1、地 基 处 理 Ground treatment of building,周小龙 讲师 Tel：18186487977 QQ：80777113,化学固结法,一、概 述,第十章 水泥土搅拌法,1、概念,水泥土搅拌法是指：利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂(材料) ，通过特制的搅拌机械(工具)，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌(施工方法)，由固化剂和软土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水泥加固土(结果)，从而提高地基强度和增大变形模量(目的)的处理方法。,2、施工分类,3 适用土质类型与加固深度,根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥
2、浆搅拌(湿法)和粉体喷射搅拌(干法)两种。前者是用水泥浆和地基土搅拌；后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。,水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。,4、条件限定,1）地基土的天然含水量小于30(黄土含水量小于25)、大于70或地下水的pH值小于4时不宜采用干法；冬期施工时，应注意负温对处理效果的影响； 2）湿法的加固深度不宜大于20m；干法不宜大于15m。水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm； 3）对泥炭土有机质土塑性指数Ip大于25的粘土地下水具有腐蚀性时、无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其运用性 4）室内试
3、验表明: 含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的这类软土加固效果较好；含有伊犁石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度(pH值)较低的粘性土的加固效果较差。,5 适用的工程对象,深层搅拌法可用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性，适用于以下情况。,1) 市政工程、铁路、高速公路及工业与民用建筑等厚层软粘土地基的加固；厂房内具有地面荷载的地坪(如金属材料堆场)、高填方路堤下的基层等；2) 进行大面积地基加固，以防止港口、码头、岸壁的滑动、深基坑开挖时边帮坍塌、坑底隆起和减少软土中地下构筑物的沉降等；3) 海中(水中)的堤类地基。可作为地下防渗墙以阻止地下渗
4、透水流；可对桩侧或板桩背后的软土加固，以增加侧向承载能力。,7 水泥土搅拌法的主要优点,6 水泥土加固体的主要作用,水泥土搅拌法形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基、基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕、大体积水泥稳定土等。,1)可针对不同工程特性的地基土及工程设计要求灵活选用固化剂及配方。具有设计灵活的特点； 2)搅拌时，对地基侧向挤出影响细小。 对周围建筑影响小； 3)施工对环境影响小(无振动、无噪音、无污染)。 适于集市及密集度建筑区作业；,4) 能使原土得到有效利用； 5) 加固后重度变化小。 软弱下卧土层附加沉降小； 6) 与钢筋混凝土桩相比，工程造价低(不仅大量利用了原地
5、基土，水泥、石灰等固化剂用量也相对较小)。经济； 7) 可以根据上部结构需要，可以灵活采用柱状、壁状、格栅状及块状等加固型式。 加固型式具多变性与灵活性； 8) 加固深度从数米数十米。适用于不同级别的建筑。 9) 当采用干法时，无须向地基中加水，并可吸收周围软土中的水分。 使加固后，地基的初期强度便较高；,三轴水泥搅拌机,软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理，集中体现在水泥加固土(简称水泥土)的物理化学反应过程中。水泥加固土与混凝土的硬化机理有所不同：混凝土的硬化主要是水泥在粗填充料(即比表面不大、活性很弱的介质)中进行水解和水化作用，所以凝结速度较快；而在水泥加固土中，由于水泥的掺量很小(仅
