地基处理第2版浆液固化法ppt课件

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1、地基处理地基处理地基处理地基处理灌浆法灌浆法1 1水泥土搅拌法水泥土搅拌法2 2高压喷射注浆法高压喷射注浆法3 3地基处理地基处理浆液固化法浆液固化法浆液固化法定义浆液固化法定义：指利用指利用水泥浆液水泥浆液、粘土浆液粘土浆液或或其它化学浆其它化学浆液液，通过，通过灌注压入灌注压入、高压喷射高压喷射或或机械搅拌机械搅拌，使浆液与土颗粒，使浆液与土颗粒胶结起来，以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法。胶结起来，以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法。灌浆法。灌浆法。高高压压喷喷射射注注浆浆法法。利利用用高高压压射射水水切切削削地地基基土土，通通过过注注浆浆管喷出浆液，就地将土和浆液进行搅

2、拌混合管喷出浆液，就地将土和浆液进行搅拌混合水水泥泥土土搅搅拌拌法法。通通过过特特制制的的搅搅拌拌机机械械，在在地地基基深深部部将将粘粘士士颗颗粒粒和和水水泥泥强强制制拌拌和和，使使粘粘士士硬硬结结成成具具有有整整体体性性、水水稳稳性性和足够强度的地基土。和足够强度的地基土。地基处理地基处理7.1.1 7.1.1 概概 述述7.1 7.1 灌浆法灌浆法 灌灌浆浆法法: :是是指指利利用用液液压压、气气压压或或电电化化学学原原理理，通通过过注注浆浆管管把把浆浆液液均均匀匀地地注注入入地地层层中中，浆浆液液以以填填充充、渗渗透透和和挤挤密密等等方方式式，赶赶走走土土颗颗粒粒间间或或岩岩石石裂裂隙隙

3、中中的的水水分分和和空空气气后后占占据据其其位位置置，浆浆液液将将原原来来松松散散的的土土粒粒或或裂裂隙隙胶胶结结成成一一个个整整体体，形形成成一一个个结结构构新新、强强度度大大、防防水水性性能能好好和和化学稳定性良好的化学稳定性良好的“结石体结石体”地基处理地基处理加固目的加固目的： 防防渗渗：降降低低渗渗透透性性，减减少少渗渗流流量量，提提高高抗抗渗渗能能力力，降降低低孔孔隙隙压压力力。常常用用于于防防止止流流砂砂、钢钢板板桩桩渗渗水水、坝坝基基漏漏水水、隧隧道开挖时涌水以及改善地下工程的开挖条件；道开挖时涌水以及改善地下工程的开挖条件； 堵堵漏漏：封封填填孔孔洞洞，堵堵截截流流水水，增增

4、加加边边坡坡、堤堤岸岸的的稳稳定定性。常用于整治塌方、滑坡、堤岸以及蓄水结构等；性。常用于整治塌方、滑坡、堤岸以及蓄水结构等； 加加固固：提提高高地地基基承承载载力力，减减少少地地基基的的沉沉降降和和不不均均匀匀沉沉降降 。 纠纠偏偏:提提高高岩岩土土的的力力学学强强度度和和变变形形模模量量，固固化化地地基基和和恢复工程结构的整体性纠正建筑物偏斜。恢复工程结构的整体性纠正建筑物偏斜。地基处理地基处理应用主要有以下几个方面应用主要有以下几个方面： 坝基的加固及防渗；坝基的加固及防渗； 建筑物地基的加固；建筑物地基的加固； 土坡稳定性加固；土坡稳定性加固； 挡土墙后土体的加固；挡土墙后土体的加固；

5、 已有结构的加固；已有结构的加固； 道路地基基础加固；道路地基基础加固； 地下结构的止水及加固；地下结构的止水及加固； 井巷工程中的加固及止水；井巷工程中的加固及止水； 动力基础的抗振加固；动力基础的抗振加固； 其他：预填骨料灌浆、后拉锚杆灌浆及钻孔灌注桩后灌其他：预填骨料灌浆、后拉锚杆灌浆及钻孔灌注桩后灌浆。浆。地基处理地基处理溪溪洛洛渡渡水水电电站站是是金金沙沙江江水水电电基基地地下下游游四四个个巨巨型型水水电电站站中中最最大大的的一一个个，拦拦河河坝坝为为混混凝凝土土双双曲曲拱拱坝坝，最最大大坝坝高高278278米米，是是中中国国第第二二、世世界界第第三三大大水水电电站站，整整个个工工程

