水泥土搅拌桩地基处理技术PPT课件

1、1.1 1.1 地基处理的要求地基处理的要求 1.1.1 1.1.1 强度要求 1.1.2 1.1.2 变形要求 1.1.3 1.1.3 动力稳定性要求 1.1.4 1.1.4 透水性要求 1.1.5 1.1.5 特殊土地基安定性要求第1页/共56页1.1.1 1.1.1 强度要求强度要求 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。第2页/共56页1.1.2 1.1.2 变形要求变形要求 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。第3页/共56页1.1.3 1.1.3 动力稳定性要求动力稳定性要求 满足地基土

2、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。第4页/共56页1.1.4 1.1.4 透水性要求透水性要求 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。第5页/共56页1.1.5 1.1.5 特殊土地基安定性要求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。第6页/共56页1.2 1.2 地基处理的分类地基处理的分类 排 水 固 结 法 压 密 挤 密 置 换 法 灌 浆 法 加 筋 法 托 换 技 术 堆载预压 砂井法袋装砂井等 真空预压 降低地下水 电渗法 表面压

3、实 重锤夯击 强夯法 振冲挤密 砂桩 灰土桩 换土法 振冲碎石桩 高压喷射注浆 水泥土搅拌桩 石灰桩 水泥浆 化学注浆 聚合物 锚固技术 加筋土 树根桩 基础托换 锚杆压桩 第7页/共56页2. 2. 地基处理方法的选择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 事项第8页/共56页2.1 2.1 地基处理方法的选择原则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

4、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）。第9页/共56页2.2 2.2 地基处理方法的选择地基处理方法的选择 粘粘 土土 粉、细砂粉、细砂 砂土砂土 杂填土杂填土 注注 堆载预压堆载预压 软弱、透水软弱、透水 砂砂 井井 法法 软弱、透水性小软弱、透水性小 泥炭土不适用泥炭土不适用 真空预压真空预压 软弱软弱 强强 夯夯 法法 非饱和非饱和 振冲挤密振冲挤密 粘性小粘性小 砂砂 桩桩 松松 松松 振冲碎石桩振冲碎石桩 软弱软弱 抗剪强度低时慎用抗剪强度低时慎用 水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩 软弱软弱 灌灌 浆浆 法法 锚杆压桩锚杆压桩 用于纠偏与基础加固

5、用于纠偏与基础加固 第10页/共56页2.3 2.3 地基处理设计程序地基处理设计程序天天 然然地地基基状状况况地地 基基处处理理方方法法原原理理以以 往往工工程程经经验验机机 具具设设备备条条件件补补 充充调调查查现现 场场试试验验地地 基基处处理理施施工工设设计计初初 步步确确定定地地基基处处理理方方法法技技 术术经经济济比比较较环环 境境保保护护要要求求提提 出出可可行行性性方方案案地地 基基处处理理的的范范围围与与指指标标建建 筑筑物物对对地地基基的的要要求求第11页/共56页2.4 2.4 地基处理施工过程与地基处理施工过程与 完工后的注意事项完工后的注意事项 2.4.1 施工人员必

6、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。第12页/共56页 3.3.水泥土搅拌桩复合地水泥土搅拌桩复合地基基 3.1 3.1 水泥土的形成 3.2 3.2 水泥土的物理力学性质 3.3 3.3 水泥土的应用 3.4 3.4 水泥土搅拌桩复合地基的设计 3.5 3.5 水泥土搅拌桩的施工第13页/共56页 3.1 3.1 水泥土的形成水泥土的形成 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。第14页/共56页3.1 3.1 水泥土水泥土 的的 形成形成第15页/共56页

7、 3.2 3.2 水泥土的物理力学性质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 3.2.1.1 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% 3.2.1.2 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 3.2.1.3 抗渗性 渗透系数K一般在10-710-8cm/ces第16页/共56页 3.2 3.2 水泥土的物理力学性质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 3.2.2.1 无侧限抗压强度 水泥土的无侧限抗压强度qu在0.34.0MPa之间，比原状土提高 几十倍乃至几百倍。 3

8、.2.2.2 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 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 3.2.2.4 变形特性 当qu=0.54.0MPa时，其50d后的变形模量相当于（120150）qu。第17页/共56页 3.3 3.3 水泥土搅拌桩的应用水泥土搅拌桩的应用 3.3.1 3.3.1 支护结构 重力式支护结构；止水帷幕；SMWSMW工法 3.3.2 3.3.2 地基加固 提高地基强度；控制沉降

9、；防止液化第18页/共56页支护结构水泥土墙第19页/共56页支护结构水泥土墙第20页/共56页支护结构水泥土墙第21页/共56页支护结构水泥土墙 第22页/共56页 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工工法施工 第23页/共56页 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工工法施工 第24页/共56页 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工工法施工 第25页/共56页 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工工法施工 第26页/共56页 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工法施工工 第27页/共56页 SMW（Soil Mixing