6、占被加固土重的1015)，水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质土的围绕下进行，所以硬化速度缓慢且作用复杂。,二、加固机理,水泥加固土强度增长的过程也比混凝土缓慢。,1、水泥的水解与水化反应,1) 普通水泥的主要成份及特点,普通硅酸盐水泥的主要组份是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、SO3 等，并由这些不同的氧化物分别组成不同的水泥矿物：硅酸三钙(3CaOSiO2)决定水泥早期强度，四个星期内、硅酸二钙(-2CaOSiO2)产生水泥后期强度, 四星期后开始发挥强度作用,一年左右达到硅酸三钙四个星期时的强度作用、铝酸三钙(3CaOAl2O3)水化速度快，促进早期凝结, 对水泥1至
7、3天内的强度起一定作用，铁铝酸四钙(4CaOAl2OFe2O3)也促进早期强度，但强度较低与硫酸钙(CaSO4)等；,2) 水泥加固软土时的水解与水化反应,用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应，生产氢氧化钙(CaOH2) 、含水硅酸钙(CaOmSiO2nH2O) 、含水铝酸钙(3CaO Al2O36H2O )及含水铁酸钙(CaOFe2O3H2O )等化合物。所生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能迅速溶于水中，从而使水泥颗粒表面重新暴露出来，与水继续发生反应，这样周围的水溶液就逐渐达到饱和。当溶液达到饱和后，水分子虽然继续深入颗粒内部，但新生成物已不能再溶解，只能以细分
8、散状态的胶体析出，悬浮于溶液中，形成胶体。,粘土和水结合时会表现出一种胶体特征，例如:如土中二氧化硅遇水后形成硅酸胶体微粒，表面带有钠离子Na+或钾离子K+，它们能和水泥水化生成的氢氧化钙中钙离子Ca2+进行当量吸附交换(膨胀性)，使较小的土颗粒形成较大的土团粒，而使土体强度提高。水泥水化生成的凝胶粒子的比表面积约比原水泥颗粒大1000倍，产生很大的表面能。表面能强烈的吸附活性，使较大的土团粒进一步结合聚集，形成团粒结构的水泥土，并填充于各土团的空隙，形成坚固的联结，使水泥土的宏观强度大大提高。,2、土颗粒与水泥水化物的作用,水泥的各种水化物生成后，有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的则与其
9、周围具一定活性的粘土颗粒发生反应。,1) 离子交换和团粒化作用,2) 凝结硬化反应,随着水泥水化反应的深入，溶液中析出大量的钙离子。当其数量超过离子交换需要量后，在碱性环境中能使组成粘土矿物的SiO2及Al2O3的一部分或大部分与钙离子Ca2+反应，逐渐生成不溶于水的稳定结晶化合物，增大了水泥土的强度。实验中，从扫描电子显微镜观察中可见，拌入水泥7d时，土颗粒周围充满了水泥凝胶体，并有少量水泥水化物结晶的萌芽；一个月后水泥土中生成大量纤维状结晶，并不断延伸充填到颗粒间的孔隙中，形成网状构造；到五个月后，纤维状结晶辐射向外伸展，产生分叉，并相互联结形成空间网状结构，水泥的形状和土颗粒的形状已不能
10、分辨出来。,水泥水化物中游离的氢氧化钙(Ca(OH)2)能吸收水中和空气中的二氧化碳(CO2) ，发生碳酸化反应，生成不溶于水的碳酸钙沉淀: Ca(OH)2CO2 CaCO3H2O这种反应也能使水泥土增加强度，但增长的速度较慢，幅度也较小。,3、碳酸化作用,1 影响水泥土的主要因素,三、水泥加固土的工程特性,有关工程特性参数主要通过对水泥加固土的室内外实验获得。,1）水泥(固化剂)掺入比,2）原土的土性及物理力学特性,3）外掺剂。木质素磺酸钙、石膏、二乙醇胺、 氯化钠、氯化钙、硫酸钠等。可改善水泥土的性能和提高强度。,4）水泥加固土的工程施工过程与养护条件,1) 含水量,2 水泥土的物理性质,