6、程静静态态投投资资503.4503.4亿亿元元人人民民币。币。2003年开始筹建，年开始筹建，2005年底主体工程开工，年底主体工程开工，2015年竣工投产年竣工投产地基处理地基处理溪洛渡水电站溪洛渡水电站坝基的加固及防渗坝基的加固及防渗坝基的加固及防渗坝基的加固及防渗地基处理地基处理挡土墙后土体的加固大坝帷幕灌浆溢洪闸帷幕灌浆建筑物基地加固地基处理地基处理土坡稳定性加固隧道加固道路地基基础加固地基处理地基处理7.1.2 7.1.2 加固机加固机理理(1)(1)渗渗透透灌灌浆浆：是是指指在在压压力力作作用用下下使使浆浆液液填填充充土土的的孔孔隙隙和和岩岩石石的的裂裂隙隙，排排挤挤出出孔孔隙隙中

7、中存存在在的的自自由由水水和和气气体体，而而基基本本上上不不改改变变原原状状土土的的结结构构和和体体积积，所所用用灌灌浆浆压压力力相相对对较较小小。这这类类灌灌浆浆一一般般只只适适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。球形扩散理论、球形扩散理论、 柱形扩散理论和柱形扩散理论和袖套管法理论。袖套管法理论。p球形扩散理论球形扩散理论 a. a. 被灌砂土为均质的、各向同性的；被灌砂土为均质的、各向同性的； b. b. 浆液为牛顿体；浆液为牛顿体； c. c. 浆液从灌浆管底端注入地基土内；浆液从灌浆管底端注入地基土内； d. d. 浆液在地层中呈球状扩散。浆液在地

8、层中呈球状扩散。地基处理地基处理dhhh0地下水位灌浆管图图7-1 7-1 注降管底端注浆球型扩散图注降管底端注浆球型扩散图地基处理地基处理dhhh0地下水位灌浆管图图7-1 7-1 注降管底端注浆球型扩散图注降管底端注浆球型扩散图地基处理地基处理p柱形扩散理论柱形扩散理论 图7-2 浆液柱桩扩散图xdhhh0地下水位灌浆管rqAAA A地基处理地基处理湍流是流体的一种流动状态。u当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，也称为稳流或片流；u逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；u当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中

9、有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合。这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。 p袖套管法理论袖套管法理论地基处理地基处理(2) (2) 劈劈裂裂灌灌浆浆：是是指指在在灌灌浆浆压压力力作作用用下下，向向钻钻孔孔泵泵送送不不同同类类型型的的流流体体，以以克克服服地地层层的的初初始始应应力力和和抗抗拉拉强强度度，引引起起岩岩石石和和土土体体结结构构的的破破坏坏和和扰扰动动，使使其其垂垂直直小小主主应应力力的的平平面面上上发发生生劈劈裂裂，使使地地层层中中原原有有的的裂裂隙隙和和孔孔隙隙张张开开，浆浆液液的的可可灌灌性性

10、和和扩散距离增大，而所用的扩散距离增大，而所用的灌浆压力相对较高灌浆压力相对较高。 地基处理地基处理 砂和砂砾石地层砂和砂砾石地层可按照有效应力的库伦莫尔破坏准则进行计算地基处理地基处理 粘性土地层粘性土地层 在在粘粘性性土土地地层层中中，水水力力劈劈裂裂将将引引起起土土体体固固结结及及挤挤出出等等现现象象。在在固固结结作作用用条条件件，注注入入浆浆液液的的体体积积V V及及单单位位土土体体所所需需的的浆浆液量液量Q Q：: : 在存在多种劈裂现象的条件下，土层被固结的程度在存在多种劈裂现象的条件下，土层被固结的程度C C：地基处理地基处理(3)(3)压压密密灌灌浆浆：指指通通过过在在土土中中

11、灌灌入入极极浓浓的的浆浆液液，在在注注浆浆点点使使土土体体挤挤密密，在在注注浆浆管管端端部部附附近近形形成成“浆浆泡泡”。当当浆浆泡泡的的直直径径较较小小时时，灌灌浆浆压压力力基基本本上上沿沿钻钻孔孔的的径径向向扩扩展展。随随着着浆浆泡泡尺尺寸寸的的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。水泥浆封闭浆泡图7-4 压密灌浆原理示意图地基处理地基处理(4) (4) 电电动动化化学学灌灌浆浆：指指在在施施工工时时将将带带孔孔的的灌灌浆浆管管作作为为阳阳极极，用用滤滤水水管管作作为为阴阴极极，将将溶溶液液由由阳阳极极压压入入土土中中，并并通通以以直直流流电电

