第11章水泥土搅拌法资料.ppt

第11章 水泥土搅拌法（Cement Deep Mixing）;深层单轴搅拌机;三轴水泥搅拌机;水泥粉喷机;水泥粉喷机底盘;贮灰罐;水泥粉喷机的搅拌叶片; 水泥土搅拌法分为深层搅拌法（湿法）和粉体（水泥或石灰）喷搅法（干法）。 适用范围：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％、大于70％或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。 ; 发展概况： （1）水泥浆液搅拌法：由美国在第二次世界大战后研制成功的，称为就地搅拌桩（MIP）。国内1978年研制出第一台搅拌机械。 （2）粉体喷射搅拌法（Dry Jet Mixing Method，简称DJM法）：由瑞典人Kjeld Paus于1967年提出设想，1971年制成第一根桩，1974年获得专利。铁四院1983年开始试验研究，并应用于实际工程中。; 特点： ⑴基本不存在挤土效应，对周围地基扰动小； ⑵可根据不同土质和工程设计要求，合理选择固化剂及配方，应用较为灵活； ⑶施工无振动，无噪音，污染小，可在市区和建筑物密集地带施工； ⑷土体加固后，重度基本不变，软弱下卧层不致产生较大附加沉降 ； ⑸结构型式灵活多样，可根据工程需要，选用柱状、壁状、格栅状或块状。 （6）在负温下制作的水泥土正温后强度可继续增长且接近标准值，因此只要地温不低于-10度，就可进行深层搅拌法冬季施工。;地基加固;支护结构——水泥土墙;11.2 加固机理; ⑴硅酸三钙：在水泥中含量最高(50％)，是决定强度的主要因素。 ⑵硅酸二钙：在水泥中含量较高(25%)，它主要产生后期强度。 ⑶铝酸三钙：占水泥总量的10％左右，水化速度最快，促进早凝。 ⑷铁铝酸四钙：占水泥总量的10％作用，能促进早期强度。 ⑸硫酸钙：含量3％左右，生成“水泥杆菌”状的化合物，能将大量自由水一结晶水形式固定下来，使土中自由水减少。; （1）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。 （2）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定性。;水 泥 土; 1. 水泥土的物理性质 （1） 重度 当水泥掺入比在8%～20%之间，水泥土重度比 原状土增加约3%～6%。 （2）含水量 随水泥掺合量的增大而降低，一般比原状土降 低15％～18%。 （3） 抗渗性 渗透系数k一般在10-8～10-9cm/s。; 2.水泥土的力学性质 （1）无侧限抗压强度 水泥土的无侧限抗压强度qu在0.3～4.0MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍。 （2）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，抗拉强度在（0.15～0.25）qu之间。 （3）抗剪强度 当水泥土qu=0.5～4MPa时，其粘聚力C在100～1000KPa之间，其摩擦角?在20?～30?之间。 （4）变形特性 当qu=0.5～4.0MPa时，其50d后的变形模量相当于（120～150）qu。; 1.水泥掺入比αw 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。 2.龄期 水泥土强度随龄期的增长呈增大趋势，龄期超过28d后仍有明显增长，90d后，强度增长才减慢。 3.水泥标号 水泥土强度随水泥标号的提高而增加。水泥标号提高100号，水泥强度约增大50～90％。; 水泥土的强度随地基含水量增大而降低。如图水泥掺入比小于20％时，水泥土无侧限抗压强度随土中含水量降低而增加；大于20％时，存在一个峰值。; 5.天然地基土中的有机质含量 有机质可使土具有较大的水容量和塑性、膨胀性及低渗透性，并使土的酸性增加，使水泥的水化反应受到抑制。有机质含量小的水泥土强度比有机质含量高的水泥土强度高的多。 6.外加剂 外掺剂对水泥土强度有不同的影响。 7.搅拌的均匀程度 施工时搅拌的均匀程度对水泥土强度的影响很大。 在搅拌时间相同的情况下，塑性指数越大，土的粘性越大，越难搅均匀；含水量和液性指数过低，易产生抱土