水泥土搅拌桩加固机理及施工方法论文

水泥土搅拌桩原理及施工工艺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。

水泥土搅拌桩在实际工程中的应用摘要：水泥土搅拌桩是利用水泥和软土之间产生复杂的物理化学反应，使软土硬结成具有整体性，水稳定性和一定强度的复合地基，从而提高地基承载力，减少软土地基的沉降量。

在近些年的工程上应用越来越广泛，得到了行业的认可。

本文首先分析水泥土搅拌桩的加固机理，主要从物理化学反应角度解释，然后以某个大型油罐地基处理为实例，介绍了在实际工程中的应用。

关键词：水泥土搅拌桩；加固机理；软土地基；工程应用我国地域广大，有各种成因的软土层，其分布范围广、土层厚度大。

这类软土的特点是含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差、沉稳时间长。

由于软土地基的不良性能，因此在软土地基的建筑施工时须要进行人工加固，水泥土搅拌桩目前正被广泛使用。

1、水泥土搅拌桩的加固机理水泥土搅拌桩是一种加固软土地基的方法，即利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状或粉体状)强制搅拌，利用水泥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复合地基，从而提高地基承载力，减少软土地基的沉降量，满足工程建设要求。

水泥与饱和的软土搅拌后，首先发生水泥的水解和水化反应，生成水泥水化物并形成凝胶体(氢氧化钙)，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，这就是水泥的骨架作用，同时，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子和钾离子)进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，从而进一步提高土体的强度。

另外，水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水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，这种碳酸化作用也能使水泥土增加强度。

水泥土搅拌桩使原来物理力学性质较差的土体得到改良与加固的机理如下：首先，水泥的水解与水化。

水泥遇水后发生水解与水化，生成氢氧化钙、含水铝酸钙、含水硅酸钙等化合物。

其中，氢氧化钙和含水铝酸钙溶解于水，随着水解与水化的反应，溶液达到饱和之后，水与水泥继续反应形成凝胶体。

浅析水泥土搅拌桩的加固机理及施工方法【摘要】文中分析了水泥土搅拌桩固结机理，认为主要是来自于水泥的水解与水化、离子交换、凝结与硬化、碳酸化作用等四个方面。

并且从施工工艺和技术要点两个方面较为系统地总结了水泥土搅拌桩的施工方法，可为工程中软弱地基处理提供参考。

标签水泥土搅拌桩；加固机理；施工方法1 引言水泥搅拌桩也称为深层搅拌水泥土桩法，是利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将地基土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和土体之间所产生的一系列物理、化学反应，使地基土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固体，提高地基强度和增大变形模量。

水泥搅拌桩具有设备简单、无振动、无噪音、对环境无污染、施工周期短、工程造价低廉等优点，具有较好的经济效益和社会效益。

2 水泥土搅拌桩的加固机理2.1 水泥的水解和水化反应普通硅酸盐水泥的主要成分有氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁，他们分别组成不同的水泥矿物：硅酸三钙、铝酸三钙、硅酸二钙等等。

水泥颗粒表面矿物与水发生水解和水化作用，反应中所生成的氢氧化钙和含水硅酸钙溶解在水中，与外围的水泥颗粒继续发生反应。

达到饱和后，溶液中的水分子继续渗入水泥颗粒内部，以细分散状态的胶体析出，悬浮于溶液中形成胶体[1]。

2.2 离子交换和团粒化作用软粘土中粒径小于0.005mm的颗粒与水结合形成胶体分散体系，其表面的钠离子或钾离子能和氢氧化钙中的钙离子进行当量吸附交换，使土粒水化膜变薄,进而使土颗粒聚结成较大的团粒。

另外，水泥水化后生成的凝胶离子的比较面积比原水泥颗粒大1000倍，所产生的表面能具有强烈的吸附活性，能使土颗粒结合扩大，形成水泥土的团粒结构，并封闭各土团之间的空隙[1]，从宏观上看，水泥土的强度极大的提高了。

2.3 水泥土的凝结与硬化随着水化反应的进行，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时，在碱性环境中能使二氧化硅及三氧化二铝中的一部分或大部分与钙离子发生化学反应，形成不溶于水的结晶化合物。

试论水泥搅拌桩加固市政道路中软土地基施工质量控制摘要：众所周知，市政道路软土过大的变形沉降常使道路沉降变形,严重影响道路的质量和使用，因此，做好市政道路的软土地基的处理极为重要。

论文首先简要阐述了当前市政道路常见的软土地基处理方法的特点，并通过实际工程分析了水泥搅拌桩现场施工控制及在施工中容易出现的问题，提出相应的控制手段。

关键词：水泥搅拌桩市政道路软土地基中图分类号：tu99文献标识码：a 文章编号：abstract: as everyone knows, municipal road soft soil large deformation often make the road settlement settlement deformation, serious impact on road quality and the use, therefore, do a good job of municipal road soft soil foundation treatment is very important. the paper briefly described the current municipal road common soft ground treatment method of characteristics, and through the actual project analysis of the cement mixing pile construction control in construction and the problems, put forward the corresponding control measures.key words: cement mixing pile; municipal road; soft soil foundation引言随着市政工程的迅猛发展，在市政道路的软土地基处理已经取得了明显成效。