12、，在在电电渗渗作作用用下下，孔孔隙隙水水由由阳阳极极流流向向阴阴极极，促促使使通通电电区区域域中中土土的的含含水水量量降降低低，并并形形成成渗渗浆浆通通路路，化化学学浆浆液液也随之流入土的孔隙中，并在土中硬结。也随之流入土的孔隙中，并在土中硬结。 AB水力坡降线地基处理地基处理7.1.3 7.1.3 灌浆材料及选用原则灌浆材料及选用原则 (1)(1)灌灌浆浆材材料料：灌灌浆浆材材料料由由主主剂剂( (原原材材料料) )、溶溶剂剂( (水水或或其其它它溶溶剂剂) )及及外外加加剂剂混混合合而而成成。通通常常所所说说的的灌灌浆浆材材料料是是指指浆浆液液中中的的主主剂剂。外外加加剂剂可可根根据据在在

13、浆浆液液中中所所起起的的作作用用，分分为为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。等。 灌灌浆浆材材料料常常分分为为粒粒状状浆浆材材和和化化学学浆浆材材两两个个系系统统，其其后后再再按按材材料料的的主主要要特特点点细细分分为为不不稳稳定定粒粒状状浆浆材材、稳稳定定粒粒状状浆浆材材、无机化学浆材无机化学浆材和和有机化学浆材有机化学浆材等四类等四类地基处理地基处理粒状浆材（悬液）化学浆材（真溶液）灌浆材料不稳定粒状浆材稳定粒状浆材水泥浆水泥砂浆等粘土浆水泥粘土浆无机浆材有机浆材硅酸盐环氧树脂类甲基丙烯酸脂类聚氨脂类丙烯酰胺类比木质素类其它地基处理地基处理 粒

14、粒状状浆浆材材：主主要要包包括括纯纯水水泥泥浆浆、粘粘土土水水泥泥浆浆及及水水泥泥砂砂浆浆三三种种，这这些些浆浆材材容容易易取取得得、成成本本低低廉廉。为为了了改改善善粒粒状状浆浆材材的的性性质质，以以适适应应各各种种自自然然条条件件和和不不同同灌灌浆浆目目的的的的需需要要，还常在浆液中掺入各种外加剂。还常在浆液中掺入各种外加剂。 粒状浆材的粒状浆材的主要性质主要性质包括：包括：1 1分散度、分散度、2 2沉淀析水性、沉淀析水性、3 3凝结性、凝结性、4 4热学性、热学性、 5 5收缩性、收缩性、6 6结石强度、结石强度、7 7渗透性、渗透性、8 8耐久性耐久性。地基处理地基处理 化化学学浆浆

15、材材：。最最大大特特点点：浆浆液液属属于于真真溶溶液液，初初始始粘粘度度大大都都较较小小，故故可可用用来来灌灌注注细细小小的的裂裂隙隙或或孔孔隙隙，解解决决水水泥泥浆浆材材难难于于解解决决的的复复杂杂地地质质问问题题。化化学学浆浆材材的的主主要要缺缺点点：造造价价较较高高和和存在污染环境问题存在污染环境问题，使这类浆材的推广应用受到较大的局限。，使这类浆材的推广应用受到较大的局限。 地基处理地基处理 混混合合型型浆浆材材：包包括括聚聚合合物物水水玻玻璃璃浆浆材材、聚聚合合物物水水泥泥浆浆材材和和水水泥泥水水玻玻璃璃浆浆材材等等几几类类。此此类类浆浆材材包包括括了了上上述述各各类类浆浆材材的的性

16、性质质，或或用用来来降降低低浆浆材材成成本本，或或用用来来满满足足单单一一材材料料不不能能实实现现的的性性能能，尤尤其其是是水水玻玻璃璃水水泥泥浆浆材材，由由于于具具有有成成本本低低和和速速凝凝的的特特点点，现现以以被被广广泛泛用用来来加加固固软软土土层层和和解解决决地地基基中中的特殊问题。的特殊问题。地基处理地基处理7.1.4 7.1.4 灌浆设计灌浆设计 (1) (1) 设计程序和设计内容设计程序和设计内容 设计程序设计程序 a.a.地质调查地质调查。查明场地工程地质特性和水文地质条件。查明场地工程地质特性和水文地质条件。 b.b.方方案案选选择择。根根据据工工程程性性质质、灌灌浆浆目目的

17、的及及地地质质条条件件，初初步选定灌浆方案。步选定灌浆方案。 c.c.灌灌浆浆试试验验。除除进进行行室室内内灌灌浆浆试试验验外外，对对较较重重要要的的工工程程，还还应应选选择择有有代代表表性性的的地地段段进进行行现现场场灌灌浆浆试试验验，以以便便为为确确定定灌灌浆技术参数及灌浆施工方法提供依据。浆技术参数及灌浆施工方法提供依据。 d.d.设计和计算设计和计算。确定各项灌浆参数和技术措施。确定各项灌浆参数和技术措施。 e.e.补补充充和和修修改改设设计计。在在施施工工期期间间和和竣竣工工后后的的运运营营过过程程中中，根据观测所得的异常情况，对原设计进行必要的调整。根据观测所得的异常情况，对原设计

