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地基工程水泥土搅拌复合地基施工1加固原理及适用范围水泥土搅拌桩复合地基是指利用水泡或水泥系材料访固化剂通过特制的搅拌机械,在地基深处对原状土和水泥强制搅拌,形成水泥土圆柱体，与原地基土构成的地基。
水泥土搅拌桩除作为竖向承载的复合地基外，还可用于基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕等。
加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状等。
根据固化剂掺入状态的不同，分为湿法（浆液搅拌）和干法（粉体喷射搅拌）。
水泥土搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、野口黄土、素填土、黏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。
冬期施工时，应注意负温对处理效果的影响。
当用于处理泥炭土、有机质含量较高或PH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土或在腐蚀性环境中以及无工程经验的地区采用水泥土搅拌法时，必须通过现场和室内试验确定其适用性。
2.谢十水泥土搅拌桩的设计应符合下列规定：（1）确定处理方案前应搜集拟处理区域内详尽的岩土工程资料。
尤其是填土层的厚度和组成；软土层的分布范围、分层情况；地下水位及PH值；土的含水量、塑性指数和有机质含量等。
（2）设计前应进行拟处理土的室内配比试验。
针对现场拟处理的最弱层软土的性质,选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为设计提供各种龄期、各种配比的强度参数。
对竖向承载的水泥土强度宜取90d龄期试块的立方体抗压强度平均值；对承受水平荷载的水泥土强度宜取28d龄期试块的立方体抗压强度平均值。
（3）固化剂宜选用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥（型钢水泥土搅拌墙不低于P.042.5级）。
水泥掺量应根据设计要求的水泥土强度经试验确定；块状加固时水泥掺量不应小于被加固天然土质量的7%,作为复合地基增强体时不应小于12%,型钢水泥土搅拌墙（桩）不应小于20%β一般每加固1r∏3?土体掺入水泥约IIo~160kg.湿法的水泥浆水灰比可选用0.45-0.55,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；干法可掺加二级粉煤灰等材料。
水泥土搅拌桩地基为人工地基【原创版】目录1.水泥土搅拌桩地基的概念2.水泥土搅拌桩地基的作用3.水泥土搅拌桩地基的施工方法4.水泥土搅拌桩地基的质量控制5.水泥土搅拌桩地基的应用案例正文一、水泥土搅拌桩地基的概念水泥土搅拌桩地基是一种人工地基，它是通过特制的搅拌机械将软土和固化剂（通常为水泥）在地基深处强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
这种地基处理技术广泛应用于加固饱和软黏土低地基等工程中。
二、水泥土搅拌桩地基的作用水泥土搅拌桩地基具有以下作用：1.提高地基承载力：水泥土搅拌桩地基通过加固软土，使其具有更高的承载力和抗压强度，从而满足不同工程对地基承载力的要求。
2.改善地基水稳定性：水泥土搅拌桩地基可以提高软土的水稳定性，减少地基因水分作用而引起的沉降和变形。
3.增加地基抗滑稳定性：通过设置水泥土搅拌桩，可以增加地基的抗滑稳定性，降低地基滑动的风险。
三、水泥土搅拌桩地基的施工方法水泥土搅拌桩地基的施工主要包括以下几个步骤：1.场地准备：施工前应对场地进行杂草、杂土清理，回填粘性土料，为施工创造良好条件。
2.设备安装：安装搅拌机械、起重设备等，确保设备正常运行。
3.桩位放样：根据设计图纸，准确测量桩位，保证桩位偏位误差不超过 10cm。
4.搅拌桩施工：利用搅拌机械将软土和水泥强制搅拌，形成水泥土搅拌桩。
施工过程中应控制桩身垂直度，偏差不能超过 1.5%。
5.桩顶处理：施工结束后，对桩顶进行处理，确保桩顶质量和平整度。
四、水泥土搅拌桩地基的质量控制为确保水泥土搅拌桩地基的质量，施工过程中应进行以下质量控制：1.原材料质量检验：对固化剂、外掺剂、水泥、骨料等原材料进行质量检验，确保原材料合格。
2.施工过程控制：控制搅拌桩的置换率、长度和桩径等参数，确保施工质量。
3.施工结束后验收：对施工完成的水泥土搅拌桩地基进行验收，确保地基质量满足设计要求。
五、水泥土搅拌桩地基的应用案例水泥土搅拌桩地基在我国各地基处理工程中得到广泛应用，如止水帷幕水泥土搅拌桩、建筑地基处理技术规范中的水泥土搅拌桩桩长设置等。
水泥土搅拌桩地基处理范围以水泥土搅拌桩地基处理范围为题，本文将介绍水泥土搅拌桩地基处理的相关内容。