水泥土搅拌桩的加固原理一、水泥土搅拌桩的形成原理水泥土搅拌桩是通过将水泥与土壤进行混合搅拌形成的一种桩体结构。

在施工过程中，先将水泥与土壤按一定比例送入搅拌桩机中，搅拌机会将水泥与土壤进行充分混合，并将混合物排入地下形成桩体。

水泥的硬化过程将土壤与水泥牢固地结合在一起，形成了具有一定强度和稳定性的桩体。

水泥土搅拌桩的加固原理主要包括以下几个方面：1. 增加土体的强度：水泥与土壤混合后形成的桩体具有较高的强度，可以增加土体的整体强度。

水泥的硬化过程会形成固结体，使土壤颗粒之间产生桥接作用，从而提高土体的抗剪强度和承载力。

2. 提高土体的稳定性：水泥土搅拌桩可以改变土体的物理性质，使其变得更加稠密、均匀，并增加土体的内摩擦角，从而提高土体的稳定性。

水泥的硬化过程还可以填充土壤颗粒间的空隙，减小土体的孔隙比，提高土体的密实度和稳定性。

3. 分散荷载：水泥土搅拌桩可以通过桩体的分散作用将荷载传递到较深的土层，从而减轻上部结构对地基的荷载压力。

水泥土搅拌桩的桩身直径较大，可以增加桩身与土壤的摩擦力，提高桩体的承载能力。

三、水泥土搅拌桩的应用水泥土搅拌桩广泛应用于各类土木工程中，特别是在地基处理和土体加固方面具有重要作用。

其主要应用包括以下几个方面：1. 地基加固：水泥土搅拌桩可以用于地基处理，增加地基的承载能力和稳定性。

在土地沉降较大或土质较差的地区，可以通过水泥土搅拌桩来加固地基，提高地基的承载能力和稳定性。

2. 土体加固：水泥土搅拌桩可以用于土体加固，特别是在软土地区。

通过水泥土搅拌桩的施工，可以改变土体的物理性质，提高土体的强度和稳定性，从而保证工程的安全性。

3. 抗液化处理：在地震区或液化灾害易发地区，水泥土搅拌桩可以用于抗液化处理。

通过水泥土搅拌桩的施工，可以提高土体的抗液化能力，减轻地震引起的液化灾害。

四、总结水泥土搅拌桩是一种常用的土木工程加固方法，通过混合搅拌水泥和土壤形成桩体，可以增加土体的强度和稳定性。

深层水泥土搅拌桩围封技术应用探讨水泥土搅拌法是用于加固软土地基的一种比较常用的地基加固方法。

它是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，边搅拌钻进边往软土中喷射水泥浆液或雾状粉体，软土和固化剂通过强制拌合凝固硬结形成具有整体性、稳定性和一定强度的水泥土，从而达到加固地基的目的。

这些水泥土搅拌桩和桩间的土构成了一种复合地基；另外把水泥土搅拌桩搭接连续打设形成壁状连续墙体，从而可以作为一种支挡结构和防水帷幕。

本文将结合某水闸泵站工程对水泥土搅拌桩防水帷幕的施工技術进行总结。

1 工程概况某排涝泵站等别为Ⅱ等大（2）型，装机容量4000KW（4台×1000KW），设计抽水流量84m3/s；水闸等别为Ⅲ等中型，净宽为4孔×9m=36m，水闸与排涝泵站并排布置。

根据工程地质钻孔资料，地基由上至下土层基本情况为：②层粉细砂、④层淤泥质粘土、⑤层中粗砂、⑧层含砾粗砂。

水闸泵站基础底高程为-6.73m，根据地质资料，基础坐落在②层粉细砂上，下卧层较厚的④层淤泥质粘土，为防止砂层液化及淤泥、与泥土产生震陷，沿水闸泵站基础周边采用桩径Φ600mm、桩长12～15m的水泥土搅拌桩围封。

2 设计参数及要求本工程水泥土搅拌桩设计参数及要求如下：2.1 水泥土搅拌桩桩径600mm，搭接200mm，桩长12～15m，如图1所示；2.2 加固剂用水泥。

需处理的地基表层土的加固土试块28天无侧限抗压强度不小于1100Kpa；2.3 水泥采用425号普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于15%，最大水灰比不大于0.45；2.4 连体水泥土搅拌桩的桩身渗透系数不大于1*10-6cm/s。

3 工艺试验及施工参数为确保工程桩施工方案的经济可行，在水泥土搅拌桩施工前，先进行室内配合比试验和工艺性试验，以确定最佳配合比和施工参数，用以指导下一步水泥土搅拌桩大规模施工。

