地基处理技术——水泥土搅拌桩.ppt

,地基处理新技术,水泥土搅拌桩 地基处理技术,概 述 地基处理方法的选择 水泥土搅拌桩复合地基 搅拌桩复合地基设计与施工中的若干问题,1.概 述,1.1. 地基处理的要求 1.2. 地基处理的分类,1.1 地基处理的要求,1.1.1 强度要求 1.1.2 变形要求 1.1.3 动力稳定性要求 1.1.4 透水性要求 1.1.5 特殊土地基安定性要求,1.1.1 强度要求,满足地基土在上部结构的自重及外荷载作用下不致产生局部或整体剪切破坏。,1.1.2 变形要求,满足地基土在上部结构的自重及外荷载的作用下不致产生过大的沉降，特别是超过建筑物所能容许的不均匀的沉降。,1.1.3 动力稳定性要求,满足地基土在动力荷载（如地震荷载）作用下不致发生液化、 失稳和震陷等灾害。,1.1.4 透水性要求,满足地基土的地下水不会由于施工而造成渗漏量或动水压力超过容许值，发生涌土、流砂、边坡滑边等事故。,1.1.5 特殊土地基安定性要求,满足湿陷性黄土、膨胀土、内陆性盐渍土等特殊土上的建筑物不会由于不良土性而发生损坏。,1.2 地基处理的分类,2. 地基处理方法的选择,2.1 地基处理方法的选择原则 2.2 地基处理方法的选择 2.3 地基处理设计程序 2.4 地基处理施工过程与完工后的注意 事项,2.1 地基处理方法的选择原则,2.1.1 各种方法均有其适用范围，各有优点与 局限性； 2.1.2 选择地基处理方法应综合考虑地基条件、 加固要求、工程进度、工程造价、材料 及机具等各方面因素； 2.1.3 选择的方法应注意环境保护（地下水的 污染、振动、噪音等）。,2.2 地基处理方法的选择,2.3 地基处理设计程序,2.4 地基处理施工过程与 完工后的注意事项,2.4.1 施工人员必须掌握施工方法，并了 解地基处理方法的原理、技术标准 与质量要求； 2.4.2 施工中应进行实时监理； 2.4.3 完工后必须进行质量检测。,3.水泥土搅拌桩复合地基,3.1 水泥土的形成 3.2 水泥土的物理力学性质 3.3 水泥土的应用 3.4 水泥土搅拌桩复合地基的设计 3.5 水泥土搅拌桩的施工,3.1 水泥土的形成,水泥土是通过机械强力将水泥与土搅拌形成具有较好物理力学性质的水泥加固土。,3.1 水泥土 的 形成,3.2 水泥土的物理力学性质,3.2.1 水泥土的物理性质 3.2.1.1 重度 当水泥掺合比在8%20%之间，水泥土重度比 原状土增加约3%6% 3.2.1.2 含水量 水泥土的含水量一般比原状土降低715% 3.2.1.3 抗渗性 渗透系数K一般在10-910-8cm/s,3.2 水泥土的物理力学性质,3.2.2 水泥土的力学性质 3.2.2.1 无侧限抗压强度 水泥土的无侧限抗压强度qu一般在15MPa之间，原地基强度较高的土， qu一般在59MPa之间；有机质土含量较高的土， qu一般在0.31MPa之间.比原地基强度较高比原状土提高几十倍乃至几百倍。 3.2.2.2 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（0.150.25）qu之间。 3.2.2.3 抗剪强度 当水泥土qu=0.54MPa时，其粘聚力C在1001000KPa之间，其 摩擦角在2030之间。 3.2.2.4 变形模量 当qu=0.54.0MPa时，其50d后的变形模量：淤泥质土相当于（120150）qu。,3.3 水泥土搅拌桩的应用,3.3.1 支护结构 重力式支护结构；止水帷幕；SMW工法 3.3.2 地基加固 提高地基强度；控制沉降；防止液化,支护结构 水泥土墙,支护结构水泥土墙,支护结构水泥土墙,支护结构水泥土墙,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,3.3 水泥土搅拌桩的应用 地基加固,a)柱状布置；b) 壁状布置；c) 格栅状布置；d) 块状布置,3.3 水泥土搅拌桩的应用 地基加固,3.4 水泥土搅拌桩 复合地基的设计,3.4.1 设计原理 3.4.2 单桩容许承载力 3.4.3 复合地基承载力 3.4.4 下卧层地基强度验算 3.4.4 沉降计算,3.4.1 设计原理,桩土共同承载 承载 桩的承载力 + 桩间土承载力（折减） 沉降 桩范围的压缩 + 桩端以下土的沉降,3.4.2 单桩承载力特征值,及 式中 单桩容许承载力(kN)； 水泥土90d龄期的抗压强度平均值(kPa)； 桩的截面积(m2) 桩身强度折减系数，可取0.20.3（干法）；0.25-0.33（湿法） 桩的周长(m)； 桩周第i层土的容许摩阻力。