水泥土搅拌桩地基处理是一种常见的地基处理方法，它通过搅拌和固化水泥和土壤，形成一种坚固的地基结构，以增加地基的承载能力和稳定性。
水泥土搅拌桩地基处理可以广泛应用于各种建筑工程中，特别是在软弱地基处理方面具有很好的效果。
在建筑工程中，地基是承受建筑物荷载的重要部分，如果地基不稳定或承载能力不足，将会对建筑物的安全性和稳定性造成严重的影响。
因此，对于软弱地基的处理非常重要。
水泥土搅拌桩地基处理的主要原理是通过搅拌机械将水泥和土壤充分混合，形成一种均匀的混合物。
在搅拌的过程中，水泥会与土壤发生化学反应，并迅速固化，形成一种坚固的水泥土混凝土。
这种混凝土具有较高的强度和稳定性，能够有效地增加地基的承载能力。
水泥土搅拌桩地基处理的施工过程相对简单，主要包括以下几个步骤：首先，需要确定桩的布置方案和桩的尺寸。
然后，在施工现场进行桩位的标定和测量。
接下来，使用搅拌机械将水泥和土壤充分混合，形成混凝土。
混凝土通过钻孔机械或挤压机械注入地基，形成桩体。
最后，对桩体进行固化和养护，以确保桩体的强度和稳定性。
水泥土搅拌桩地基处理具有许多优点。
首先，它可以在较短的时间内完成施工，提高工程的进度。
其次，水泥土搅拌桩的成本相对较低，适用于各种规模的工程。
此外，水泥土搅拌桩可以有效地改善地基的承载能力和稳定性，减少地基沉降和变形的风险。
最后，水泥土搅拌桩施工对环境的影响较小，对周围建筑物和土壤的破坏较小。
然而，水泥土搅拌桩地基处理也存在一些局限性。
首先，水泥土搅拌桩的承载能力受到土壤的性质和水泥掺量的影响，需要根据具体情况进行设计和施工。
其次，水泥土搅拌桩的施工需要专业的设备和技术，对施工人员的要求较高。
此外，水泥土搅拌桩地基处理对现场条件要求较高，例如需要具备一定的水泥供应和施工空间。
水泥土搅拌桩地基处理是一种常见且有效的地基处理方法，可以提高地基的承载能力和稳定性。
地基加固处理水泥土搅拌法
1、水泥土搅拌法利用水泥作为固化剂通过特制的搅拌机机械，就地将软土和固化剂强行搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加土，从而提高地基土强度和增大变形模量，根据固化剂渗入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。
前者使用浆液和地基土搅拌，后者使用粉体和地基土搅拌。
可采用单轴、双轴、三轴及多轴或连续成槽搅拌机。
2、水泥土搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、素填土，粘性土，粉土，粉细砂，中粗砂，饱和黄土土层。
不适用于含有大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥土质、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土，以及地下水影响成桩质量的土层。
水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、ph值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土，当在腐蚀性环境中以及无工程经验使用时，必须通过现场和实验确定其适用性。
4.2．４水泥土搅拌法1、概述水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。
它是利用水泥（或石灰)等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，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，从而提高地基强度和增大变形模量。
根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体喷射搅拌两种。
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。
水泥土搅拌法分为深层搅拌法(以下简称湿法)和粉体喷搅法（以下简称干法)。
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。
冬期施工时,应注意负温对处理效果的影响。
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。
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,而含有伊里石、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。
2、加固机理水泥加固土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不同，混凝土的硬化主要是在粗填充料(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，由于水泥掺量很小,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,所以水泥加固土的强度增长过程比混凝土为缓慢。