18、进行必要的调整。地基处理地基处理 设计内容设计内容 a. a. 灌浆标准灌浆标准。通过灌浆要达到的效果和质量指标。通过灌浆要达到的效果和质量指标。 b. b. 施工范围施工范围。包括灌浆深度、长度和宽度。包括灌浆深度、长度和宽度。 c. c. 灌浆材料灌浆材料。包括浆材种类和浆液配方。包括浆材种类和浆液配方。 d. d. 浆浆液液影影响响半半径径。指指浆浆液液在在设设计计压压力力下下所所能能达达到到的的有有效效扩散距离。扩散距离。 e. e. 钻钻孔孔布布置置。根根据据浆浆液液影影响响半半径径和和灌灌浆浆体体设设计计厚厚度度，确确定合理的孔距、排距、孔数和排数。定合理的孔距、排距、孔数和排数。

19、 f. f. 灌灌浆浆压压力力。规规定定不不同同地地区区和和不不同同深深度度的的允允许许最最大大灌灌浆浆压力。压力。 g. g. 灌浆效果评估灌浆效果评估。用各种方法和手段检测灌浆效果。用各种方法和手段检测灌浆效果。 地基处理地基处理 (2) (2) 水泥浆液灌注法水泥浆液灌注法 水水泥泥浆浆液液一一般般都都采采用用普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥为为主主剂剂，是是一一种种悬悬浊液浊液，它能形成强度较高和渗透性较小的结石。，它能形成强度较高和渗透性较小的结石。 灌浆标准灌浆标准： a. a. 防防渗渗标标准准：。在在砂砂或或砂砂砾砾石石地地基基中中，防防渗渗标标准准都都采采用用渗渗透透系系数数来来

20、控控制制。在在岩岩石石地地基基中中，我我国国多多采采用用单单位位吸吸水水量量来控制。来控制。 b.b.强度和变形标准强度和变形标准c.c.施工控制标准施工控制标准：。1) 1) 在正常情况下注入理论耗浆量在正常情况下注入理论耗浆量Q Q， 2) 2) 按耗浆量降低率进行控制按耗浆量降低率进行控制地基处理地基处理 浆材及配方设计原则浆材及配方设计原则 水泥品种应根据水泥品种应根据灌浆目的灌浆目的和和环境水环境水的侵蚀作用等设计确的侵蚀作用等设计确定，一般情况下，可采用定，一般情况下，可采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 水泥浆液存在的主要问题：水泥浆液存在的主要问题：析水

21、性大、稳定性差，水灰析水性大、稳定性差，水灰比越大，上述问题越突出比越大，上述问题越突出。水工建筑物水泥灌浆施工技术水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（规范（DL/T5148DL/T514820012001）规定：）规定：水泥浆液水灰比不宜大于水泥浆液水灰比不宜大于1 1。此外，纯水泥浆凝结时间较长，受冲刷和稀释。常在水泥中此外，纯水泥浆凝结时间较长，受冲刷和稀释。常在水泥中掺入各种附加剂，如表掺入各种附加剂，如表7-17-1所示。所示。地基处理地基处理名 称试 剂掺量占水泥重（%）说 明速凝剂氯化钙12加速凝结和硬化硅酸钠0.53加速凝结铝酸钠缓凝剂木质素磺酸钙0.20.5亦增加流动性酒石酸0.

22、10.5糖流动剂木质素磺酸钙0.20.3加气剂去垢剂0.05产生空气松香树脂0.10.2产生约10%的空气膨胀剂铝粉0.0050.02约膨胀15%饱和盐水3060约膨胀1%防析水剂纤维素0.20.3硫酸铝约20产生空气地基处理地基处理 浆液扩散半径的确定浆液扩散半径的确定扩扩散散半半径径r是是一一个个重重要要的的参参数数，可可按按理理论论公公式式进进行行估估算算或或参参照当地经验或相关资料确定。照当地经验或相关资料确定。地基处理地基处理 a.a.在在现现场场进进行行试试验验时时，选选择择不不同同特特点点的的地地基基，用用不不同同的的灌灌浆方法，以求不同条件下的浆液的浆方法，以求不同条件下的浆液

23、的r r值；值； b.b.所谓扩散半径所谓扩散半径为符合设计要求的扩散距离；为符合设计要求的扩散距离； c.c.在在确确定定扩扩散散半半径径时时，要要选选择择多多数数条条件件下下可可达达到到的的数数值值，而不是取平均值；而不是取平均值； d.d.当当有有些些地地层层因因渗渗透透性性较较小小而而不不能能达达到到r r值值时时，可可提提高高灌灌浆浆压压力力或或浆浆液液的的流流动动性性，必必要要时时还还可可在在局局部部地地区区增增加加钻钻孔孔以以缩缩小小孔距。孔距。地基处理地基处理 孔位布置孔位布置: : 灌灌浆浆孔孔的的布布置置是是根根据据浆浆液液的的注注浆浆有有效效范范围围，且且应应相相互互重重

