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土木与水利工程学院
赵 静
地基处理 Ground Treatment
第五章 深层搅拌法
第一章
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。
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一、概述
20世纪20年代：美国、西欧；水泥土
二战后，就地搅拌桩（MIP，mixed-in-place-pile ），DCM（Deep cement mixing）等
20世纪50年代，传入日本，较快发展
20世纪70年代末，我国引进
2、发展（P72）
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～（9）
3、优点：
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一、概述
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上等地基。
当地基土的天然含水量小于3%（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。
需要作试验确定情况：泥炭土、地下水具有侵蚀性的土
加固效果较差情况：有机质含量高、生活垃圾类填土
一、概述
4、适用情况：
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。
石灰吸水作用
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石灰发热
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石灰吸水膨胀
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离子交换作用与土粒的凝聚作用
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石灰的胶凝作用
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二、加固机理（微观角度）
水泥、水泥系固化材料、石灰
（一）桩身材料：
含水量(~7%)
重度(~3%)
相对密度（应是比重，~%）
渗透(10-8~10-5cm/s，低渗透性)
（二）水泥土的物理性质：
三、水泥加固土的工程特性
力学性能
无侧限抗压强度及其影响因素
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。
水泥土的无侧限抗压强度：
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三、水泥加固土的工程特性
三、水泥加固土的工程特性
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（三）力学性能
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)
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