11、水泥土在凝结硬化过程中，由于水泥的水化等反应，使得部分自由水以结晶水的形式固定下来。故水泥土的含水量略低于原土的含水量，水泥土含水量比原土的含水量减少0.57.0，且随着水泥掺人比的增加而减小。,因拌人软土中的水泥浆的重度与软土的重度相近，所以水泥土的重度与天然软土的重度相差不大，它仅比天然软土重度增加0.53.0。所以采用水泥土搅拌法加固厚层软土地基时，其加固部分对于下部未加固部分不致产生过大的附加荷重，也不会产生较大的附加沉降 。,2) 重度,3) 相对密度,水泥的相对密度为3.1，比一般软土的相对密度(2.652.75)大，故水泥土的相对密度比天然软土的相对密度稍大，一般比天然软土的相对
12、密度增加0.72.5。,4) 渗透系数,水泥土的渗透系数随水泥掺入比的增大和养护龄期的增长而减小，一般可达10-510-8cms数量级。尤其是水泥加固淤泥质粘土时，能明显地减小原天然土层的水平向渗透系数，这对深基坑施工非常有利，因此，他可利用水平向渗透系数的改善作为防渗帷幕。水泥土对垂向渗透性的改善效果不显著。,水泥土的无侧限抗压强度一般为3004000kPa，是天然软土的几十倍至数百倍。其变形特征随强度不同而介于脆性体与弹塑体之间。其中， 受力开始阶段，应力与应变关系基本符合虎克定律； 外力达到极限强度的70-80时，试块-关系不再保持直线关系； 外力达到极限强度时，强度大于2000kPa的
13、水泥土很快出现脆性破坏，破坏后残余强度很小，轴向应变约为0.81.2(图5-1-1中A20、A25)，而强度小于2000kPa的水泥土则表现为塑性破坏(图5-1-1中A5、A10及A15)。,3 水泥土的力学性质,1) 无侧限抗压强度及其影响因素,水泥土的应力应变曲线A5、A10、A15、 A20、 A25 表示水泥掺入比w =5、10、15、20、25,影响水泥土的无侧限抗压强度fcu因素有水泥掺入比、水泥强度等级、龄期、含水量、有机质含量、外掺剂、养护条件及土性等。,a 水泥土的fcu强度随着水泥掺入比w的增加而增大,(1) 水泥掺入比aw对强度的影响,当w5时，由于水泥与土的反应过弱，水
14、泥土固化程度低，强度离散性也较大。但是，当w5时，水泥土的强度随着水泥掺入比w的增加而增大(表10-1 ，图10-2)。故在水泥土搅拌法的实际施工中，选用的水泥掺入比要求大于10。,水泥土的无侧限抗压强度试验,b 不同掺入比aw时fcuc的归一化性质,(10-3),该统计关系的适用条件是：aw =5%16%,据试验和部分工程实践表明，其他条件相同时：水泥某掺入比aw时(例如15)的水泥土强度fcuc与掺入比aw12的水泥土强度fcu12的比值fcucfcu12与水泥掺该入比aw (15)时的关系有较好的归一化性质。回归分析得到：fcucfcu12与aw呈幂函数关系，其关系式为：,c 两个不同a
15、w的水泥土的无侧限抗压强度之比,式中： fcu1为水泥掺人比为aw1时的水泥土无侧限抗压强度； fcu1为水泥掺人比为aw2时的水泥土无侧限抗压强度。,(10-4),式(10-4)的适用条件是：aw 1=5%20%；aw1 / aw 2=0.333.00,其他条件相同的前提下，两个不同水泥掺入比的水泥土的无侧限抗压强度之比值随水泥掺入比之比的增大而增大。经回归分析得到两者呈幂函数关系，其经验方程式为：,a 水泥土的强度随着龄期增长而提高,(2) 龄期对强度的影响,图10-3 水泥土掺人比、龄期与强度的关系曲线,水泥土的强度随着龄期的增长而提高。一般在龄期超过28d后仍有明显增长(图10-3 )
16、。根据试验结果的回归分析，得到在其他条件相同时，不同龄期的水泥土无侧限抗压强度间关系大致呈线性关系，这些关系式如下：,上式， fcu7、 fcu14 、 fcu28 、 fcu60 、 fcu90分别为7d、14d、28d、60d和90d龄期的水泥土无侧限抗压强度。龄期超过3个月后，水泥土的强度增长趋缓，这与电子显微镜观察看到的、水泥和土的硬凝反应在3个月充分完这一结果一致。因此，水泥土一般选用3个月的龄期强度作为其标准强度。,b 某龄期(T)的 fcuT 与28d龄期的 fcu28 关系,(10-11),该统计关系中龄期的适用范围是：790 d,回归分析发现，在其他条件相同时，某个龄期(T)
