南京工程学院毕业设计说明书目录前 言 1第一章 绪论 21.1概述 21.2发展概况 31.3 工程应用情况 41.4搅拌法的特点及适用性 61.5勘察要求 7第二章 水泥土搅拌法加固机理 92.1水泥浆液喷射搅拌加固土的原理 92.2 水泥粉体喷射搅拌加固机理 112.3水泥土的材料特性 11第三章 水泥土室内配比试验与分析 153.1室内配合比试验 153.2试验结果及分析 18第四章 柱状水泥土搅拌桩复合地基设计与计算 284.1工程概况 284.2设计原则 294.3设计要求及参数选择 314.4单桩竖向承载力的设计与计算 314.5复合地基承载力的设计与计算 334.6下卧层强度验算 364.7复合地基沉降变形验算 414.8方案选择 494.9理正地基处理计算软件——地基处理计算 49第五章 壁状水泥土搅拌桩复合地基设计与计算 555.1工程概况 555.2格栅形水泥土支挡墙的设计原则 555.3水泥土重力式挡土墙设计计算 57第六章 水泥土搅拌法的施工工艺与质量检验 676.1水泥土搅拌法的施工工艺 676.2质量检验 75结论 77参考文献 79致 谢 8044第 页前 言我国地域广大，有各种成因的软弱土层，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、受力后沉降稳定时间长近年来由于工业布局或城市发展规划，经常需要在软土地基上进行建筑施工由于软土地基不良的建筑性能，因此需要进行人工加固软土就地加固是基于最大限度地利用原土，经过适当的改性后作为地基，以承受相应的外力在软土地基中搅拌掺入各类固化剂使软土固化，是一种通用的地基加固方法水泥土搅拌法是用于加固软弱地基的一种新型技术，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（浆液状或粉体状）强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生的一系列物理-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优质地基由固化剂（水泥）与软土搅拌形成的固结体在我国称为水泥土搅拌桩又由于历史上的原因和使用习惯，将用水泥浆与软土搅拌形成的柱状固结体称为深层搅拌桩；将用水泥粉体与软土搅拌形成的柱状固结体称为粉喷桩将这两类地基加固方法（即拌入水泥浆的湿法和拌入水泥粉的干法）合称水泥土搅拌法（简称搅拌法）在复合地基法中，水泥土搅拌桩复合地基以其独特的优点应用非常广泛随着水泥土桩的试验研究、理论分析等工作的开展，水泥土搅拌桩复合地基理论研究水平获得了很大的提高。
第一章 绪论1.1概述 水泥土搅拌法是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的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和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使喷入软土中的固化剂与软土充分拌合在一起，由固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学作用，形成的抗压强度比天然土强度高得多，并具有整体性、水稳定性的水泥加固土状柱体，由若干根这类加固土桩柱体和桩间土构成复合地基另外根据需要，也可将搅拌桩柱体逐根紧密排列构成地下连续墙或作为防水围幕、基坑工程围护挡墙、被动区加固、大体积水泥稳定土等搅拌法分为“深层搅拌法”（亦称湿法）和粉体搅拌法（简称干法）深层搅拌法是使用水泥浆作为固化剂的水泥土搅拌法；粉体搅拌法是以干水泥粉（石灰粉）作为固化剂的水泥土搅拌法深层搅拌法亦称为浆液搅拌法；粉体喷搅法详称粉体喷射搅拌法所谓“深层”搅拌法相对“浅层”搅拌法而言的20世纪20年代美国及西欧国家在软土地区修建公路和堤坝时，经常采用一种“水泥土”（或石灰土）来作为路基或坝基这种水泥土（或石灰土）是按照地基加固所需的范围，从地表挖取0.6～1.0m深的软土，在附近用机械或人工拌土水泥或石灰，然后放回原处压实，这就是最深的软土，在附近用机械或人工拌土水泥或石灰，然后放回原处压实，这就是最初始的软土的浅层搅拌加固法。
