第五章_地基处理(第四讲).pdf

5.6 水泥土搅拌桩法 5.6.1 概述 5.6.2 加固机理 5.6.3 水泥土搅拌桩的特点 5.6.4 水泥土搅拌桩的施工 5.6.5 水泥土搅拌桩的设计 5.6.1 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： 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。  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。 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。 5.6.2 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。 此外，水泥水化物中的游离Ca(OH) 能吸收水中和 2 空气中的CO ，发生碳酸化反应，生成不溶于水的 2 CaCO ，这种碳酸化反应也能使水泥土增加强度。 3 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。  5.6.3 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； (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。  5.6.4 水泥土搅拌桩的施工 （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