17、的无侧限抗压强度fcuT与28d龄期的无侧限抗压强度fcu28的比值fcuTfcu28与龄期T的关系具有较好的归一化性质，且大致呈幂函数关系。其关系式如下：,c 两个不同龄期的水泥土的无侧限抗压强度之比,(10-12),式中： fcu1为龄期T1时的水泥土无侧限抗压强度； fcu1为龄期T2时的水泥土无侧限抗压强度。,式(10-12)的适用条件是：T =790d；T1 / T 2=0.080.67和 T1 / T 2=1.5012.85,在其他条件相同的前提下，两个不同龄期的水泥土的无侧限抗压强度之比随龄期之比的增大而增大。经回归分析得到两者呈幂函数关系，其经验方程式为：,综合考虑水泥掺入比与
18、龄期的影响，经回归分析，得到如下经验关系式：,(10-13),式中： fcu1为掺入比aw1 、龄期T1时的水泥土无侧限抗压强度； fcu1为掺入比aw2 、龄期T2时的水泥土无侧限抗压强度。,式(10-13)的适用条件是：aw 1=5%20%；aw1 / aw 2=0.333.00，T =790d；aw1=aw2时，应采用(10-11)；T1 = T 2时应采用(10-4) ；,水泥土的强度随水泥强度等级的提高而增加。水泥提高一级，水泥土的强度fcu约增大5090。如要求达到相同强度，水泥强度等级提高一级，可降低水泥掺入比23。,(3) 水泥强度等级对强度的影响,水泥土的无侧限抗压强度fcu
19、随着土样含水量的降低而增大，当土的含水量从57降低至47时，无侧限抗压强度则从260kPa增加到2320kPa。一般情况下，土样含水量每降低10，则强度可增加1050。,(4) 土样含水量对强度的影响,(5) 土样中有机质含量对强度影响,水泥土强度随有机质含量的减少而明显增大。这是由于有机质使土体具有较大的水溶性和塑性、较大的膨胀性和低渗透性，并使土具有酸性。这些因素都阻碍水泥水化反应的进行。因此，有机质含量高的软土，单纯用水泥加固的效果较差。,(6)养护方法,养护方法对水泥土的强度影响主要表现在养护环境的湿度和温度。养护方法对短龄期水泥土强度的影响很大，但随着时间的增长，不同养护方法下的水泥
20、土无侧限抗压强度趋于一致，说明养护方法对水泥土后期强度的影响较小。,(7) 外掺剂对强度的影响,不同的外掺剂对水泥土强度的影响不同。如木质素磺酸钙主要起减水作用，基本不影响水泥土强度的增长；石膏、三乙醇胺对水泥土强度有增强作用，而其增强效果与原土样、不同水泥掺入比时的影响不同。所以合适的外掺剂可提高水泥土强度和节约水泥用量。一般早强剂可选用三乙醇胺、氯化钙、碳酸钠或水玻璃等材料，其掺人量宜分别取水泥质量的0.05、2、0.5和2；减水剂可选用木质素磺酸钙，其掺人量宜取水泥质量的0.2；石膏兼有缓凝和早强的双重作用，其掺人量宜取水泥质量的2。,水泥土的抗拉强度st随无侧限抗压强度fcu的增长而提
21、高。当水泥土的抗压强度fcu=0.54.0MPa时，其抗拉强度st=0.05-0.70MPa，即 st=(0.060.30) fcu。 抗压与抗拉这两类强度有密切关系，根据试验结果的回归分析，得到水泥土抗拉强度，与其无侧限抗压强度fcu有幂函数关系：,2) 抗拉强度,(10-14),式(10-14)成立的条件是： fcu =0.53.5MPa,3) 抗剪强度,水泥土的抗剪强度随抗压强度的增加而提高。当fcu在0.304.0MPa时，其粘聚力c=0.101.0MPa，一般约为fcu的2030，其内摩擦角变化在2030之间。水泥土在三轴剪切试验中受剪破坏时，试件有清楚而平整的剪切面，剪切面与最大主
22、应力面夹角约为60。一些岩土工程专家根据试验结果回归分析，发现水泥土黏聚力c与其无侧限抗压强度fcu呈近似的幂函数关系，可表示为：,(10-15),式(10-15)成立的条件是： fcu =0.31.3MPa,4) 变形模量,当垂直应力达无侧限抗压强度的50时，水泥土的应力与应变的比值，称之为水泥土的变形模量E50。当fcu=0.1-3.5MPa时,其变形模量E50=10550MPa，即E50= (80150)fcu。根据试验结果的线性回归分析，得到E50与fcu大致呈正比关系，它们的关系式为： E50= 126 fcu (10-16),5) 压缩系数和压缩模量,水泥土的压缩系数约为(2.03