这种加固软土的方法，深度一般小于1～3m后来随着加固技术的发展，浅层搅拌法逐步发展成在含水量高的软土地基中原位进行加固处理，搅拌翼做成复轴，喷嘴一边喷出水泥乳状物等固化材料，一边向下移动，并缓慢向前推进处理深度一般为3～4m，对于处理深度小于2m的就称为表层处理浅层搅拌法是从路基稳定方法中发展而来的，即先在软土中散布石灰或水泥等粉体固结材料，再将其卷入土中混合搅拌；而深层搅拌法用特制的搅拌机械，一般能使加固深度都大于5m，国外最大加固深度可打60m水泥土搅拌法适用于软土地基的加固如沿海一带的海滨平原、河口三角洲、湖盆地周围、山间谷地等沉积的河海相软土，对在这类沉积厚度大、含水量高（一般在60%～80%，高者达100%～200%）、孔隙比大于1.0、抗剪强度底、压缩性高、渗透性差的软土地区进行建筑时，通常都需要进行地基处理深层搅拌法是一种有效的地基处理方法，它具有成桩效率高、成本低、施工占地面积小、不使施工现场周围遭受污染，并且施工过程中无振动、无噪音等特点，特别适合于城市中心区及建筑物较为密集的地域施工和加固对旧城改造的地基加固施工，深层搅拌法是最佳选择方案，尤其对20m深度范围内没有理想持力层的软土地基。
1.2发展概况1.2.1国外发展概况1824年，英国人阿斯皮琴首先制造出硅酸盐水泥并获得专利；1885年，又在德国提出了用硅酸盐水泥作为注浆材料的专利申请1915年，日本在长崎县松岛煤矿竖井开挖工程中采用水泥灌浆进行止水1917年，美国开始用水泥拌和粘土作为道路的基层材料；1920年又用石灰拌和粘土作为路基；而建于1945年的得克萨斯高速公路基层的石灰土加固效果至今仍为人们所承认美国在第二次世界大战后研制成功一种就地搅拌桩（MIP），即从不断回转的螺旋转中空轴的端部向周围已被搅松的土中喷射水泥浆，经叶片的搅拌而形成水泥土桩，桩径0.3～0.4m，长度10～12m1953年日本清水建设株式会社从美国引进这种施工方法，继而又开发出以螺旋钻机为基本施工机械的CSL法和MR-D法（以开发公司名称的首字母命名）CSL法和MR-D法都是采用螺旋钻机杆上带有特殊形状的搅拌翼片，并通过钻机杆供给水泥浆，与土进行强制搅拌而成到了60年代，日本和瑞典分别开发研制成功一种用于加固深层软土的方法—深层搅拌法，可用来处理地下深部的河流冲积软土、湖泊和海底极软的沉积土，以及河道两岸的超软吹填土，甚至新近沉积的淤泥等。
一般采用的固化剂均为水泥浆或石灰粉1965年日本运输省港湾技术研究所开发生产的DLM法，即将石灰掺入软弱地基中加以原位搅拌，使之固结的深层搅拌工法DLM法是由两根带有旋转叶片的回转轴及在其中间部位兼作导向柱的固化剂输入管组成，固化剂是从两个搅拌面的交叉部位输入地基中的通常形成两个圆叠合形状断面的双柱状加固体1967年，日本港湾技术研究所土工部参照MIP工法的特点，开始研制石灰搅拌施工机械1974年由日本港湾技术研究所等单位又合作开发研制成功水泥搅拌固化法（CMC），用于加固钢铁厂矿石堆放地基，加固深度达32m接着，日本各大施工企业接连开发研制加固原理、固化剂接近、机械规格和施工效率各异的深层搅拌机械，例如深层化学搅拌法DCM，深层水泥搅拌法DMIC，深层水泥固结法DCCM等这些施工机械一般具有偶数个搅拌轴（2根、4根或8根），每个搅拌叶片的直径可达1.25m，一次加固的最大面积可达9.5m2，常在港工建筑中的防波堤、码头岸边及高速公路高填方下的深厚层软土地基加固工程中使用1.2.2 国内发展概况我国于20世纪70年代末致力于这项技术的开发并应用于工程实践中1977年由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院进行了室内试验和机械研制工作，于1978年底制造出我国第一台SJB-1型双搅拌轴、中心管输浆的搅拌机械，并由江阴市江阴振冲器厂成批生产（目前SJB-2型加固深度可达18m）。
