地基处理深层搅拌法
深层搅拌技术
深层搅拌技术深层搅拌法是用于加固软土地基的一种方法。
它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，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，成为具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。
这些桩体与天然地基（桩间土）形成复合地基，共同承受建筑物的荷载。
深层搅拌法加固地基工艺方法可分为水泥浆搅拌法和粉体喷射搅拌法。
两种搅拌方法的施工程序基本相同。
一、水泥浆搅拌法1.水泥浆搅拌法加固机理水泥是一种水硬性胶凝材料，当水泥浆或水泥粉与饱和软土搅拌混合时，水泥颗粒表面的矿物立即与水发生水解和水化反应，生成一系列水化物。
这些水化物迅速溶于水，使水泥颗粒表面继续曝露，继续与水反应，直至溶液达到饱和，生成物不能再溶解，成为凝胶微粒悬浮于溶液中，这些凝胶微粒的一部分与其周围具有一定活性的黏土颗粒发生反应，另一部分逐渐自身凝结硬化而形成水泥石骨架。
土中的二氧化硅遇水即形成硅酸胶体微粒。
经化学反应，较小的土颗粒逐渐形成较大的土团粒，土团粒进一步互相结合，并且封闭了团粒之间的孔隙，从而形成较坚固的水泥土的大团粒结构，使土的强度提高。
随着水泥水化反应的深入，当溶液中析出的钙离子的数量超过离子交换所需数量时，部分或其多余部分便与黏土矿物中的一部分或大部分胶态SiO2或胶态Al2O3进行反应，生成不溶于水的稳定的硅或铝酸钙结晶化合物，即微晶凝胶，它在水中逐渐硬化，且强度增加。
由于其结构较致密，水不易侵入，因此水泥土具有一定的水稳定性。
从上述水泥加固地基土原理可以看出，水泥在土体中的硬化机理与混凝土硬化机理不同，由于水泥掺量很小（仅占被加固土体重量的7%～15%），水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性介质（土）的包围下进行的，所以水泥加固的强度增加过程比混凝土缓慢得多，而且土团粒的大小对加固后地基总体强度也有较大影响。
浆体深层搅拌施工中不可避免地会留下一些未被粉碎的大小土团。
11-深层搅拌桩法解析
（4）固化剂：不同品种 、不同标号水泥。水泥出厂日期≤3个月。 （5）水泥掺入比：7%、10%、12%、14%、15%、18%、20%、等。
aw （%）=（掺加的水泥量/被加固软土的天然湿重） 100%
目前水泥掺量一般为180～250kg/m3。常用的掺入比为7%～20%。
石灰固化剂适用于粘土颗粒含量大于20%，粉粒及粘粒含量之和大于 35%，粘土的塑性指数大于10，液性指数大于0.7，土的pH值为4～8，有 机质含量小于11%，土的天然含水量大于30%的偏酸性的土质加固。
水泥土加固体的形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状等。 水泥土加固体可以与加固体之间的土体共同构成具有较高竖向承载力 的复合地基，也可以用于基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕。
a）水泥土的应力-应变关系
qu/kPa
2000
1500 凝期1个月
1000 500
0 3 5 7 10 15 18 20
aw/%
b）水泥掺入比与强度关系
影响水泥土抗压强度的因素主要有：
水泥掺入比； 龄期； 水泥标号； 土样含水量； 土样有机质含量； 外掺剂； 养护方法；
为了降低造价，对承重搅拌桩试块国内外都取90d龄期为标准龄期；对 起支挡作用承受水平荷载的搅拌桩，水泥土强度标准取28d为标准龄期。
2）试验方法
①在桩身不同部位切取试件，作室内、外试块强度之间关系的比较 试验，或进行单轴抗压强度试验，确定桩体力学性能。
