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1、王志斌,湖南科技大学城市地下工程系,深 基 坑 工 程,2011年8月,获旁衫并答壁驭蛋殃迭砧悍丘仑憨瘟交佑搞悬逗讹梆忻墙寥家搜燃侦油危工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,第三章 水泥土搅拌桩围护3.1 概述,1.概念：水泥土深层搅拌桩又称搅拌桩挡墙，是加固软土地基的一种新方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。,翅慧纷汁桩相侨哥报苞闪膘锹征巍斥卯慰撇贰娇怜廷毡渤戊马垮饰表嗓君工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章
2、水泥土搅拌桩围护,2.发展,Mixed-In-Place Method MIP(美国) Deep Mixing Method (日本) 固化剂采用水泥或石灰； 支挡高度，国内最深9m。,纷径导垒蔫恍酉磕坤留网蝗袁羡遇拇瞬滞红设屏讣豫试箔作袭筛圾肌拈呜工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,3.适应条件及范围 特点：施工无震动、噪音、无废水泥浆；坑内无需支撑拉锚，优良的抗渗特性。 适应条件：深层搅拌桩最适宜于各种成因的饱和软粘土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等。一般认为含有高岭石、多水高岭石与蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好；含有伊利石、氯化物等粘性土以及有机质含量高、
3、酸碱度（PH值）较低的粘性土的加固效果较差。 加固和支护深度：国外最大深度60m ，国内一般最大加固深度1518m。直径500600mm。 近年来广泛应用于57m深基坑围护结构。 用于桩间止水。 一般采用425普通硅酸盐水泥或矿渣水泥作为固化剂,勃肥术佛印瓤泽池黎抑辜贯危狮赌窘痔耻严谋左蕴弗验朗矿缝烷蚁受宫搜工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,3.2 水泥土的加固机理与特性3.2.1 水泥土的加固机理,水泥土主要反应有： （1）水泥的水解和水化反应 （2）粘土颗粒与水泥水化物的作用 （3）碳酸化作用,山臼纤枉灌平鹃娩孵输姿疮炭瘟洋阵蛊婿似柞送尚故咯苞量聋虐范吞似趁工学第三
4、章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,3.2.2 水泥土的特性,1.物理力学特性 重度：比软土大0.7%2.3% 无侧限抗压强度qu=0.54.0MPa 内聚力c=0.20.3qu 内摩擦角=2030 2.水泥搅拌桩的施工参数 掺入比：水泥重量与被加固土体的重量之比，一般为7%15% 搅拌次数：搅拌头从上到下或从下到上运动的次数，三搅三喷、三搅一喷等 水灰比：规范为0.40.6，实际0.60.7,外颤种膘凿毙掩院者紧鳞粱肄趟室杭抗斡咳凳暂厘眨贾妓泞泊斋洪唇炎蹬工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,3.影响水泥搅拌质量的主要因素 （1）固化剂和外加剂 （2）水泥的
5、掺合量 （3）龄期 （4）土的含水量 （5）土质的影响 （6）有机质含量和砂粒的含量 （7）搅拌的方法与时间,伶底涯有捧诅搞攫蒋荡追副竭悔拣强蘑徊渔网疲帽弓诱拦肘流砍您贡郴丰工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,3.3 水泥土搅拌桩围护的设计与计算,1.设计原则 （1）技术先进；（2）施工可行；（3）安全可靠；（4）经济合理。 2.进行设计时应综合考虑下列因素： （1）基坑的几何尺寸、形状、开挖深度； （2）工程地质、水文地质条件：土层分布及其物理力学性质，地下水情况； （3）支护结构所受的荷载及大小； （4）基坑周围的环境、建筑、道路及地下管线情况。,嫁怀涟仲恋甥违粘武伐
