建筑与政地基基础强力搅拌法就地固化土配合比设计、硬壳层承载力计算

1、附录A强力搅拌法就地固化土配合比设计A.0.1 材料1固化剂按化学成分可分为无机型固化剂有机型固化剂及复合型固化剂等；工程应用前，应进行 室内试验，以确定其适用性，并应符合以下规定：1）常用的无机固化剂有水泥、粉煤灰、石灰、石奇、矿渣微粉等；无机固化剂宜 适用于无特殊要求常规软弱土的加固处理。2）常用的有机固化剂有高聚类离子固化剂、有机酶蛋白固化剂、酸基化合物固化 剂等；除特殊要 求外，较少单独使用有机困化材料对软弱土进行加固处理；有 早强要求或用于特殊土体等时可采用部分有机固化材料。3）常用的复合固化剂有水泥类+有机类等；复合固化剂宜适用于含腐殖质或有机 质土等特殊软弱土。2固化剂原材料按形

2、态可分为液体状和固体粉状两大类，并应符合以下规定：1）固化剂的技术性能指标应符合土壤固化外加剂（CJ/T 486 ）的规定；2）液体状固化剂应参照相应规范进行溶液中固体物含量测定，其溶液的固体杂质 含量不得大于3%,不得有沉淀或絮状现象；固体状固化剂应按照相应规范进行 固化剂的细度测定，0. 074mm标准筛筛余量不得超过 15%3）固化剂类型应根据土质情况通过室内试验合理选择。3 外掺剂主要是指针对不同环境和要求，按一定比例与固化剂一同掺入，起促进或抑制作用的材料，如早强剂、稳定剂、缓凝剂、减水剂等。其掺入量可通过试验或工程经验确定， 具体要求可参考土壤固 化外加剂（CJ/T 486）和混凝

3、土外加剂应用技术规范（GB50119） 中相关规定。4 人和牲畜的饮用水或自来水均可使用，特殊情况才可采用工程现场用水，且水的pH值不小于6。A.0.2配合比设计1 就地固化土配合比设计应符合以下规定：1）设计采用阶段配合比设计。初步设计阶段可参照以往工程经验和本指南的相 关规定，合理确定固化剂类型和掺入量；施工图设计阶段宜进行现场取样分析， 根据不同的工程要求，通过室内配合比试验确定固化剂种类及其掺入量并确定 固化土的各项设计技术参数；2）设计确定的固化土配合比和设计参数，在施工阶段施工单位应进行现场试验， 通过试搅和试拌进行验证、优化和动态设计。2就地固化土配合比设计的具体要求如下：1）对

4、原样土进行取样试验，明确土体含水率、液塑限、压缩模量、有机质含量及 其他相关指标；2）根据以往工程经验和本指南规定，合理确定固化 材料，明确施工方法，并符合以下规定：固化剂、外掺剂和水应符合本附录A的相关要求，外加土应取代表性试样， 进行含水率、密度等必要试验，掌握土的基本物理力学性能指标以 及化学性质等；固化剂的掺入量、主要成分，应结合当地原材料情况、土质情况、地基承载力设计要求确定，并结合类似的工程经验确定固化剂配合比基准 值，湿法施工时应确定水灰比。根据工程经验，采用水泥系、石灰系等固化剂时，固化剂配合比基准值宜取 5% 10%湿法施工时，其水灰比宜取0.50.9 ; 固化土配合比设计时

5、间化剂的掺入量可参照表L.0.2执行；表中固化剂掺入百 分比=固化剂质量/原状湿土质量；其他固化剂指的是粉煤灰、石灰或矿渣微 粉等，并添加少量稳定剂；表中掺人量百分比为不同含水率、不同设计强度时 固化剂掺入量的参考估算值，实际应用中，当土体含水率等土的性质情况发生 变化时，掺入量和固化剂的种类也应按设计要求或现场试验情况进行调整；采用湿法施工，水泥以浆液形式掺入时，水泥掺入量在表的基础上增加1个百分点；若所处理土为有机质含量较高的有机质土，则考虑添加石灰，或将水泥改为石灰等固化剂，或添加部分有机固化剂，具体掺入量根据试验确定。表L.0.2固化剂掺入量参考一览表28d无侧限抗压强度（KPa原状土

6、含水率（为5060708090固化剂掺入量百分比（）水泥其它固化剂水泥其它固化剂水泥其它固化剂水泥其它固化剂水泥其它固化剂30123201223301401501.523212235313412802233013134135011002343123354355141303023343015015451603244024235236022003564244465466343）就地固化配合比试验应符合以下规定：配合比试验时，至少应采用三个不同的 配合比，其中一个配合比应为基准值，另外两个配合在基准值的基础上分别增 加和减少12个百分点。试件制备以及相关试验方法可参照公路土工试验 规程（JTG E4

7、0）等进行，并符合以下规定：固化剂成分掺入量一般以原状土 干密度或湿密度为基准进行计算；对于就地固化浅层处理和就地固化硬壳层复 合地基的固化土配合比，应进行固化土7d、14d和28d无侧限抗压强度试验；对于就地固化土资源化利用的填料，应进行固化土 28d和90d无侧限抗压强度、最优含水率、最大干密度和承载比CBR等试验。根据设计要求和就地固化现场对周边重要水源和农作物等环境的影响程度，确定是否需要对固化土的浸出液 进彳T pH值等污染物测试，具体测试方法可参照 土壤pH值的测定（NY/T1377） 和危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB 5085. 3 ）相关内容。4）配合比的调整和确定应符合以