②单桩承载力试验和桩土复合地基承载力试验。 3）试验结果
①正常情况下：
fcuf 0.2 ~ 0.5 fcuk
②单桩和复合地基承载力设计值取s/b（ 或s/d）=0.01所对应的荷载。 ③桩的极限承载力与承载力的匹配是保证加固质量的关键。
深层搅拌法的工艺流程
深层搅拌法的工艺流程标题：深层搅拌法工艺流程详解一、引言深层搅拌法，作为一种地基处理技术，主要用于加固软弱地基，提高地基承载力和稳定性。
该方法通过特制的深层搅拌机将固化剂（如水泥浆液）与地基土体进行强制性搅拌混合，使其在原位发生物理化学反应，形成具有较高强度和稳定性的混合桩体，从而改善地基土的力学性能。
二、深层搅拌法工艺流程1. 施工前准备：a) 场地调查：对施工现场的地层结构、地质条件、地下水位等进行全面勘查，确定施工方案。
b) 设备调试：检查深层搅拌机的工作状态，确保其运行正常，同时准备好水泥浆液等固化剂。
c) 布孔设计：根据设计要求及地基实际情况，确定搅拌桩的布设位置、深度、直径以及搭接长度等参数。
2. 搅拌桩施工流程：a) 钻进定位：利用钻机按照预定的设计位置和深度进行钻进，同时确保钻杆垂直度满足设计要求。
b) 注入固化剂：钻至设计深度后，启动注浆系统，将预先配制好的水泥浆液通过钻杆注入到地基土中。
c) 土体搅拌：随着固化剂的注入，开启深层搅拌机进行螺旋式旋转搅拌，使固化剂与地基土充分混合均匀，形成搅拌桩。
d) 提升固化：待搅拌达到设计时间后，边提升钻杆边继续搅拌，使整个搅拌桩在上升过程中保持连续搅拌，确保桩体质量。
e) 养护与检测：搅拌桩成桩后，需按设计要求进行一定时间的养护，以保证水泥土的充分硬化；随后进行桩体质量检测，包括无侧限抗压强度、完整性检测等。
3. 施工后处理：a) 成桩验收：所有搅拌桩施工完成后，进行质量验收，确保所有桩体符合设计要求和技术标准。
b) 填充桩间土：对于需要回填的工程，按规定填充搅拌桩间的土体，并进行夯实处理。
c) 建筑物基础施工：经过验收合格后，进行后续的基础工程施工。
总结来说，深层搅拌法工艺流程涵盖了从施工前准备、现场施工操作到施工后的质量检验等一系列环节，每个环节都需要严谨细致的操作和严格的监控，以确保地基处理的效果达到最优。
深层搅拌法
深层搅拌法深层搅拌法系利用水泥（石灰）等材料作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部当场将软土和固化剂（浆体或粉体）强制拌和，利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反映，使之凝结成具有整体性、水稳性和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基。
1. 加固机理由于水泥加固土中水泥用量很少，水泥的水化反映是在土的围绕下产生的，因此凝结速度比混凝土缓慢。
水泥与软粘土拌和后，水泥矿物和土中的水分发生强烈的水解和水化反映，同时从溶液中分解出的氢氧化钙生成硅酸三钙（3CaO•SiO2）、硅酸二钙（2CaO•SiO2）、铝酸三钙（3CaO•AL2O3）、铁铝酸四钙（4CaO•AL2O3•Fa2O3）硫酸钙（CaSO4）等水化物，有的自身继续硬化形成水泥石骨架，有的那么因有活性的土进行离子互换而发生硬凝反映和碳酸化作用等，使土颗粒固结、结团，颗粒间形成牢固的连结，并具有必然强度。
2. 深层搅拌法特点与适用范围深层搅拌法特点⑴ 在地基加固进程中无振动、无噪音，对环境无污染；对土壤无侧向挤压，对临近建筑物阻碍很小；⑵ 可按建筑物要求作成柱状、壁状、格子状和块状等加固形状；⑶ 可有效提高地基强度（当水泥掺量为8%和10%时；加固体强度别离为和，而天然软土地基强度仅MPa）；⑷施工期较短，造价低廉，效益显著。