24、迭迭，使使被被加加固固土土体体在在平平面面和和深深度度范范围围内内连连成成一一个个整整体体的的原原则则决决定定的。的。 a.a.单排孔的布置单排孔的布置 设灌浆体的设计厚度为设灌浆体的设计厚度为T T，则灌浆孔距可按下式计算：则灌浆孔距可按下式计算：lrrb地基处理地基处理 在按上式进行孔距设计时，可能出现以下几种情况：在按上式进行孔距设计时，可能出现以下几种情况：1)当当l值值接接近近零零时时，b值值仍仍不不能能满满足足设设计计厚厚度度时时（bT），应考虑采用多排灌浆孔；应考虑采用多排灌浆孔；2)虽虽单单排排孔孔能能满满足足设设计计要要求求，但但若若孔孔距距太太小小，钻钻孔孔数数太太多，就应

25、进行两排孔的方案比较；多，就应进行两排孔的方案比较；3)当当l值值较较大大且且设设计计T值值也也较较大大时时，对对减减少少钻钻孔孔数数是是有有利利的的，但但因因l值值越越大大，可可能能造造成成的的浆浆液液浪浪费费量量也也很很大大，故故设设计计时应对钻孔费用和浆液费用进行比较，现以图时应对钻孔费用和浆液费用进行比较，现以图7-9来说明。来说明。地基处理地基处理lLLTrrhhhhT为设计帷幕厚度，为设计帷幕厚度，h为弓形长，每个灌浆孔的无效面积：为弓形长，每个灌浆孔的无效面积： 地基处理地基处理 b. b. 多排孔布置多排孔布置 多多排排孔孔的的设设计计原原则则是是要要充充分分发发挥挥灌灌浆浆孔

26、孔的的潜潜力力，以以获获得得最最大大的的灌灌浆浆体体厚厚度度，不不允允许许出出现现两两排排孔孔间间的的搭搭接接不不紧紧密密的的“窗口窗口” ，也不要求搭接过多出现浪费。，也不要求搭接过多出现浪费。 (a)(b)(a) 孔排间搭接不紧密； (b) 搭接过多地基处理地基处理RmBmBmrb/2图7-10 两排孔设计图地基处理地基处理1)1) 对于两排孔：对于两排孔：2) 2) 三排孔：三排孔：3) 3) 五排孔：五排孔： 地基处理地基处理奇数排：奇数排：偶数排：偶数排： 地基处理地基处理 容许灌浆压力的确定容许灌浆压力的确定: : 灌灌浆浆压压力力是是指指不不会会使使地地表表面面产产生生变变化化和

27、和邻邻近近建建筑筑物物受受到到影响前提下可能采用的最大压力影响前提下可能采用的最大压力。 采采用用较较高高的的灌灌浆浆压压力力，在在保保证证灌灌浆浆质质量量的的前前提提下下，1 1使使钻钻孔孔数数尽尽可可能能减减少少。2 2 能能使使一一些些微微细细孔孔隙隙张张开开，有有助助于于提提高高可可灌灌性性。3 3 能能在在充充填填物物中中软软弱弱材材料料造造成成劈劈裂裂灌灌注注，使使软软弱弱材材料料的的密密度度、强强度度和和不不透透水水性性等等得得到到改改善善。4 4高高灌灌浆浆压压力力还还有有助助于于挤出浆液中的多余水分挤出浆液中的多余水分，使浆液结石的强度提高。，使浆液结石的强度提高。 但但是是

28、，当当灌灌浆浆压压力力超超过过地地层层的的压压重重和和强强度度时时，将将有有可可能能导导致致地地基基及及其其上上部部结结构构的的破破坏坏，因因此此，一一般般都都以以不不使使地地层层结结构构破破坏坏或或仅仅发发生生局局部部的的和和少少量量的的破破坏坏，作作为为确确定定地地基基容容许许灌灌浆浆压力的基本原则。压力的基本原则。地基处理地基处理建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2012）规定：p对劈裂注浆的注浆压力，在砂土中，宜为0.2MPa0.5MPa；p在粘性土中宜为0.2MPa0.3MPa。p对压密注浆，当采用水泥砂浆浆液时，坍落度宜为25mm75mm，注浆压力宜为1.0MPa7.0MPa。p