23、.5) 10-5kPa-l，其相应的压缩模量Es=60100MPa。,6) 水泥土抗冻性能,水泥土试件在自然温度零度以下进行抗冻试验表明，其外观无显著变化，仅少数试块表面出现裂缝，并有局部微膨胀或出现片状剥落及边角脱落，但深度及面积均不大，表明自然冰冻不会造成水泥土深部的结构破坏。,四、设计计算,1 水泥材料要求,固化剂：宜选用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量：除块状加固时可用被加固湿土质量的7%12%外,其余宜为12%20%水灰比：湿法的水泥浆水灰比可选用0.450.55外掺剂：可根据工程需要和土质条件选用具有早强缓凝减水以及节省水泥等作用的材料,但应避免污染环境,水泥土
24、搅拌法的设计,主要是确定搅拌桩的置换率和长度。竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定,并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层(进入500mm);为提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩,其桩长应超过危险滑弧以下2m 湿法的加固深度不宜大于20m；干法不宜大于15m水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm,2 搅拌桩的置换率和长度,(10-19),3 承载力特证值的计算,式中 fspk 为复合地基承载力特征值(kPa);,式中 fspk 为复合地基承载力特征值(kPa); m为面积置换率； Ra为单桩竖向承载力特征值(kN)； Ap为桩的截面积(m2)；,b为桩间土承载力折减系数。当桩端
25、土未经修正的承载力特征值大于桩周土的承载力特征值的平均值时,取0.10.4,差值大时取低值；桩端土未经修正的承载力特征值小于或等于桩周土的承载力特征值的平均值时,取0.50.9,差值大时或设置褥垫层时均取高值；,fsk 为处理后桩间土承载力特征值(kPa),宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值,竖向承载水泥土搅拌桩复合地基的承载力特证值应通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验确定 初步设计时也可按下式计算规范中式(9.2.5):,(10-17),(10-18),4 单桩竖向承载力特征值：,通过现场载荷试验确定初步设计时也可按(10-17)估算并应同时满足式(10-18)的要求,应
26、使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于(或等于)由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力:,fcu为室内试验标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度；,为桩身强度折减系数，干法取0.20.3；湿法取0.250.33；,up为桩周长；n为桩长范围土层数；,qsi为桩周第i层土侧阻力特征值，与土质、土类型有关；,Li为桩长范围第i层土厚；,qp为桩端地基土未经修正之承载力特征值(GB5007确定)；,a为桩端天然地基土承载力折减系数。,PZ ：复合地基层顶面压力值(KPa) Pz1 ：复合地基层底面压力值(KPa) Esp ：复合地基的压缩模量 Ep ：搅拌桩的压缩模量可取(100-120) fcu
27、 (kPa）。对桩较短或桩身强度较低者可取低值，反之可取高值；Es ：桩间土之压缩模量。,5、地基变形计算：,复合地基土层平均压缩变形是S1与下卧土层变形是S2计算：,6、褥垫层的设置：,竖向承载搅拌桩复合地基应在基础下设置200300mm的褥垫层。,7、下卧层的承载力计算：,地基下存在软弱下卧层时，应按GB50007有关规定进行下卧层的承载力计算。,8、布桩型式：,竖向承载搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力和变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固型式。桩可只在基础平面范围内布置，独立基础下的桩数不宜少于3根。柱状加固可采用正方形、等边三角形等布桩型式。,五、施工技术及质