深层搅拌法适用范围⑴加固地基：加固较深较厚的淤泥，淤泥质土、粉土和含水量较高、且地基承载力不大于120kPa的粘性土地基，对超软土成效更为显著，多用于墙下条形基础、大面积堆料厂房地基；⑵挡土墙：深基坑开挖时避免坑壁及边坡塌滑；⑶坑底加固：避免坑底隆起；⑷作地下防渗墙或隔水帷幕。
无支撑基坑水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩3. 机具设备机具设备包括：深层搅拌机、起重机、水泥制配系统、导向设备及提升速气宇测设备等。
深层搅拌机及与之配套的起吊设备、固化剂制配系统技术性能要求见下表。
深层搅拌法施工要紧机械设备表序号机械名称规格及性能用途1深层搅拌机SJD-Ⅱ搅拌轴数量：Φ127×10mm×2根搅拌轴长度：每节长2.5m搅拌时外径：Φ700～800电动机功率：2×30kW/台水泥土搅拌2起吊设备及导向系统履带式起重机：CH500型，起重高度＞14m起重量＞10t提升速度：～1.0m/min导向架：Φ88.5mm钢管管制作提升速度测定仪：测量范围0-2m/min起吊及导向固化剂制配系统灰浆泵：HB6-3柱塞，输浆量3m3/h,工作压力灰浆搅拌机：HL-1型200L制浆与注浆灰浆集料斗：400L磅称泥浆比重计泥浆管：Φ1594 测量仪器经纬仪测量与纠偏水准仪4. 材料与配合比深层搅拌法加固软土的固化剂可选用水泥，掺入量一样为加固土重的8～16%，每加固1m3土体掺入水泥约120～160kg；如用水泥砂浆作固化剂，其配合比为1：1～2（水泥：砂）。
第10章深层搅拌法
1、适用条件：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。
4
3、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。
表 10.1-1 深层搅拌分类
分类依据
类
别
主要特点
水泥土深层搅拌法
喷射水泥浆或雾状粉体
固化剂材料种类
石灰粉体深层搅拌法（石灰柱法） 喷射雾状石灰粉体
浆液喷射深层搅拌法
喷射水泥浆
固化剂材料形态 粉体喷射深层搅拌法
喷射雾状石灰粉或水泥粉 体、石灰水泥混合粉体
1
深层搅拌法适用于加固软弱地基，它所形成的固结体可提高软
10
2、硬凝反应
随着水泥水化反应的进行，溶液中析出大量的钙离子Ca2+， 当Ca 2+的数量超过离子交换的需要量后，在碱性环境中，组成 粘土矿物的二氧化硅与三氧化铝的一部分或大部分与Ca 2+产生 化学反应，并逐渐生成不溶于水的稳定的铝酸钙、硅酸钙及钙 黄长石的结晶水化物。这些化合物在水中和空气中逐渐硬化， 提高了水泥强度，且其结构比较致密，水分不易侵入，从而使 水泥土具有足够的水稳定性。
深层搅拌桩施工工法
深层搅拌桩施工工法引言深层搅拌桩是一种常用于建筑和土木工程中的地基处理方法。
它通过在土壤中搅拌和湿化混合物，形成搅拌桩，以增强土壤的承载能力和稳定性。
本文将介绍深层搅拌桩的施工工法。
一、施工前的准备工作在进行深层搅拌桩施工之前，需要进行一些准备工作：1. 确定工程现场的地质状况和设计要求，包括土壤类型、含水量、荷载要求等。
2. 编制深层搅拌桩施工方案，并进行必要的技术交流和验收。
3. 准备施工所需的设备和材料，包括混凝土搅拌机、挖掘机、搅拌桩搅拌机、水泥、砂等。
二、深层搅拌桩施工步骤深层搅拌桩施工一般包括以下步骤：1. 确定施工基准线和参考点，在施工现场进行标志，以便控制桩的位置和方向。
2. 使用挖掘机或其他适当的设备开挖桩孔，深度一般根据设计要求确定。
3. 将搅拌桩搅拌机置于桩孔或孔旁，并将搅拌头下降至所需深度。
4. 启动搅拌桩搅拌机，搅拌头开始回转和下降，同时向桩孔中注入水泥浆或混凝土。
5. 混凝土或水泥浆通过搅拌头的旋转和下降，在桩孔中形成桩体，同时将土壤与混凝土或水泥浆混合。