29、当采用水泥水玻璃双液快凝浆液时，注浆压力不应大于1.0MPa。地基处理地基处理 其它其它 a.a.灌浆量的确定灌浆量的确定: :所需的浆液总用量所需的浆液总用量Q Q可参照下式计算：可参照下式计算： b.b.注注浆浆顺顺序序: : 注注浆浆顺顺序序必必须须采采用用适适合合于于地地基基条条件件，现现场场环境及注浆目的的方法进行，环境及注浆目的的方法进行， 一一般般不不宜宜采采用用自自注注浆浆地地带带某某一一端端单单向向推推进进压压注注方方式式。应应按按跳跳孔孔间间隔隔注注浆浆方方式式进进行行，以以防防止止窜窜浆浆，提提高高注注浆浆孔孔内内浆浆液液的的强强度度和和与与时时俱俱增增的的约约束束性性。

30、对对有有地地下下水水流流动动的的特特殊殊情情况况，应应考考虑虑浆浆液液在在动动水水流流下下的的迁迁移移效效应应，从从水水头头高高的的一一端端开开始始注注浆浆。地基处理地基处理 对对加加固固渗渗透透系系数数相相同同的的土土层层，首首先先应应完完成成最最上上层层封封顶顶注注浆浆，然然后后再再按按由由下下而而上上的的原原则则进进行行注注浆浆，以以防防浆浆液液上上冒冒。如土层的渗透系数随深度而增大，则应自下而上进行注浆。如土层的渗透系数随深度而增大，则应自下而上进行注浆。 注注浆浆时时应应采采用用先先外外围围，后后内内部部的的注注浆浆方方法法；若若注注浆浆范范围围以以外外有有边边界界约约束束条条件件（

31、能能阻阻挡挡浆浆液液流流动动的的障障碍碍物物）时时，也可采用自内侧开始顺次往外侧的注浆方法。也可采用自内侧开始顺次往外侧的注浆方法。地基处理地基处理 (3) (3) 单液硅化法单液硅化法: : 单单液液硅硅化化法法是是指指采采用用硅硅酸酸钠钠溶溶液液注注入入地地基基中中，使使土土粒粒之之间间及及其其表表面面形形成成硅硅酸酸凝凝胶胶薄薄膜膜，增增强强了了土土颗颗粒粒间间的的联联结结，赋赋予予土土耐耐水水性性、稳稳固固性性和和不不湿湿陷陷性性，并并提提高高土土的的抗抗压压强强度度和和抗抗剪剪强强度度的的地地基基处处理理方方法法。它它适适用用于于处处理理地地下下水水位位以以上上渗渗透透系系数为数为0

32、.10-2.00m/d0.10-2.00m/d的的湿陷性黄土地基湿陷性黄土地基。 单液硅化法按其灌注溶液的工艺，可分为单液硅化法按其灌注溶液的工艺，可分为压力灌注压力灌注和和溶液自渗溶液自渗两种两种地基处理地基处理 灌浆量的确定灌浆量的确定: : 单单 液液 硅硅 化化 法法 应应 由由 浓浓 度度 为为 10%-15%10%-15%的的 硅硅 酸酸 钠钠（Na2ONa2OnSiO2nSiO2）溶溶液液，掺掺入入2.5%2.5%氯氯化化钠钠组组成成。其其相相对对密密度为度为1.13-1.151.13-1.15，并不应小于，并不应小于1.101.10。 当当硅硅酸酸钠钠溶溶液液的的浓浓度度大大于

33、于加加固固湿湿陷陷性性黄黄土土所所要要求求的的浓浓度时，应将其加水稀释，加水量可按式（度时，应将其加水稀释，加水量可按式（7.267.26）估算：）估算：地基处理地基处理 孔位布置孔位布置: : 采采用用单单液液硅硅化化法法加加固固湿湿陷陷性性黄黄土土地地基基，灌灌注注孔孔的的布布置置应应符合下列要求：符合下列要求： a. a. 灌灌注注孔孔的的间间距距：压压力力灌灌注注宜宜为为0.8-1.2m0.8-1.2m，溶溶液液自自渗渗为为0.40-0.60m0.40-0.60m； b. b. 加加固固拟拟建建的的设设备备基基础础和和建建（构构）筑筑物物的的地地基基，应应在在基基础础底底面面下下按按等

34、等边边三三角角形形满满堂堂布布置置，超超出出基基础础底底面面的的宽宽度度，每边不得小于每边不得小于1m1m； c. c. 加加固固既既有有建建（构构）筑筑物物和和设设备备基基础础的的地地基基，应应沿沿基基础侧向布置，每侧不宜少于础侧向布置，每侧不宜少于2 2排。排。地基处理地基处理 (4) (4) 碱液法碱液法: : 将将加加热热后后的的碱碱液液（即即氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液），以以无无压压自自流流方方式式注注入入土土中中，使使土土粒粒表表面面溶溶合合胶胶结结形形成成难难溶溶于于水水的的、具具有有高高强强度度的的钙钙、铝铝硅硅酸酸盐盐络络合合物物，从从而而达达到到消消除除黄黄土土湿湿陷陷性性，