10、Wall）工法施工工法施工 第28页/共56页 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工工法施工 第29页/共56页 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工工法施工 第30页/共56页 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工法施工工 第31页/共56页 3.3 3.3 水泥土搅拌桩的应用水泥土搅拌桩的应用地基加固地基加固c)a)d)b)a)柱状布置；b) 壁状布置；c) 格栅状布置；d) 块状布置 第32页/共56页 3.3 3.3 水泥土搅拌桩的应用水泥土搅拌桩的应用地基加固地基加固第33页/共56页 3.4 3.4 水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩 复合地基的设计

11、复合地基的设计 3.4.1 3.4.1 设计原理 3.4.2 3.4.2 单桩容许承载力 3.4.3 3.4.3 复合地基承载力 3.4.4 3.4.4 下卧层地基强度验算 3.4.4 3.4.4 沉降计算 第34页/共56页3.4.1 3.4.1 设计原理设计原理 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 + + 桩端以下土的沉降第35页/共56页 3.4.2 3.4.2 单桩容许承载力单桩容许承载力 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0.30.4； 桩的周长(m

12、)； 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。 pcuaAfPppisipaqAlqUPaPcufpApUsiqilpq第36页/共56页 3.4.3 3.4.3 复合地基承载力复合地基承载力式中 复合地基容许承载力(kPa)； 桩间天然地基土容许承载力(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。SPaSPfmAPmf1/SPfSfm第

13、37页/共56页 3.4.4 3.4.4 下卧层地基强度验算下卧层地基强度验算 式中 假想实体基础底面压力(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的容许承载力(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容许 承载力(kPa)。fAAAfqAGAffssSsp11f GSAsqsfA1Af第38页/共56页 3.4.4 3.4.4 沉降计算沉降计算 水泥土桩复合地基的变形包括：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

14、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。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桩端以下未加固土层的压缩变形值可按分层总和法计算。和法计算。 第39页/共56页3.5 3.5 水泥土搅拌桩的施工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 第40页/共56页3.5 3.5 水泥土搅拌桩的施工水泥土搅拌桩的施工3.5.1 3.5.1 3263241

15、5GZB-600712524213232221134321812124第41页/共56页3.5 3.5 水泥土搅拌桩的施工水泥土搅拌桩的施工 3.5.2 3.5.2 施工工艺施工工艺 e)f)c)d)a)b)第42页/共56页3.5 3.5 水泥土搅拌桩的施工水泥土搅拌桩的施工 3.5.2 3.5.2 施工工艺施工工艺 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 重复提升搅拌第43页/共56页3.5 3.5 水泥土搅拌桩的施工水泥土搅拌桩的施工3.5.3 3.5.3 水泥掺量及外加剂水泥掺量及外加剂 水泥掺量水泥掺量 水泥掺入比（单位体积搅

16、拌桩中水泥与土的重量比） 一般为1216% 水灰比1：0.5 外加剂外加剂外 掺 剂作 用掺量（%）碳 酸 钠早 强0.2 0.4氯 化 钙早 强2 5三乙醇胺早 强0.05 0.2木质素磺酸钙减水、可泵0.2 0.5粉 煤 灰填充、早强50 80第44页/共56页3.5 3.5 水泥土搅拌桩的施工水泥土搅拌桩的施工3.5.4 3.5.4 水泥土搅拌桩施工要点水泥土搅拌桩施工要点. （1 1）复搅工艺）复搅工艺 确保搅拌均匀，必要时采用确保搅拌均匀，必要时采用“二喷三搅二喷三搅”工艺工艺 （干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。（干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。 （2 2）提升速度）提升速度喷浆

17、速度喷浆速度 提升搅拌速度不宜大于提升搅拌速度不宜大于0.5m/min0.5m/min； 提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长 喷浆均匀。喷浆均匀。 第45页/共56页4. 4. 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设计与施工中的若干问题 4.1 4.1 设计中的若干问题 4.2 4.2 施工中应注意的有关问题第46页/共56页4.1 4.1 设计中的若干问题设计中的若干问题 4.1.1 4.1.1 设计参数的取值 4.1.2 4.1.2 桩的长度- -桩径- -桩身强度关系 4.1.3 4.1.3 置换率与桩长的选取 4.1.4

18、 4.1.4 暗浜及回填土的处理 第47页/共56页4.1 4.1 设计中的若干问题设计中的若干问题 4.1.1 4.1.1 设计参数的取值 4.1.1.1 4.1.1.1 复合地基承载力 4.1.1.2 4.1.1.2 、 、 、 等参数的影响因素 siq第48页/共56页4.1.1 4.1.1 设计参数的取值 4.1.1.1 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。第49页/共56页4.1.1 4.1.1 设计参数的取值 4.1.1.2 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siqsiq第50页/共56页4.1 4.1 设计中的若干问题设计中的若干问题 4.1.2 4.1.2 桩的长度- -桩径- -桩身强度关系 桩的长