6. 根据设计要求和施工进度，依次完成每个搅拌桩的施工。
7. 对搅拌桩进行质量检验和验收，确保其达到设计要求。
三、施工注意事项在深层搅拌桩施工过程中，需要注意以下事项：1. 施工现场要保持整洁，确保设备和材料的安全，并采取必要的安全措施，避免发生事故。
2. 根据设计要求，合理控制搅拌深度和速度，确保搅拌桩的质量和稳定性。
3. 随时监测搅拌桩施工过程中的参数，如搅拌深度、搅拌时间等，以便及时调整施工方案。
4. 施工过程中要及时处理好泥浆和碎石等废弃物，保持环境卫生。
5. 进行深层搅拌桩施工时，应尽量避免与其他施工作业相互干扰，保持施工的连续性和高效性。
结论深层搅拌桩施工是一种常用的地基处理方法，通过搅拌土壤和混凝土或水泥浆，可以显著提高土壤的承载能力和稳定性。
在进行深层搅拌桩施工时，需要进行充分的准备工作，并按照施工步骤进行操作。
简要介绍深层搅拌法
简要介绍深层搅拌法深层搅拌法（Deep Mixing Method，简称DMM）是一种用于地基改良的技术，通过在土壤中注入水泥、石灰等固化材料，并用搅拌器将其充分混合，以改善土壤的物理力学性质。
深层搅拌法广泛应用于建筑、道路、桥梁和地铁等基础设施工程。
深层搅拌法在改良土壤的同时，还可以用于固化废弃物土壤、降低污染物迁移和提高土壤的持久性。
相比传统的土壤改良方法，深层搅拌法具有以下几个显著的优势：1.高效率：深层搅拌法可以在较短时间内完成大面积的土壤改良工作。
通过搅拌器在土壤中注入固化材料，可以达到快速改善土壤物理力学性质的目的。
2.环境友好：使用深层搅拌法改良土壤可以降低土壤的渗透性，减少地下水污染的风险。
此外，可使用可从回收的固废材料作为固化材料，减少对自然资源的依赖。
3.适用范围广：深层搅拌法适用于各种土壤类型，包括软弱土壤、砂质土壤和粘土等。
它可以改善土壤的抗压强度、剪切强度和抗液化性能等物理力学性质。
深层搅拌法的基本原理是通过搅拌器在土壤中注入固化材料，并将其与土壤充分混合，使土壤颗粒得以形成更紧密、均匀的结构。
具体实施步骤如下：1.预处理：首先对土壤进行必要的准备工作，包括清理表面杂物、排水、确保搅拌器操作的顺利进行。
2.注入固化材料：使用特殊的搅拌器将固化材料注入土壤中。
常用的固化材料包括水泥、石灰和粉煤灰等。
注入速度和材料的注入量应根据土壤类型和所需改良的力学性能来决定。
3.混合土壤：搅拌器在注入固化材料的同时进行搅拌操作，使固化材料与土壤形成均匀的混合物。
深层搅拌的深度可以根据不同的工程要求进行调整。
4.固化过程：固化材料与土壤混合后，需要在一定时间内进行固化。
固化的时间取决于所使用的固化材料和环境条件，一般需要几天到几周不等。
深层搅拌法的施工设备包括搅拌器、注浆机和注浆桩机等。
不同的工程需要选择不同的设备和操作方法。
施工过程需要仔细控制搅拌速度、注入量和注入间距，以确保土壤改良的效果。
2.2 深层搅拌法
3. 外加剂对强度的影响
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，其掺入量为水泥重量的0.05%、 2%、 0.5%、 2%。减水剂木质素磺酸钙为 0.2%，石膏具有 缓凝和早强双重作用，掺入量为2%。 掺加粉煤灰的水泥土其强度比不掺的强度都有所 提高，当掺入与水泥等量的粉煤灰后，强度提高 10% 。