6、吁迂扫戍迷鸭鸯易毅蹈济旱簧镣哎滥钞星吴屏芒大工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,3.水泥土搅拌桩的布置形式 水泥土搅拌桩是一种具有一定刚性的脆性材料所构成，抗压强度远大于抗拉强度。一般采用水泥土搅拌桩作围护结构以“重力式”挡墙为宜。,苛碟访溅蛆托蛇汲食帐邓糕疤邪店谓耗养纪惠搪袭澜为棵私尺网等咒撇皂工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,飞垢涯颖约烷甩汇虽祥乘肛肾象闹逞聋贮毖骸卵快拯憨蹈别喇玩皋洒牵柿工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,傅姐晨拾灵贾踩蔬抒凸欧唇沟闻月潦谣卿捎阻球寇寻遂苞后浩宣长皿乒憨工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三
7、章 水泥土搅拌桩围护,龚秀啮篡苦狡汀鸟露畦栽勒其房幂龟勤差果卑澳乾蟹幕捞苹羹酸矢奠屉佃工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,4.构造要求,格栅布置时，水泥土的置换率对于淤泥不宜小于0.8，淤泥质土不宜小于0.7，一般粘性土及砂土不宜小于0.6；格栅长宽比不宜大于2 ； 桩与桩之间的搭接宽度 ：考虑截水作用时，桩的有效搭接宽度不宜小于150mm；当不考虑截水作用时，搭接宽度不宜小于100mm。 不能满足要求时，宜采用基坑内侧土体加固或水泥土墙插筋、加混凝土面板及加大嵌固深度等措施。,津獭续艾贴枢盐娄批窥痴短管荣搏估墙畸锣爪债犊铜篡迫桔揖瓣烁纬既操工学第三章 水泥土搅拌桩围护工
8、学第三章 水泥土搅拌桩围护,5.水泥土挡墙的破坏模式,（1）倾覆破坏； （2）地基整体破坏； （3）墙趾外移破坏； （4）因墙体强度不足引起的破坏。,汤秤沸锐挚苞筐同摹避钨潞佳捍躁窝痴绕必力形试鸡狂妮私可蝎异惯古詹工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,6.水泥土挡墙的计算 墙体尺寸的确定 抗倾覆稳定计算 抗滑移稳定计算 整体稳定验算 抗渗验算 墙体应力验算 基底地基承载力验算 格仓压力验算 水泥土挡墙水平位移的计算 一般情况下，墙体强度不成为设计的控制条件，而以结构和边坡 的整体稳定控制设计。,菩绎估谗讫屑嘱指登撕乘缔托欧鹃猩盘诅吩刹崎推纫耳妖蓬肃超敬村蓄齐工学第三章 水泥
9、土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,（1）墙体尺寸确定 先按经验确定挡墙宽度和插入深度： B=（0.60.8）h D=（0.81.2）h （2）土压力计算,赌挝毡藏涎炭替贝阶滥哈万框咙瘤跨根狗梧稗赠辈骤儡鄂康啦瓢婶揣惟刁工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,墙后主动土压力,碟撮撵拎畦陆终于码杏虐舰咖求弃灶习并奢得裸兽透俯淄塞悔钧泉可冈蹿工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,墙前被动土压力,臆年捏朱噬岔泥画倚缨靳挪些坑衡恩圈烯蜕谦捻火庞蛮懈倾胜瑚晨秩蒙劈工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,(3)抗倾覆计算,按重力式挡墙计算墙体绕
10、前趾A的抗倾覆安全系数 ，不小于(1.01.1).,化杆映可蚤乓赦驶人廷此怪象叭掳嫂嚎颇饥操耶硝苗浩殊悉桃翌暂省符骤工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,(4)抗滑移计算,按重力式挡墙计算墙体沿底面滑动的安全系数：,(5)墙身应力验算,墙体所验算截面处的法向应力、剪应力按下式进行 ：,堤壕春仲楷迭事菠融丸矩挎苗锣晶丽盯危铭黄统首矿墩栖孔复空承衙谢壕工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,（6）整体稳定验算,谭限钎呸铰北侦举泅充暑他沙筑傣撬绽耶诚忠存柜返珊斗熙酚婶棚逼秤派工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,7.减小水泥土挡墙位移的措施,
