌法的施工主要可分為定位、預(yù)攪下沉、制 備水泥漿、提升噴漿攪拌、重復(fù)上下攪拌、清洗等 幾個步驟。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 三、施工要點 水泥摻量及外加劑 水泥摻量水泥摻量 水泥摻入比（單位體積攪拌樁中水泥與 土的重量比） 一般為12%-12%-16% 16% 水灰比-1-1：0.50.5 外加劑外加劑 外 摻 劑作 用摻量（%） 碳 酸 鈉

36、早 強0.2 0.4 氯 化 鈣早 強2 5 三乙醇胺早 強0.05 0.20 木質(zhì)素磺酸鈣減水、可泵0.2 0.5 粉 煤 灰填充、早強50 80 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 三、施工要點 （1 1）復(fù)攪工藝 確保攪拌均勻，必要時采用“二噴三攪”工藝 （干法工藝為一次攪拌，因而不均勻）。 （2 2）提升速度- -噴漿速度 提升攪拌速度不宜大于0.5m/min0.5m/min； 提升速度與噴漿速度應(yīng)協(xié)調(diào)，以保證延樁身全長噴漿均勻。 第五節(jié)第五節(jié) 深層攪拌法施深層攪拌法施 工工 三、施工要點 樁頂與樁端的處理 a. a. 采用復(fù)攪工藝 采用“二次噴漿、三次攪拌”工藝；（一般的“

37、一次噴漿、二次攪拌”增加一 次噴漿與攪拌）； b. b. 必要時可增加水泥摻量（2%2%4%4%）。 第六節(jié)第六節(jié) 深層攪拌法質(zhì)深層攪拌法質(zhì) 檢檢 一、施工期質(zhì)量檢驗 二、工程竣工質(zhì)量檢驗 第六節(jié)第六節(jié) 深層攪拌法質(zhì)深層攪拌法質(zhì) 檢檢 一、施工期質(zhì)量檢驗 質(zhì)量檢驗主要有下列12 12 項： 1 1樁位、2 2樁頂、樁底高程、3 3樁身垂直度、4 4樁身水泥摻量、5 5水泥標(biāo)號、6 6攪拌頭 上提噴漿（或噴粉）的速度、7 7外摻劑的選用、8 8漿液水灰比、9 9水泥漿液攪拌均 勻性、1010噴粉攪拌的均勻性、1111噴粉到距地面1m1m2m 2m 時無粉末飛揚情況、1212相 鄰樁體搭接連續(xù)，其施工間歇時間不宜超過8h8h10h10h。 第六節(jié)第六節(jié) 深層攪拌法質(zhì)深層攪拌法質(zhì) 檢檢二、工程竣工質(zhì)量檢驗 1 1、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗或輕便觸探等動力試驗?？赏ㄟ^貫入阻抗，估算土的物理力學(xué)指標(biāo) ，檢驗不同齡期的樁體強度變化和均勻性。 2 2、靜力觸探試驗?？蛇B續(xù)檢查樁體長度內(nèi)的強度變化。 3 3、取芯檢驗。用鉆孔方法連續(xù)取水泥土攪拌樁樁芯，可直觀地檢驗樁體強度和攪拌 的均勻性。 第六節(jié)第六節(jié) 深層攪拌法質(zhì)深層攪拌法質(zhì) 檢檢 二、工程竣工質(zhì)量