28、检,(一)、施工方法要领,机具设备：关键是深层搅拌机. 施工工艺：定位预搅下沉制备浆液下沉到一定深度之后边提升，边压浆搅拌重复上下搅拌完桩移位至新桩位(尤其注意水泥浆不得离析),1 场地平整、与障碍物的清除：,水泥土搅拌法施工现场事先应予以平整，必须清除地上和地下的障碍物遇有明浜池塘及洼地时应抽水和清淤，回填粘性土料并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾,图1-31 深层搅拌桩机机组 1 主机；2 机架；3 灰浆拌制机；4 集料斗；5 灰浆泵；6 贮水池；7 冷却水泵；8 道轨；9 导向管；10 电缆；11 输浆管；12 水管,2 工艺性试桩,水泥土搅拌桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，数量不得
29、少于2根当桩周为成层土时，应对相对软弱土层增加搅拌次数或增加水泥掺量,3 搅拌要求,搅拌头翼片的枚数宽度与搅拌轴的垂直夹角搅拌头的回转数提升速度应相互匹配，以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌,4 停浆面或收桩要求,竖向承载搅拌桩施工时，停浆(灰)面应高于桩顶设计标高300500mm在开挖基坑时，应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除,5 成桩几何要求,施工中应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%；桩位的偏差不得大于50mm；成桩直径和桩长不得小于设计值,6 水泥土搅拌法施工步骤：,由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异其主要步骤应为：,
30、l) 搅拌机械就位调平；2) 预搅下沉至设计加固深度；3) 边喷浆(粉)边搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；4) 重复搅拌下沉至设计加固深度；5) 根据设计要求，喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；6) 关闭搅拌机械；在预(复)搅下沉时，也可采用喷浆(粉)的施工工艺，但必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次,多动力多头深层搅拌桩机,水泥土深层搅拌桩（福州火电厂，1985）,水泥土搅拌法施工工艺流程,送风,停止喷灰,成桩,反复搅拌,移位,桩位放样,钻机就位,钻进,进入持力层50cm,粉喷、搅拌、提升,停灰面(距地面50cm),深层搅拌桩防渗墙,广州番禺石其富临花园基坑深层搅拌桩支护止水墙开
31、挖后的成桩情况,丹金闸枢纽深层搅拌桩,(二)、质检,1 质量控制应贯穿在施工的全过程,并应坚持全程的施工监理,施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录,并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定检查重点是:水泥用量桩长搅拌头转数和提升速度复搅次数和复搅深度停浆处理方法等,2 施工质量检验可采用的主要方法,1) 成桩7d后采用浅部开挖桩头(深度宜超过停浆(灰)面下0.5m),目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径,检查量为总桩数的5%2) 成桩后3d内可用轻型动力触探(N10)检查每米桩身的均匀性检验数量为施工总桩数的1%,且个少于3根, 竖向承载水泥上搅拌桩地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载