１．水泥的水解和水化反应普通硅酸盐水泥主要是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫等组成，由这些不同的氧化物分别组成了不同的水泥矿物:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等．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，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物。
所生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能迅速溶于水中，使水泥颗粒表面重新暴露出来，再与水发生反应,这样周围的水溶液就逐渐达到饱和。
当溶液达到饱和后，水分子虽继续深入颗粒内部,但新生成物已不能再溶解，只能以细分散状态的胶体析出,悬浮于溶液中，形成胶体。
2.土颗粒与水泥水化物的作用当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; 有的则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应。
（１）离子交换和团粒化作用粘土和水结合时就表现出一种胶体特征,如土中含量最多的二氧化硅遇水后,形成硅酸胶体微粒,其表面带有阴离子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Ｃa++进行当量吸附交换,使较小的土颗粒形成较大的土团粒，从而使土体强度提高。
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,因而产生很大的表面能,有强烈的吸附活性,能使较大的土团粒进一步结合起来,形成水泥土的团粒结构,并封闭各土团的空隙，形成坚固的联结,从宏观上看也就使水泥土的强度大大提高。
(2)硬凝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的需要量后,在碱性环境中，能使组成粘土矿物的二氧化硅及三氧化二铝的一部分或大部分与钙离子进行化学反应，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，从扫描电子显微镜观察中可见，拌入水泥7天时,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。
到五个月时，纤维状结晶辐射问外伸展,产生分叉，并相互连结形成空间网状结构，水泥的形状和土颗粒的形状已不能分辨出来。
3．碳酸化作用水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中和空气中的二氧化碳,发生碳酸化反应，生成不溶于水的碳酸钙,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。
从水泥土的加固机理分析,由于搅拌机械的切削搅拌作用，实际上不可避免地会留下一些未被粉碎的大小土团。
在拌入水泥后将出现水泥浆包裹土团的现象，而土团间的大孔隙基本上已被水泥颗粒填满。
所以,加固后的水泥土中形成一些水泥较多的微区，而在大小土团内部则没有水泥。
只有经过较长的时间，土团内的土颗粒在水泥水解产物渗透作用下,才逐渐改变其性质。
因此在水泥土中不可避免地会产生强度较大和水稳性较好的水泥石区和强度较低的土块区。
两者在空间相互交替，从而形成一种独特的水泥土结构。
可见，搅拌越充分,土块被粉碎得越小,水泥分布到土中越均匀，则水泥土结构强度的离散性越小,其宏观的总体强度也最高。
3、水泥加固土工程性能水泥掺入比aw为掺加的水泥重量a w = ×100% 被加固软土的湿重量或掺加的水泥重量水泥掺量 = (ｋg/ｍ３)被加固土的体积(1)水泥土的物理性质１)含水量水泥土在硬凝过程中,由于水泥水化等反应，使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样的含水量，水泥土含水量比原土样含水量减少0.5％～7.０％,且随着水泥掺入比的增加而减小。
2)重度由于拌入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，水泥土的重度仅比天然软上重度增如0.５%~3.0%,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。
3)相对密度由于水泥的相对密度为3．１，比一般软土的相对密度2.65~２.75为大，故水泥土的相对密度比天然软土的相对密度稍大。
水泥土相对密度比天然软土的相对密度增加０.７％～2.5%。