35、提提高地基承载力的地基处理方法。高地基承载力的地基处理方法。 当当100g100g干干土土中中可可溶溶性性和和交交换换性性钙钙镁镁离离子子含含量量大大于于10mg10mgeqeq时时，可可采采用用单单液液法法，即即只只灌灌注注氢氢氧氧化化钠钠一一种种溶溶液液加加固固；否否则则，应应采采用用双双液液法法，即即需需采采用用氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液和和氯氯化化钙钙溶溶液液轮轮番番灌灌注注加加固固。碱碱液液法法适适用用于于处处理理地地下下水水位位以以上上渗渗透透系系数数为为0.10-2.00m/d0.10-2.00m/d的的湿湿陷陷性性黄黄土土地地基基。对对酸酸性性土土和和已已掺掺入入沥沥青、油脂及石

36、油化合物的地基土，亦不宜采用碱液法。青、油脂及石油化合物的地基土，亦不宜采用碱液法。 地基处理地基处理 加固深度加固深度: : 加固深度应根据场地的湿陷类型、地基湿陷等级和湿陷加固深度应根据场地的湿陷类型、地基湿陷等级和湿陷黄土层厚度，并结合建筑物类别与湿陷事故的严重程度等综合黄土层厚度，并结合建筑物类别与湿陷事故的严重程度等综合因素确定。加固深度宜为因素确定。加固深度宜为2-5m2-5m。对非自重湿陷性黄土地基，加。对非自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的固深度可为基础宽度的1.5-2.01.5-2.0倍倍。对。对IIII级自重湿陷性黄土地级自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的基

37、，加固深度可为基础宽度的2.0-3.02.0-3.0倍倍。 加固土层厚度加固土层厚度: : 碱液加固地基的半径碱液加固地基的半径r r ，宜通过现场试验确定。也可，宜通过现场试验确定。也可按下式估算：按下式估算： 灌浆量的确定灌浆量的确定: :地基处理地基处理例7-1 某湿陷性黄土地基采用碱液法加固，已知灌注孔长度10m，有效加固半径0.4m，黄土天然孔隙率为50%，固体烧碱中NaOH含量为85%，要求配置碱液浓度100g/L，设充填系数=0.68，工作条件系数取1.1，试求每孔灌注固体烧碱量。解：每孔灌浆量的确定解：每孔灌浆量的确定: :每孔灌注固体烧碱量每孔灌注固体烧碱量: :地基处理地基

38、处理7.1.5 7.1.5 施工方法（自学）施工方法（自学） 1.1.水泥浆液灌注法水泥浆液灌注法 自上而下分段灌浆程序示意图自上而下分段灌浆程序示意图(a)(a)钻进第钻进第1 1段段 (b)(b)第第1 1段灌浆段灌浆 (c)(c)钻进第钻进第2 2段段 (d)(d)第第2 2段灌浆段灌浆 (e)(e)钻进第钻进第3 3段段 (f)(f)第第3 3段灌浆段灌浆 (f) (f) (e) (e) (d) (d) (c) (c) (b) (b) (a) (a)灌浆塞灌浆塞固固结结灌灌浆浆按按分分序序加加密密原原则则，采采用用自自上上而而下下、孔孔内内循环法施工循环法施工地基处理地基处理 1.1.

39、水泥浆液灌注法水泥浆液灌注法 孔口封闭自上而下分段灌浆法施工程序示意图孔口封闭自上而下分段灌浆法施工程序示意图(f)(e)(d)(c)(b)(a)灌浆塞灌浆塞孔口封闭器孔口封闭器56mm56mm91mm56mm56mm50cm50cm50cm50cm50cm50cm(a)(a)钻进第钻进第1 1段段 (b)(b)第第1 1段灌浆段灌浆 (c)(c)钻进第钻进第2 2段段 (d)(d)第第2 2段灌浆段灌浆 (e)(e)钻进第钻进第3段段 (f)(f)第第3段灌浆段灌浆帷帷幕幕灌灌浆浆按按分分序序加加密密原原则则，采采用用孔孔口口封封闭闭自自上上而而下、孔内循环法施工下、孔内循环法施工地基处理地