3.1室内配比试验1）具有地质代表性的地基原状土天然密度：ρ=1.80g/cm3，天然含水率：ω=20.9%（指标平均值）。

水泥土搅拌法加固机理及其室内试验和强度特征核心提示：摘要：根据某工程水泥土室内试验成果报告，分析其强度特征与土的物理力学强度、水泥掺入比、干密度之间的关系，为工程加固设计提供依据。

关键词：水泥土；搅拌法；加固机理；室内试验；强度特征水泥土搅拌法...摘要：根据某工程水泥土室内试验成果报告，分析其强度特征与土的物理力学强度、水泥掺入比、干密度之间的关系，为工程加固设计提供依据。

关键词：水泥土；搅拌法；加固机理；室内试验；强度特征水泥土搅拌法是用于加固饱和软黏土地基的一种较常用的地基加固方法。

它是利用水泥、粉煤灰等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，边钻进边往软土中喷射浆液或雾状粉体，在地基深处就地将软土固化成为具有足够的强度、变形模量和稳定性的水泥土，从而达到地基加固的目的。

这些加固土柱体与柱体间的土构成了一种复合地基，或者把深层搅拌而成的水泥土柱体，逐根紧密排列成连续壁状墙体而作为支挡结构和防水帷幕。

因此，它是一种灵活、有效的地基处理方法。

1 水泥土加固机理水泥土经搅拌后发生一系列物理化学反应，这是水泥土加固的根本原因，主要有以下三个反应：1.1 水泥的水解和水化反应普通硅酸盐水泥的主要成分有：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。

当用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土发生水解和水化反应生成含水硅酸钙、含水铝酸钙、含水铁铝酸钙、氢氧化钙等化合物。

这些化合物迅速溶于水，使水泥颗粒表面重新暴露出来并再次与水发生化学反应。

当周围的水溶液达到饱和后，新生成物不能再溶解，以胶体状态或结晶形式析出，并继续硬化，形成水溶石骨架，这是水泥土强度的主要来源。

1.2 黏土颗粒与水泥水化物的作用当水泥的各种水化物生成后，有的继续硬化，形成水泥石骨架，有的则与周围具有一定活性的黏土颗粒发生如下反应：⑴离子交换的团粒化作用：土中含有较多的二氧化硅，其遇水形成硅酸胶体颗粒，其表面带有Na+和K+，它们与水泥水化生成的氢氧化钙中的Ca2+进行当量交换，使较小的土颗粒形成较大的土团粒，从而使土体强度提高。

浅谈水泥土搅拌桩截渗墙在水库加固中的应用【摘要】本文介绍了用水泥土搅拌桩来加固重粉质壤土、粘土及粉质粘土坝身，其施工质量控制的关键是把水泥浆均匀地喷入坝基土中，同时，将水泥浆与坝身填土充分地搅拌均匀，可以保证形成完整、连续、均匀且具有一定强度的桩体，达到加固的效果。

【关键词】水泥土搅拌桩；截渗墙；水库加固；应用0.概述某水库坝址区上部为第四系上更新统(q3)和全新统(q4)粘土、壤土，下卧地层上太古界下五河亚群西垌堆组(ar2x)深变质杂岩，主要岩性为片麻岩、角闪岩、浅粒岩、大理岩、混合岩化。

坝址两端基岩高程517.0m～518.0m左右，主坝中部为老河槽，在高程497.67m～496.19m左右见强风化基岩和少量全风化基岩，高程493.81m～493.13m见中等风化基岩，其岩性有：麻岩、角闪岩、浅粒岩、大理岩、混合岩化。

水库主坝坝身为(0)层人工填土(qr)，填土组成以重粉质壤土、粘土及粉质粘土为主，坝顶含有少量碎石。

褐黄色为主，结构松散，稍干。

主坝填土底高程即坝基高程512.53m～518.41m。

主坝坝身填土压实度不满足规范要求，故必须对主坝采用水泥土搅拌桩截渗墙处理。

用水泥土搅拌桩来加固重粉质壤土、粘土及粉质粘土坝身，其施工质量控制的关键是把水泥浆均匀地喷入坝基土中，同时，将水泥浆与坝身填土充分地搅拌均匀，可以保证形成完整、连续、均匀且具有一定强度的桩体，达到加固的效果。

1.水泥土搅拌桩截渗墙的布置和加固主要技术参数该水库大坝坝身层人工填土，填土组成以重粉质壤土、粘土及粉质粘土为主，渗透系数偏大,因此,选用水泥土搅拌桩截渗墙进行防渗处理,桩位距坝顶上游1米沿坝身纵向呈条形布置，水泥土搅拌墙有效厚度为?准300mm，水泥掺入比为11%，有效长度10.0m左右，防渗墙底高程深入淤泥质粘土层约2000mm，加固后水泥土28天无侧限抗压强度不小于0.5mpa，渗透系数：不大于a×10-6cm/s。