(3) 铝酸三钙（3CaO. Al2O3）：占水泥重量的10%，水化速度 最快，促进水泥早期强度。 3CaO.Al2O3+6H2O→3Cao.Al2O3.6H2O (4) 铁铝酸四钙（4CaO. Al2O3 .Fe2O3）：占水泥重量的10%， 促进水泥早期强度。 4CaO. Al2O3 .Fe2O3+2Ca(OH)2+10H2O → 3Cao.Al2O3.6H2O+ +3CaO. Fe2O3 .6H2O 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 重新暴露出来，再与水发生反应，形成胶体。 （5）硫酸钙（CaSO4）：虽然它只占3%左右，但它与铝酸三钙 一起与水反应，生成一种被称为水化硫铝酸钙（水泥杆菌）的化合 物： 3CaSO4+3CaO.Al2O3+32H2O→3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O 根据电子显微镜观察，水泥杆菌最初以针状结晶形式在比较短 的时间内析出，它可以把大量的自由水以结晶水的形式固定下来， 这对于含水量高的软粘土有特殊意义，使土中自由水的减少量为水 泥杆菌生成量的46%。当然，硫酸钙的掺量不能过多，否则这种水 泥杆菌针状结晶会使水泥发生膨胀而遭破坏。
（一）水泥系深层搅拌法加固机理 1. 水泥浆喷射深层搅拌法加固机理 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（CaO）、二氧化硅 （SiO2）、三氧化二铝（Al3O2）和三氧化二铁（Fe2O3），通 常占95%以上，其余5%以下的成分还有氧化镁（MgO）、氧化 硫（SO3）等，由这些不同的氧化物分别组成了不同的水泥矿 物，铝酸三钙、硅酸三钙、硅酸二钙、硫酸三钙、铁铝酸四钙、 硫酸钙等。用水泥加固软土时，各自发生以下反应： （1）硅酸三钙（3CaO.SiO2）：在水泥中含量最高（约占50%） 是决定强度的主要因素。 2(3CaO.SiO2)+6H2O→ 3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2 （2）硅酸二钙（2CaO.SiO2）：在水泥中含量较高（约占25%） 它主要产生后期强度。 2(2CaO.SiO2)+ 4H2O → 3CaO.2SiO2. 3H2O +Ca(OH)2
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四、设计计算 （二）水泥土搅拌桩的计算 1、柱状加固地基 (3)水泥土搅拌桩沉降验算 ①竖向承载搅拌桩复合地基变形s： 包括复合土层的平均压缩变形s1与桩端下未加固土 层的压缩变形s2 ②复合土层的平均压缩变形s1的计算方法: 规范采用复合模量法： p p l
s1
z zl
2 Esp
pz—搅拌桩复合土层顶面的附加压力值（kPa） pzl—搅拌桩复合土层底面的附加压力值（kPa）
②参数含义： 见教材。
四、设计计算 （二）水泥土搅拌桩的计算 1、柱状加固地基 (2)复合地基的设计计算 ③求置换率和总桩数：
m f spk f sk (5 20)
Ra f sk Ap m A n Ap
(5 21)
四、设计计算 （二）水泥土搅拌桩的计算 1、柱状加固地基 (2)复合地基的设计计算 ④理解--β的取值： 反映桩土共同作用
Ra u p qsi li q p Ap
n
(5 17)
四、设计计算
（二）水泥土搅拌桩的计算 i 1 1、柱状加固地基 Ra f cu Ap (1)单桩竖向承载力的设计计算 ③公式理解 η—桩身强度折减系数的取值： α—桩端天然地基土的承载力折减系数的取值 有效桩长的取值 ④需设计确定的主要指标 桩长l、水泥掺入比av
SMW（Soil Mixing Wall）工法施工
双轴搅拌桩机 直径700，搭接200 桩长10m用于止水
a)
b)
c)
d)
a)柱状布置；b) 壁状布置；c) 格栅状布置；d) 块状布置
五、施工方法
（一）水泥搅拌法 2、施工工艺 一般的施工工艺流程：一次喷浆、二次搅拌 就位 — 预搅下沉 — 制备水泥浆 — 提升喷浆搅拌 — 重 复搅拌下沉—重复提升搅拌— 清洗— 移位