32、荷试验和单桩载荷试验 载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时,并宜在成桩28d后进行,检验数量为桩总数的0.5%l%,且每项单体工程不应少于3点 经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时,应在成桩28d后,用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度检验,检验数量为施工总桩数的0.5%,且不少于3根,3 载荷试验,4 相邻桩搭接:,对相邻桩搭接要求严格的工程,应在成桩15d后,选取数根桩进行开挖,检查搭接情况,5 基槽开挖后的检验：,基槽开挖后应检验桩位桩数与桩顶质量,如不符合设计要求,应采取有效补强措施,【例题1】下列哪些地基土适合于采用水泥土搅拌法加固( )。A淤泥 B淤泥质土 C粉土 D泥炭土E
33、饱和黄土 F粘性土答案：,水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性建筑地基处理技术规范(JCJ 79-2002)第11.1.1条和第11.1.2条。,ABCEF,例题讲解,【例题2】下列哪些地基土适合于采用水泥土搅拌法加固( )。A，素填土 B无流动地下水的饱和松散砂土C有机质土 D塑性指数小于25的粘土E含高岭石的粘性土 F含伊犁石的粘性土答案：,ABE,水泥土搅拌法适用于处理正常固结
34、的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。水泥加固土的室内试验表明，有些软土的加固效果较好，而有的不够理想。一般认为含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好；含有伊犁石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度(pH值)较低的粘性土的加固效果较差。,【例题3】下列哪些地基土适合于采用粉体喷搅法加固( )。A素填土 B含水量小于30的土C含水量大于30的土 D. 含水量小于70的土E含水
35、量大于70的土答案：,水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30(黄土含水量小于25)、大于70或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。,ACD,【例题4】水泥土搅拌桩的加固机理有哪些( )。A水泥的水解 B水泥的水化C土颗粒与水泥水化物的作用 D碳酸化作用答案：,水泥土搅拌桩的加固机理为：(1)水泥的水解和水化反应；(2)土颗粒与水泥水化物的作用；(3)碳酸化作用,ABCD,【例题5】水泥土搅拌法形成的水泥土加固体，可以有( )作用。A竖向承载的复合地基 B基坑工程围护挡墙C基坑工程被动区加固
36、 D基坑工程防渗帷幕E大体积水泥稳定土 F竖向承载的桩基答案：,ABCDE,【例题6】作为建筑地基竖向承载加固时，水泥土搅拌桩的加固型式可采用哪些? 作为基坑围护结构时，水泥土搅拌桩可选用怎样的加固型式? (A)柱状 (B)壁状 (C)格栅状 (D)块状 答案：,A; B,C,【解】作为建筑地基竖向承载加固时，水泥土搅拌桩的加固型式可采用柱状，与桩间土形成复合地基；作为基坑围护结构时，水泥土搅拌桩可选用壁状或格栅状的加固型式，既可以挡土又可以止水。,【例题7】某工程采用水泥土搅拌法加固，桩径为500mm，水泥用量为55kgm，土的湿重度为17.0kNm3，则(1) 该工程的水泥掺入比最接近(
37、)。A14.5 B15.5 C16.5 D17.5答案：(2) 该工程的水泥掺量最接近( )。A270kg/m3 B280kg/m3 C290kg/m3 D300kg/m3答案：,水泥掺人比w为,C,B,【例题8】某水泥土配比试验，在水泥掺人量为12时，其90d龄期的水泥土抗压强度为2.0MPa，则其90d龄期的水泥土抗拉强度最接近( )。A. 0.10MPa B. 0.12MPa C. 0.14MPa D. 0.16MPa答案：,解：根据试验结果分析，发现当其他条件相同时，某水泥掺人比aw的强度fcu与水泥抗压与抗拉这两类强度有密切关系，根据试验结果的回归分析，得到水泥土抗拉强度st与其无侧