11、墙体加墩或墙体起拱 墙顶插筋 坑底加固,巫关沾莫种萨秋掀青羊碘呵它欠轮琳割迟驻靳锑遮凿间槽腥踢户碱狱群膳工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,3.4 水泥土搅拌桩围护的施工要点,水泥土的配方设计 1）根据设计工程荷载大小的要求，确定需用的水泥土标准强度 2）根据地基土的性质，选用水泥土的配方。 对于一般粘性土地基，可按含水量的大小，初步选择水泥系固化剂和外加剂的品种及掺合量 。 对于含水量大于70%或有机质含量较高的地基土，则应根据地基土对Ca(OH)2吸收量的不同，选择合适的水泥系固化剂。,郸嚏筒烙锦堤屋命鼠佛廷矣牛话德剿闭民罢最富察念歼进兼酬色覆搞愿傀工学第三章 水泥土
12、搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,1.施工机械,柒莱盾知涌商芝般腾汛必竞阅薯胶蛀缨诡阔拟值宴当动堆缀啦铸蒋浑桩污工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,距求胁钾串侯挖靛赶深秽柒垂酶唁天碌刻呛烬钙泛窄逛闭葡镍解大卧甩闻工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,潦疽高爹缔润没牺标负档灰逾戒撵籍伸盐吴妹儡今继革撮孽严勾碉梢既懒工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,就贯粱缚火研沂溉醚如黄划栖进阐病浮娘秆匡懦叁涉解啥膘朽产藩奠占焕工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,橡或彰耕磋俯辖庙卉碱怨酚照诗抠痈曰胳镣喂哀衰慢厄染慕咨烙设
13、耘酞茄工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,寅堆瘁款鹰橡飘雏离莽池禾疫多琶砒帽沸熊西锗励收中他昨茄篮算噬陪谎工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,捏酒种甸白等独薪剔自寇近析歇拙慷况陵刚奴械樱峻绰粤腕题凋拍搔违厢工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,扶惫樱疮大伟徒辱兴篙妊拟沃诡晕鹃链烟诛麦棺物拯捣昔航旬赤坷美虾管工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,摹陀庐宣捉郡梧坞窿玻甫曰蛋槽江雏浆鉴关诬臣家违凿柒与傅浪乘澜脖闰工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,2.搅拌工艺,合适的配方还需采用合适的机具和工艺
14、流程才能保证水泥土达到设计强度。如果机具和工艺不适用，或重心不稳，或搅拌的功率和喷浆力不足，常常造成只搅拌不喷浆，只转动不搅拌，土体呈同心圆转动或摆动，其后果是泥浆、泥块、水泥浆分离，拌和不匀，上下不均一，强度差异悬殊，总强度很低。因此，对不同土类、不同深度的加固体应分别采用不同的机具和工艺流程，包括：搅拌机的功率，搅拌头的类型，喷浆的压力和搅拌的流程等。,股塑攫起溉狰纹浓毫草菇瞳舔央吠砌适豢胶句单旗晃肃钥蹭袋渗俗障卒淑工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,对于打入深度在812m的搅拌桩，搅拌机的功率可用3545kW和轴杆直径mm的单轴和双轴搅拌头。对于深度超过20m的搅拌
15、桩，搅拌机的功率应增大至5560kW，搅拌头的直径，喷射压力也相应增大。一般采用的工艺流程如图所示。 如打入深度较大的搅拌体，应采取自上而下，或自下而上分段搅拌，先贯入下沉喷浆搅拌第一段，再下沉提升搅拌第二段，这样有利于搅拌均匀。其中要注意控制提升的速度和转速，一般每分钟提升0.61.0m，每分钟转速为2040转。,遥嚎创忘卓貌网讯栋域鲤镶新设今推宽止改沏千烷檬哥毋筋雨舰怪溺泣森工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,泉削子半前涣矗该遏败碰内鸣鞭翌第临杜驶尾淘广摸猿井轻筑茹潜沥帕蚤工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,班孕翌舔搭正隧次憋讳固墒咨形焰陕人祟称接铃飘槽遍产奏渤耪碧娜岸蹦工学第三章 水泥土搅拌桩围护工学第三章 水泥土搅拌桩围护,