1980年初在上海宝钢三座卷管设备基础的软土地基加固工程中首次获得成功1980 年初天津市机械施工公司与交通部一航局科研所利用日本进口螺旋钻孔机械进行改装，制成单搅拌轴和叶片输浆型搅拌机，1981年在天津造纸厂蒸煮锅改造扩建工程中获得成功近十年来，搅拌法加固技术发展迅速目前，按照固化材料的种类可分为水泥系搅拌（喷射水泥浆或雾状水泥粉体）和石灰系搅拌（喷射雾状石灰粉体）等；若按喷射材料的形态可分为浆液搅拌（喷射水泥浆等）和粉体喷射搅拌（喷射雾状石灰粉体或水泥粉体、石灰水泥混合粉体等）铁道部科学研究院1988年研制成功的DDG-2型工程钻机，配以泥浆泵和粉喷机等可以进行浅层水泥浆搅拌和粉喷搅拌，加固深度6m，成孔直径200mm，可做600的斜搅，主要用于整治路基和基床病害 1.3 工程应用情况搅拌水泥土桩问世以来，发展迅速，应用广泛在日本大量用于各种建筑物的地基加固、稳定边坡、防止液化及负摩擦等CDM法在日本及其他发达国家还广泛用于海上工程，如海底盾沟稳定掘进、人工岛海底地基加固、桥墩基础地基加固、岸壁码头地基加固、护岸及防波堤地基的加固等等由于日本的特殊环境，其海上工程的投入相当巨大，这也促进了CDM工法的迅速发展。
在日本仅粉体搅拌水泥土桩，截止1993年施工项目数已超过1400项，加固土方量达到1000万m3国外的深层搅拌机械采用了高新技术，实现了施工监控的自动化，确保了施工质量，目前尚未见到失败的工程例证其工程应用中，设计方法比较保守，置换率高达40%～80%，桩体设计强度值一般不超过0.6Mpa由于理论研究投入不够，目前还没有取得完整的应力场和变形场数据，使其设计计算方法不近人意深层搅拌水泥土在我国应用10余年来，应用范围不断扩展，形成了我国的特色深层搅拌水泥土桩率先用于10层综合楼的地基处理，大量用于8层左右的多层建筑物地基处理以及深基坑开挖中的支挡防渗工程根据我国国情，开发的价格低、机型轻便的搅拌机械，在软土地基加固中取得了显著的社会效益和经济效益20世纪90年代，我国的水泥土桩发展进入高潮，除西北、西南、东北边远地区以外，其他十几个省、市、自治区，包括台湾，都有应用的实例，尤以浙江、上海、湖北、江苏、广东等省市应用最多近几年，夯实水泥土桩也在北京大量应用原）冶金工业部、建设部以及浙江、武汉、上海、福建、天津等先后颁布了行业规范及地区性规范（定），成为当前深层搅拌水泥土桩设计和施工的依据。
在工程实践中，由于我国搅拌机械的性能及施工监控系统比较落后，加上操作不认真、设计理论不完善，工程中出现了不少事故，暴露了许多问题当务之急是继续完善和开发适合我国国情的搅拌机械，重点解决施工监控系统装置的研制在设计理论上，虽然我国的科技人员进行了大量的工作，在水泥土的基本性质、临界桩长、固结特性、桩体冻侧等方面取得了可喜的进展，但确少系统的研究，没有揭示水泥土桩复合地基的应力场和变形场，使设计水平停滞不前当今水泥土桩应用继续升温，解决上述问题意义重大1.4搅拌法的特点及适用性1.4.1搅拌法的优点 搅拌法加固软土技术，其独特的优点如下：（1）水泥搅拌法由于将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，因而最大限度的利用了原土；（2）搅拌时不会使地基侧向挤出，所以对周围原有建筑物的影响很小；（3）按照不同地基土的性质及工程要求，合理选择固化剂及其配方，设计比较灵活；（4）施工时无振动、无噪音、无污染，可在市区内和密集建筑群中施工；（5）土体加固后重度基本不变，对软弱下卧层不致产生附加沉降；（6）与钢筋混凝土桩基相比，节省了大量的钢材，并降低。