38、限抗压强度fcu有幂函数关系：,C,【例题9】某水泥土配比试验，在水泥掺人量为12时，其90d龄期的水泥土抗压强度为2.0MPa，则其90d龄期的水泥土内聚力c最接近( )。A0.35MPa B. 0.40MPa C. 0.45MPa D. 0.50MPa答案：,解：根据试验结果的回归分析，得到水泥土的内聚力c与其无侧限抗压强度fcu大致呈幂 函数关系，其关系式如下：,C,【例题10】某工程采用水泥土搅拌桩处理地基,桩径为50cm，桩长为6m，间距为1.2m的正方形布置，桩间土压缩模量为3.5MPa，搅拌桩桩身强度为1.5MPa，则搅拌桩复合土层的压缩模量最接近( )。A. 19.5MPa B
39、. 21.5MPa C. 23.5MPa D. 27.5MPa答案：,解：搅拌桩复合地基置换率m=0.1961.22=13.6。根据规范(JGJ 79-2002)第11.2.9条，搅拌桩的压缩模量Ep可取(100-120)fcu。桩较短或桩身强度较低者取低值，则: Ep =100fcu=1001.5=150MPa。于是，由下式,C,【例题11】 水泥土搅拌桩载荷试验宜在成桩( )天后进行，对相邻桩搭接要求严格的工程，应在成桩( )天后进行质量检验。A7 B. 15 C28 D90答案：,解：水泥土搅拌桩载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩28d后进行。检验数量为桩总数的0.5-
40、1，且每项单体工程不应少于3点。对相邻桩搭接要求严格的工程，应在成桩15d后，选取数根桩进行开挖，检查搭接情况。,C，B,【例题12】某水泥土配比试验，在水泥掺入量为12%时，其90d龄期的水泥土抗压强度为2.0MPa，在水泥掺入量为15%时，其90d龄期的水泥土强度最接近下列哪个值? (A)2.5MPa (B)3.0MPa (C)3.2MPa (D)3.5MPa 【答案】,(B),【解】根据试验结果分析，发现当其它条件相同时，某水泥掺入比aw的强度fcuc与水泥掺入比aw =12%的强度fcu12的比值fcuc / fcu12与水泥掺入比aw的关系有较好的归一化性质。由回归分析得到: fcu
41、c / fcu12 与aw呈幂函数关系，其关系式如下:,则可得:,在其它条件相同的前提下两个不同水泥掺入比的水泥土的无侧限抗压强度之比值随水泥掺入比之比的增大而增大。经回归分析得到两者呈幂函数关系，其经验方程式为:,【例题13】沿海某软土地基拟建一幢六层住宅楼，天然地基土承载力特征值为70kPa，采用搅拌桩处理。根据地层分布情况，设计桩长10m，桩径0.5m，正方形布桩，桩距1.1m。依据地基处理规范(JGJ79-2002)，这种布桩形式复合地基承载力特征值最接近于下列那一个数值? (桩周土的平均摩擦力 =15kPa，桩端天然地基土承载力特征值qp=60kPa，桩端天然地基土的承载力折减系数取
42、0.5，桩间土承载力折减系数取0.85，水泥搅拌桩试块的无侧限抗压强度平均值取1.5MPa，强度折减系数取0.3) (A)105kPa (B)123kPa (C)146kPa (D)150kPa,【例题14】根据目前的施工能力，水泥浆搅拌法的加固深度不宜大于多少? 水泥粉搅拌法的加固深度不宜大于多少? (A)10m (B)12.5m (C)15m (D)20m (E)25m 【答案】 【解】根据建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)第11.2.2条，湿法的加固深度不宜大于20m；干法不宜大于15m。水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。,(D) (C),【例题15】某工程采用水泥土搅拌桩处理地基，桩径为500mm，桩长为6m，间距为1.2m的正方形布置，桩间土压缩模量3.5MPa，搅拌桩桩身强度为1.5MPa，则搅拌桩复合土层的压缩模量最接近下列哪个值? (A)19.5MPa (B)21.5MPa (C)23.5MPa (D)27.5MPa 【答案】,C,【解】搅拌桩复合地基置换率为,根据建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)第11.2.9条，搅拌桩的压缩模量Ep可取(100120)fcu，对桩较短或桩身强度较低者可取低值，则Ep =100fcu=150MPa。,
