5.3水泥土攪拌法
5.3.1基本知識(shí)
5.3.1.1基本概念
水泥土攪拌法分為深層攪拌法(簡(jiǎn)稱濕法)和粉體噴攪法(簡(jiǎn)稱干法)。
水泥土攪拌法是利用水泥等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機(jī)械，就地將軟土與固化劑(漿液或粉體，其中漿液適用于深層攪拌法；粉體適用于(粉體噴攪法)強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有一定整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基承載力和減小沉降量及其他特征變形，以及作為基坑的防滲帷幕、重力式擋土墻。深層攪拌法可在土中形成水泥土樁、格柵或地下連續(xù)墻，處理深度可達(dá)8~12米。
【15】水泥土攪拌法分為干法和濕法兩種，其中干法是指( )。
A、深層攪拌法；
B、粉體噴攪法；
C、水位以上水泥土夯實(shí)樁法；
D、噴粉后加水法；
答案：B
5.3.1.2適用范圍
水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0％(黃土含水量小于25％)大于70％或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用干法。
用于處理泥炭土、有機(jī)質(zhì)土塑性指數(shù)Ip大于25的黏土、地下水具有腐蝕性時(shí)以及無工程經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，必須通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。冬季施工時(shí)應(yīng)注意負(fù)溫對(duì)處理效果的影響。
5.3.2加固機(jī)理
水泥土攪拌法加固機(jī)理包括對(duì)天然地基土的加固硬化機(jī)理(微觀機(jī)理)和形成復(fù)合地基以加固地基土、提高地基土強(qiáng)度、減少沉降量的機(jī)理(宏觀機(jī)理)。
5.3.2.1水泥土硬化機(jī)理(微觀機(jī)理)
當(dāng)水泥漿與土攪拌后，水泥顆粒表面的礦物很快與黏土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，在顆粒間形成各種水化物。這些水化物有的繼續(xù)硬化，形成水泥石骨料，有的則與周圍具有一定活性的黏土顆粒發(fā)生反應(yīng)。通過離子交換和團(tuán)?；饔檬馆^小的土顆粒形成較大的土團(tuán)粒；通過硬凝反應(yīng)，逐漸生成不溶于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，從而使土的強(qiáng)度提高。此外，水泥水化物中的游離Ca(OH)2能吸收水中和空氣中的CO2，發(fā)生碳酸化反應(yīng)，生成不溶于水的CaCO3，這種碳酸化反應(yīng)也能使水泥土增加強(qiáng)度。通過以上反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有一定整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土。
5.3.2.2復(fù)合地基加固機(jī)理(宏觀機(jī)理)
通過圖5.3-1所示的施工機(jī)械，在土中形成一定直徑的樁體，與樁間土形成復(fù)合地基承擔(dān)基礎(chǔ)傳來的荷載，可提高地基承載力和改善地基變形特性。有時(shí)，當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱、地基承載力和變形要求較高時(shí)，也采用壁式加固，形成縱橫交錯(cuò)的水泥土墻，形成格柵形復(fù)合地基。甚至直接將擬加固范圍內(nèi)土體全部進(jìn)行處理，形成塊式加固實(shí)體。
【16】水泥土攪拌法的加固機(jī)理包括()
A、水泥土硬化機(jī)理；
B、復(fù)合地基加固機(jī)理；
C、置換作用；
D、擠密作用；
答案：A、B
5.3.3設(shè)計(jì)
5.3.3.1設(shè)計(jì)必須資料
工程地質(zhì)勘察應(yīng)查明填土層的厚度和組成，軟土層的分布范圍、含水量和有機(jī)質(zhì)含量，地下水的侵蝕性質(zhì)等。深層攪拌設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行擬處理土的室內(nèi)配比試驗(yàn)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)擬處理的最軟弱層軟土性質(zhì)，選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量，為設(shè)計(jì)提供各種齡期、各種配比的強(qiáng)度參數(shù)。對(duì)承受豎向荷載的水泥土強(qiáng)度宜取90d齡期試塊的立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值；對(duì)承受水平荷載的強(qiáng)度宜取28d齡期試塊的立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值。
5.3.3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容
1 水泥摻量
水泥土攪拌法處理軟土的固化劑宜選用強(qiáng)度等級(jí)為32.5級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥。水泥的摻量除塊狀加固時(shí)宜為被加固土質(zhì)量的7％~12％外，其余宜為12％~20％。濕法的水泥漿水灰比可選用0.45~0.55。
2 外摻劑
外摻劑可根據(jù)工程需要選用具有早強(qiáng)、緩凝、減水、節(jié)省水泥等性能的材料，但應(yīng)避免污染環(huán)境。外摻劑主要有木質(zhì)素磺酸鈣、石膏、磷石膏、三乙醇胺等。木質(zhì)素磺酸鈣是一種減水劑，試驗(yàn)表明，它對(duì)水泥土強(qiáng)度影響不大，石膏和三乙醇胺對(duì)水泥土的強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，水泥~磷石膏對(duì)大部分軟黏土來說是一種經(jīng)濟(jì)有效的固化劑，一般可節(jié)省水泥26％。
3 置換率與加固深度
置換率指被加固土面積與擬加固場(chǎng)地面積的比率，主要取決于設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力大小。豎向承載的攪拌樁的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)承載力和變形的要求確定，并宜穿透軟弱土層到達(dá)承載力相對(duì)較高的土層；為提高抗滑穩(wěn)定性而設(shè)置的攪拌樁，其樁長(zhǎng)應(yīng)超過危險(xiǎn)滑弧以下2m。此外，濕法的加固深度不宜大于20 m，干法不宜大于15m，水泥攪拌樁的樁徑不應(yīng)小于500 mm。