三、水泥加固土的工程特性 （四）水泥土的抗冻性能 自然冰冻不会造成水泥土深部的结构破坏 在长期冰冻下强度几乎不增长，但恢复正常温度后 正常增长 不低于-15℃时冰冻对水泥土结构损害甚微 只要地温不低于-10℃就可进行水泥土搅拌法的冬季 施工
四、设计计算 （一）水泥土搅拌桩的设计 1、对地质勘察的要求 土质、水质分析 2、加固形式的选择 柱状、壁状（和格栅状）、块状。 3、加固范围的确定 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。
四、设计计算 （二）技术要点和措施 1、用于加固地基 P83（1）~（10）
2、用于防渗和挡土 P83（1）~（10）
五、施工方法 （一）水泥搅拌法 1、搅拌机械设备及性能 中心喷浆方式（混合浆）和叶片喷浆方式（纯水 泥浆）
支护结构
——
水泥土墙
支护结构——水泥土墙
支护结构——水泥土墙
支护结构——水泥土墙
减水、可泵 填充、早强
水泥土搅拌桩施工要点
. （1）复搅工艺
确保搅拌均匀，必要时采用“二喷三搅”工艺 （干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。 （2）提升速度~喷浆速度 提升搅拌速度不宜大于0.5m/min； 提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长 喷浆均匀。
搅拌桩复合地基 设计与施工中的若干问题
渗透(10-8~10-5cm/s，低渗透性)
三、水泥加固土的工程特性 （三）力学性能 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。
三、水泥加固土的工程特性
（三）力学性能 1、无侧限抗压强度及其影响因素 影响水泥土的无侧限抗压强度的因素： 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。 （1）水泥掺入比aw对强度的影响 掺入比aw概念 小于5%时反应微弱 要求必须大于10% aw~fcu经验公式(见书)
三、水泥加固土的工程特性 （三）力学性能 1、无侧限抗压强度及其影响因素 影响水泥土的无侧限抗压强度的因素： （2）龄期对强度的影响 水泥土3个月作为强度标准值 （3）水泥强度等级对强度的影响 水泥土的强度随水泥标号的提高而增加 （4）土样含水量对强度的影响 无侧限抗压强度随着土样含水量的降低而增大，一 般含水量w降低10%强度增加10~50%
地基处理
Ground Treatment 合肥工业大学 土木与水利工程学院 赵 静
第五章 深层搅拌法
一、概述 1、概念： 利它是利用水泥 ( 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。
Ra u p qsi li q p Ap
i 1 n
(5 17)
地基土抗力
Ra f cu Ap
(5 18)
桩体本身
四、设计计算 （二）水泥土搅拌桩的计算 i 1 1、柱状加固地基 Ra f cu Ap (5 18) (1)单桩竖向承载力的设计计算 ②参数含义 fcu—标准养护下90d龄期立方体抗压强度平均值/kPa η—桩身强度折减系数,干法0.20~0.30,湿法0.25~0.33 up—桩的周长/m n —桩长范围内所划分的土层数 qsi—桩周第i层土的侧阻力特征值。淤泥4~7kPa；淤泥 质土 6~12kPa ；对软塑状态的粘性土可取 10~15kPa ； 对可塑状态的粘性土可以取12~18kPa
水泥掺量及外加剂
水泥掺量 水泥掺入比（单位体积搅拌桩中水泥与土的重量比） 一般为12~16% 外加剂
外 掺 剂 作 用 掺量（%）
水灰比~1：0.5（重量之比）
碳 酸 钠
氯 化 钙 三乙醇胺 木质素磺酸钙 粉 煤 灰
早
早 早
强
强 强
0.2 ~ 0.4