8、下规定：根据不同工程要求的固化土元侧限抗压 强度和最优含水率、最大干密度和承载比CBR等室内试验成果，结合工程实际初步确定固化土最佳配合比，确定固化土材料、掺入量和强度等技术要求；不 符合设计要求的应重新进行配合比设计；配合比设计报告应包括原样土基本物 理和化学性质、固化材料的类型、掺入量和固化土的设计技术参数检验结果等。附录B强力搅拌法就地固化硬壳层承载力计算B.0.1就地固化硬壳层双层地基表面承载力计算就地固化浅层加固软基时，表面承载力计算可参照就地固化硬壳层双层地基承载力计算方法确定。主要根据荷载的影响深度dmin与就地固化处理厚度 H之间的关系，来确定滑动面的位置，进而通过极限平衡法获

9、得地基承载力极限值；荷载影响深度可根据建筑地基基础设计规范（GB50007）相关规定进行计算。1 当dmin H时，按照均质地基处理。2 当dmin H时，根据就地固化处理范围与主动土压力区域的关系，确定滑移线的形状，分别计算粘聚力引起的地基承载力与地基土自重引起的承载力，具体分以下两种情况进行。， 一 B，1）当dmax H -tan -时，主动土压力区域处于就地固化处理厚度范围 24 2之内，滑移线简图如图I.0.1-1 所示，并结合太沙基理论整体剪切模式，给出了滑移线（螺旋线）计算公式（式 M.0.1-1 ）:r r0exp tan x （M.0.1-1）式中：r0=AF。图M.0.1-

10、1 滑移线简图粘聚力引起的承载力Qi按式I.0.1-2 计算：q =M_M2_M2 (M.0.1-2 )8式中：Mi 0 cr；d:00r22dtantan tan 0 H.3%r0eJ2rOee °,=sin 一r°e42M2OC2P1其中，P 1qu1 tan22cot 一 4H 2M3Pb.%EQEQ H其中，Pb12cot 一 4，Pb22c0 tan,EQ=r°etan 2esin 4地基土自重引起的承载力M.0.1-3计算:qu2tan2 iHH2 tan2H2 tan2EZH tan2H 0EZtan2r2sincos x1Hrsinsincos x

11、01Hrsinsincos x(M.0.1-3B.2)当 dmax tan 24 2时,主动土压力区域超过就地固化处理厚度，滑移线简图如图 M.0.1-2所示。图M.0.1-2滑移线简图粘聚力引起的承载力Qi按式M.0.1-4计算:qu1 =2，-，Mi H cot 2cotan 一4 24B2h82022一 tan2EZ EZ H2地基土自重引起的承载力q晶式m.0.1-5计算:2CFcH tan 2c)CF - H tan -4 224CF CF H tan2 24 2其中:122H2tan22EZqui=-2 tanH tan2iHH2 tan2CFtan2r sin0 H- cos x

12、A-7：2tan°CF2r sin Htan2（M.0.i-4）2cf. 2H0EZ tan 一 22sincos x式中:c就地固化处理后土体粘聚力（kPa）；就地固化处理后土体内摩擦角（。）令就地固化处理后土体粘聚力（kPa）;0就地固化处理后土体内摩擦角（° ）以上两种情况下，均给出了粘聚力引起的承载力qu1和地基土自重引起的承载力qu2的计算公式，最终地基极限承载力qu按式M.0.1-6计算:qu=qu1 qu2 （M.0.1-6 ）B.0.2下卧层表面附加应力的确定依据应力扩散理论计算，具体计算按本标准正文13.5.2中4规定执行。B.0.3就地固化硬壳层复合地基

13、承载力1 就地固化硬壳层柔性桩复合地基1）柔性桩复合地基初步设计阶段，就地固化硬壳层柔性桩复合地基承载力可进行简化计算，计算简图如图M.0.3所示，其中图a）为就地固化硬壳层柔性桩复合 地基结构形式，图b）为简化后复合地基结构形式。 简化后复合地基承载力验算 时可分步进行；2） h1深度处荷载，即下部复合地基表面附加应力Ph1,可根据应力扩散进行计算；3）复合地基单桩承载力，可通过桩体材料强度或者桩体侧摩阻力进行计算：根据桩体材料强度，按式 M.0.3-1计算：Ra= fcuA）（M.0.3-1 ）式中：Ra单桩承载力（kN）;桩体材料强度折减系数；fcu 桩体材料强度（kPa）;桩体截面积（

14、itf）A心就地固注棘克乂柔忤班发仃地里h）计叫循化作泣叫:A 柔性虹轮长f ft!IK： 吊:化片1稠忖k%” 一荷化后*i濯度球平上将4t【陋h根据桩体侧摩阻力，按式 M.0.3-2计算:nRa=Up qsilpii 1pqpAp (M.0.3-2 )式中：Ra单桩承载力（kN）;Up 桩周长（m）； pq si第i 土层桩体侧摩阻力特征值（kPa）;1 pi 第i十层厚度（m）； pp桩端阻力发挥系数;pqp 桩端阻力特征值（kPa）;Ap桩体截面积（itf）。复合地基单桩承载力确定：取通过桩体材料强度和桩体侧摩阻力计算获得的单桩承载力的较小值。4）复合地基单桩承载力，可按式 M.0.3-3计算：Ra,fspk=m1mfsk（M.0.3-3 ）pA式中：fspk复合地基表面承载力（kPa）;单桩承载力发挥系数；m 面积置换率；Ra 单桩承载力（kN）;Ap桩体截面积（itf）桩间土承载力发挥系数；fsk 桩间土承载力特征值（kPa）。复合地基表