5.3.1基本知識(shí)
5.3.1.1基本概念
水泥土攪拌法分為深層攪拌法(簡(jiǎn)稱濕法)和粉體噴攪法(簡(jiǎn)稱干法)。
水泥土攪拌法是利用水泥等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機(jī)械，就地將軟土與固化劑(漿液或粉體，其中漿液適用于深層攪拌法；粉體適用于(粉體噴攪法)強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有一定整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基承載力和減小沉降量及其他特征變形，以及作為基坑的防滲帷幕、重力式擋土墻。深層攪拌法可在土中形成水泥土樁、格柵或地下連續(xù)墻，處理深度可達(dá)8~12米。
【15】水泥土攪拌法分為干法和濕法兩種，其中干法是指( )。
A、深層攪拌法；
B、粉體噴攪法；
C、水位以上水泥土夯實(shí)樁法；
D、噴粉后加水法；
答案：B
5.3.1.2適用范圍
水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0％(黃土含水量小于25％)大于70％或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用干法。
用于處理泥炭土、有機(jī)質(zhì)土塑性指數(shù)Ip大于25的黏土、地下水具有腐蝕性時(shí)以及無工程經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，必須通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。冬季施工時(shí)應(yīng)注意負(fù)溫對(duì)處理效果的影響。
5.3.2加固機(jī)理
水泥土攪拌法加固機(jī)理包括對(duì)天然地基土的加固硬化機(jī)理(微觀機(jī)理)和形成復(fù)合地基以加固地基土、提高地基土強(qiáng)度、減少沉降量的機(jī)理(宏觀機(jī)理)。
5.3.2.1水泥土硬化機(jī)理(微觀機(jī)理)
當(dāng)水泥漿與土攪拌后，水泥顆粒表面的礦物很快與黏土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，在顆粒間形成各種水化物。這些水化物有的繼續(xù)硬化，形成水泥石骨料，有的則與周圍具有一定活性的黏土顆粒發(fā)生反應(yīng)。通過離子交換和團(tuán)?；饔檬馆^小的土顆粒形成較大的土團(tuán)粒；通過硬凝反應(yīng)，逐漸生成不溶于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，從而使土的強(qiáng)度提高。此外，水泥水化物中的游離Ca(OH)2能吸收水中和空氣中的CO2，發(fā)生碳酸化反應(yīng)，生成不溶于水的CaCO3，這種碳酸化反應(yīng)也能使水泥土增加強(qiáng)度。通過以上反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有一定整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土。
5.3.2.2復(fù)合地基加固機(jī)理(宏觀機(jī)理)
通過圖5.3-1所示的施工機(jī)械，在土中形成一定直徑的樁體，與樁間土形成復(fù)合地基承擔(dān)基礎(chǔ)傳來的荷載，可提高地基承載力和改善地基變形特性。有時(shí)，當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱、地基承載力和變形要求較高時(shí)，也采用壁式加固，形成縱橫交錯(cuò)的水泥土墻，形成格柵形復(fù)合地基。甚至直接將擬加固范圍內(nèi)土體全部進(jìn)行處理，形成塊式加固實(shí)體。
【16】水泥土攪拌法的加固機(jī)理包括()
A、水泥土硬化機(jī)理；
B、復(fù)合地基加固機(jī)理；
C、置換作用；
D、擠密作用；
答案：A、B
5.3.3設(shè)計(jì)
5.3.3.1設(shè)計(jì)必須資料
工程地質(zhì)勘察應(yīng)查明填土層的厚度和組成，軟土層的分布范圍、含水量和有機(jī)質(zhì)含量，地下水的侵蝕性質(zhì)等。深層攪拌設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行擬處理土的室內(nèi)配比試驗(yàn)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)擬處理的最軟弱層軟土性質(zhì)，選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量，為設(shè)計(jì)提供各種齡期、各種配比的強(qiáng)度參數(shù)。對(duì)承受豎向荷載的水泥土強(qiáng)度宜取90d齡期試塊的立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值；對(duì)承受水平荷載的強(qiáng)度宜取28d齡期試塊的立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值。
5.3.3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容
1 水泥摻量
水泥土攪拌法處理軟土的固化劑宜選用強(qiáng)度等級(jí)為32.5級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥。水泥的摻量除塊狀加固時(shí)宜為被加固土質(zhì)量的7％~12％外，其余宜為12％~20％。濕法的水泥漿水灰比可選用0.45~0.55。
2 外摻劑
外摻劑可根據(jù)工程需要選用具有早強(qiáng)、緩凝、減水、節(jié)省水泥等性能的材料，但應(yīng)避免污染環(huán)境。外摻劑主要有木質(zhì)素磺酸鈣、石膏、磷石膏、三乙醇胺等。木質(zhì)素磺酸鈣是一種減水劑，試驗(yàn)表明，它對(duì)水泥土強(qiáng)度影響不大，石膏和三乙醇胺對(duì)水泥土的強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，水泥~磷石膏對(duì)大部分軟黏土來說是一種經(jīng)濟(jì)有效的固化劑，一般可節(jié)省水泥26％。
3 置換率與加固深度
置換率指被加固土面積與擬加固場(chǎng)地面積的比率，主要取決于設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力大小。豎向承載的攪拌樁的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)承載力和變形的要求確定，并宜穿透軟弱土層到達(dá)承載力相對(duì)較高的土層；為提高抗滑穩(wěn)定性而設(shè)置的攪拌樁，其樁長(zhǎng)應(yīng)超過危險(xiǎn)滑弧以下2m。此外，濕法的加固深度不宜大于20 m，干法不宜大于15m，水泥攪拌樁的樁徑不應(yīng)小于500 mm。