2 ~5 0.05 ~ 0.2 0.2 ~ 0.5 50 ~ 80
四、设计计算
（二）水泥土搅拌桩的计算 1、柱状加固地基 (1)单桩竖向承载力的设计计算 ①公式： 单桩竖向承载力特征值应通过 现场载荷试验确定， 初步设计时可按式 (5 － 17) 估算，并应满足式 (5-18) 的 要求，应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。
二、加固机理（微观角度）
（一）水泥的水解和水化发应： CaO、SiO2、Al2O3→Ca(OH)2、CaSiO3· nH2O等 （二）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 ：Na+、K＋←→Ca2+， 形成大颗粒，强度提高。 (2)硬凝反应：生成不溶于水的结晶化合物。 （三）碳酸化作用 生成不溶于水的碳酸钙，使水泥土增加强度。
二、加固机理（微观角度） （一）石灰吸水作用 （二）石灰发热 （三）石灰吸水膨胀 （四）离子交换作用与土粒的凝聚作用
（五）石灰的胶凝作用
三、水泥加固土的工程特性
（一）桩身材料： 水泥、水泥系固化材料、石灰 （二）水泥土的物理性质： 含水量(减少0.5~7%) 重度(增加0.5~3%) 相对密度（应是比重，增加0.7~2.5%）
Ra u p qsi li q p Ap
n
(5 17)
(5 18)
四、设计计算 （二）水泥土搅拌桩的计算 1、柱状加固地基 (2)复合地基的设计计算 ①公式： 加固后搅拌桩 复合地基承载力特征值 应通过现场 复合地基载荷试验确定，也可按下式计算：
f spk Ra m (1 m) f sk Ap (5 19)
三、水泥加固土的工程特性 （三）力学性能 2、抗拉强度 水泥土σt随fcu的增长而提高，幂函数关系。 3、抗剪强度 水泥土抗剪强度随 fcu 的增长而提高。当 fcu=0.5 ～ 4MPa时，粘聚力c在100～1000KPa，在20～30。 4、变形模量(无侧限)--土力学 当σv达50％fcu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。 E50=126fcu 5、压缩系数和压缩模量（有侧限）--土力学 av约为(2.0~3.5)×10-2(MPa)-1(低压缩性土)，压缩模 量Es 60~100MPa
SMW（Soil Mixing Wall）工法施工
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四、设计计算 （二）水泥土搅拌桩的计算 1、柱状加固地基 (3)水泥土搅拌桩沉降验算 ③未加固土层的压缩变形s2的计算方法: 可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定进行计算。（应力扩散分层总和法）
四、设计计算 （二）水泥土搅拌桩的计算 1、柱状加固地基 (4)复核地基设计--以沉降控制的设计思路 ①地层结构--沉降计算--确定加固深度--试选施工桩长 ②试选桩身强度和水泥掺入量 ③计算单桩承载力 ④计算有效桩长 ⑤计算面积置换率 ⑥进行布桩，桩可只在基础平面范围内布置
Ra u p qsi li q p Ap
n
(5 17)
四、设计计算
（二）水泥土搅拌桩的计算 i 1 1、柱状加固地基 Ra f cu Ap (5 18) (1)单桩竖向承载力的设计计算 ②参数含义 li —桩长范围内第i层土的厚度/m qp—桩端地基土未经修正的承载力特征值(kPa)，可按 现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的 有关规定确定 α— 桩端天然地基土的承载力折减系数 , 可取 0.4~0.6 ， 承载力高时取 低值