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10-5~１0-8c ｍ/s 数量级。
对于上海地区的淤泥质粘土，垂直向渗透系数也能达到1０-８cm ／s 数量级,但这层土常局部夹有薄层粉砂，水平向渗透系数往往高于垂直向渗透系数,一般为10-4c ｍ/s 数量级。
因此，水泥加固淤泥质粘土能减小原天然土层的水平向渗透系数，而对垂直向渗透性的改善，效果不显著。
水泥土减小了天然软土的水平向渗透性,这对深基坑施工是有利的,可利用它作为防渗帷幕。
（2)水泥土的力学性质１）无侧限抗压强度及其影响因素 水泥土的无侧限抗压强度一般为300~4００0kPa,即比天然软土大几十倍至数百倍。
其变形特征随强度不同而介于脆性体与弹塑体之间。
影响水泥土的无侧限抗压强度的因素有:水泥掺入比、水泥标号、龄期、含水量、有机质含量、外掺剂、养护条件及土性等。
下面根据试验结果来分析影响水泥土抗压强度的一些主要因素。
①水泥掺入比a w 对强度的影响水泥土的强度随着水泥掺入比的增加而增大,当a w <5%时,由于水泥与土的反应过弱,水泥土固化程度低,强度离散性也较大，故在水泥土搅拌法的实际施工中，选用的水泥掺入比必须大于７%。
根据试验结果分析,发现当其它条件相同时,某水泥掺入比a w 的强度f cuc 与水泥掺入比a w =12％的强度f cu 12的比值f cuc ／f cu 12与水泥掺入比a w 的关系有较好的归一化性质。
由回归分析得到： f cuc /f cu 12与a w 呈幂函数关系，其关系式如下:f f a cuc cu w/..121769541582= (4.２.４-１) (相关系数R ＝0.999,剩余标准差S =0.02２,子样数n =７）上式适用的条件是: a w ＝(5～１６)％。
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:f f a a cu cu w w 121217736/(/).= (4.2.4－2)(R =0.9９７, S =0.01５, n =1４）式中 f cu 1——水泥掺入比为a w 1的无侧限抗压强度;f cu 2——水泥掺入比为a w 2的无侧限抗压强度。
上式适用的条件是: a w ＝(５～20)%;a w 1/a w 2=0.３3～３.０0。
②龄期对强度的影响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,根据试验结果的回归分析, 得到在其它条件相同时，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: f cu 7=(0.4７～0.63)f cu 28 f cu 14 ＝(0.62～０.80）f cu 28f cu 60=(1.１5～1.46）f cu 28 f cu 90=(1．43～1.8０)f cu 28f cu 90=(2.37～3．73）f cu 7 f cu 90=(1.73~２.８2）f cu 14上式f cu 7、f cu 14、f cu 28、f cu 60、f cu 90分别为7d 、1４d 、28d 、６0d 和90d 龄期的水泥土无侧限抗压强度。
当龄期超过３个月后，水泥土的强度增长才减缓。
同样，据电子显徽镜观察,水泥和土的硬凝反应约需3个月才能充分完成。
因此水泥土选用3个月龄期强度作为水泥土的标准强度较为适宜。
一般情况下，龄期少于３d 的水泥土强度与标准强度间关系其线性较差,离散性较大。
回归分析还发现在其它条件相同时, 某个龄期(T )的无侧限抗压强度f cuT 与２８天龄期的无侧限抗压强度f cu 28的比值f f cuT cu /28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： f f T cuT cu /..280419702414= (４．２．4－３)(R =0.997,S ＝０.0３７，n =5)上式中龄期的适用范围是（7～９0)天。
在其它条件相同的前提下，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:f f T T cu cu 121204182/(/).= （4.2.４-４)(R =０．９9２,S =0.021,n =9)式中 f cu 1──龄期为T 1的无侧限抗压强度;f cu 2──龄期为T 2的无侧限抗压强度。
上式适用的条件是：T =(7~90)天；T T 12/=0.０8~0.６7和T T 12/＝1.５０~１２.85。
综合考虑水泥掺入比与龄期的影响,经回归分析,得到如下经验关系式:f f a a T T cu cu w w 1212180951204119/(/)(/)..=⋅ （４．2.4-5) 式中 f cu 1──水泥掺入比为a w 1龄期为T 1的无侧限抗压强度;f cu 2──水泥掺入比为a w 2龄期为T 2的无侧限抗压强度。