对淤泥可取58kPa； 对淤泥质土可取812kPa；对粘性土可取1215kPa； 桩周第i层土的厚度(m)； 桩端天然地基土的承载力(kPa)； 桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.40.6。,3.4.3 复合地基承载力特征值,式中 复合地基容许承载力(kPa)； 桩间天然地基土承载力特征值(kPa)； 桩土面积置换率； 桩间土承载力折减系数。当桩端为软土时， 可取0.51.0；当桩端为硬土时，可取0.10.4。,3.4.4 下卧层地基强度验算,式中 作用于复合地基表面的荷载值(kPa)； 基础底面积(m2)； 假想实体基础的自重(kN)； 假想实体基础侧表面积(m2)； 假想实体基础侧表面平均摩阻力(kPa)； 假想实体基础边缘地基土承载力特征值(kPa)； 假想实体基础底面积(m2)； 假想实体基础底面经修正后的地基承载力 特征值(kPa)。,3.4.4 沉降计算,水泥土桩复合地基的变形包括： 水泥土桩群体的压缩变形和桩端下未加固土层的压缩变形之和。 桩群体的压缩变形值可根据上部结构、桩长、桩身强度等因素按经验取2040mm。 桩端以下未加固土层的压缩变形值可按分层总和法计算。,3.5 水泥土搅拌桩的施工,3.5.1 施工机械 3.5.2 施工工艺 3.5.3 水泥掺量及外加剂 3.5.4 水泥土墙施工要点,3.5 水泥土搅拌桩的施工 3.5.1,施工机械 主机,3.5 水泥土搅拌桩的施工 3.5.2 施工工艺,3.5 水泥土搅拌桩的施工 3.5.2 施工工艺,一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌） 就位 预搅下沉 （制备水泥浆） 提升喷浆搅拌 沉钻复搅 重复提升搅拌,3.5 水泥土搅拌桩的施工 3.5.3 水泥掺量及外加剂,水泥掺量 水泥掺入比（单位体积搅拌桩中水泥与土的重量比） 一般为1216% 水灰比1：0.5 外加剂,3.5 水泥土搅拌桩的施工 3.5.4 水泥土搅拌桩施工要点,. （1）复搅工艺 确保搅拌均匀，必要时采用“二喷三搅”工艺 （干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。 （2）提升速度喷浆速度 提升搅拌速度不宜大于0.5m/min； 提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长 喷浆均匀。,4. 搅拌桩复合地基 设计与施工中的若干问题,4.1 设计中的若干问题 4.2 施工中应注意的有关问题,4.1 设计中的若干问题,4.1.1 设计参数的取值 4.1.2 桩的长度-桩径-桩身强度关系 4.1.3 置换率与桩长的选取 4.1.4 暗浜及回填土的处理,4.1 设计中的若干问题,4.1.1 设计参数的取值 4.1.1.1 复合地基承载力 4.1.1.2 、 、 、 等参数的影响因素,4.1.1 设计参数的取值,4.1.1.1 复合地基承载力 加固后的地基强度一般可比原地基土的提高20%50%，故设计中不应将设计复合地基承载力取得过大，否则难以达到设计要求。,4.1.1 设计参数的取值,4.1.1.2 、 、 、 等参数的影响因素 桩身强度折减系数（0.30.4） 施工质量、土层情况、室内实验 桩周土的摩阻力 土层情况、工程经验 桩端土承载力折减系数（0.40.6） 土层情况、桩长、工程经验 桩间土承载力折减系数（0.51.0） 桩端土情况、工程经验,4.1 设计中的若干问题,4.1.2 桩的长度-桩径-桩身强度关系 桩的长度较长，相应的桩径应增加、桩身 强度也应相应提高。,4.1 设计中的若干问题,4.1.3 置换率与桩长的选取 a、当地基处理是以提高地基强度为主时，宜用 短桩而提高桩的置换率; b、当地基处理时以减小沉降为主时，可根据桩 端是否达到较硬土层而分别采用“变掺量、 变强度”方法或“变置换率”的方法。,4.1 设计中的若干问题,4.1.3 置换率与桩长的选取 c、最优设计,4.1 设计中的若干问题,4.1.4 暗浜及回填土的处