40、基处理 1.1.水泥浆液灌注法水泥浆液灌注法 灌浆施工方法分类灌浆施工方法分类 a. a. 花管灌浆法花管灌浆法; b. ; b. 袖阀管法袖阀管法; ; c. c. 循环灌浆循环灌浆; d. ; d. 岩溶灌浆岩溶灌浆; ; 灌浆施工注意事项灌浆施工注意事项 2.2.单液硅化法单液硅化法 施工步骤施工步骤 a. a. 压力灌注溶液的施工步骤，应符合下列要求：压力灌注溶液的施工步骤，应符合下列要求： b. b. 溶液自渗的施工步骤，应符合下列要求：溶液自渗的施工步骤，应符合下列要求：地基处理地基处理 施工注意事项施工注意事项 a. a. 施施工工中中应应经经常常检检查查个个灌灌注注孔孔的的加加

41、固固深深度度，注注入入土土中中的的溶溶液液量量、溶溶液液的的浓浓度度和和有有无无沉沉淀淀现现象象。采采用用压压力力灌灌注注时时，应应经经常常检检查查在在灌灌注注溶溶液液过过程程中中，如如发发现现溶溶液液冒冒出出地地面面，应应立立即即停止灌注，采取有效措施后再继续灌注。停止灌注，采取有效措施后再继续灌注。 b. b. 计计算算溶溶液液量量全全部部注注入入土土中中后后，所所有有灌灌注注孔孔宜宜用用2:82:8灰灰土土分层回填夯实分层回填夯实。 c. c. 采采用用单单液液硅硅化化法法加加固固既既有有建建（构构）筑筑物物或或设设备备基基础础的的地地基基时时，在在灌灌注注硅硅酸酸钠钠溶溶液液过过程程中

42、中，应应进进行行沉沉降降观观测测，当当发发现现建建（构构）筑筑物物或或设设备备基基础础的的沉沉降降突突然然增增大大或或出出现现异异常常情情况况时时，应应立立即即停停止止灌灌注注溶溶液液，待待查查明明原原因因并并采采取取有有效效措措施施处处理理后，再继续灌注。后，再继续灌注。地基处理地基处理3. 3. 碱液法碱液法 成成孔孔: : 灌灌注注孔孔可可用用洛洛阳阳铲铲、螺螺旋旋钻钻成成孔孔或或用用带带有有尖尖端端的的钢钢管管打打入入土土中中成成孔孔，孔孔径径为为60-110mm60-110mm，孔孔中中填填入入粒粒径径为为20-40mm20-40mm的的石石子子，直直到到注注液液管管下下端端标标高高

43、处处，再再将将内内径径20mm20mm的的注注液液管管插插入入孔孔中中，管管底底以以上上300mm300mm高高度度内内填填入入粒粒径径为为2-5mm2-5mm的的小石子，其上用小石子，其上用2:82:8灰土分层回填夯实。灰土分层回填夯实。 浆浆液液配配制制: : 碱碱液液可可用用固固体体烧烧碱碱或或液液体体烧烧碱碱配配制制，加加固固1m1m3 3黄黄土土需需要要NaOHNaOH量量约约为为干干土土质质量量的的3%3%，即即35g-45g35g-45g。碱碱液液浓浓度度不不应应低低于于90g/L90g/L，常常用用浓浓度度为为90-100g/L90-100g/L。双双液液加加固固时时，氯化钙溶

44、液氯化钙溶液的浓度为的浓度为50-80g/L50-80g/L。地基处理地基处理 a. a. 采采用用固固体体烧烧碱碱配配制制每每1m1m3 3浓浓度度为为M M的的碱碱液液时时，1m1m3 3水水中加碱量为：中加碱量为： b. b. 采采用用液液体体烧烧碱碱配配制制每每1m1m3 3浓浓度度为为M M的的碱碱液液时时，投投入入的的液体烧碱量为：液体烧碱量为： 加水量为：加水量为： 地基处理地基处理 施工注意事项施工注意事项 a. a. 碱碱液液加加固固施施工工，应应合合理理安安排排灌灌注注顺顺序序、控控制制灌灌注注温温度度及及灌灌注注速速率率。宜宜间间隔隔1-21-2孔孔灌灌注注，并并分分段段

45、施施工工，相相邻邻两两孔孔灌灌注注的的间间隔隔时时间间不不宜宜少少于于3d3d，同同时时灌灌注注的的孔孔距距不不应应小小于于3m3m。灌灌注注施施工工时时，应应在在盛盛溶溶液液桶桶中中将将碱碱液液加加热热到到9090以以上上才才能能进进行行灌灌注注，灌灌注注过过程程中中桶桶内内溶溶液液温温度度应应保保持持不不低低于于8080。灌灌注注碱碱液液的速度宜为的速度宜为2-5L/min2-5L/min。 b. b. 当当采采用用双双液液加加固固时时，应应先先灌灌注注氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液，间间隔隔8-8-12h12h后，再灌注氯化钙溶液，后者用量为前者的后，再灌注氯化钙溶液，后者用量为前者的1/4-

46、1/21/4-1/2。 c. c. 施工中应防止污染水源，并应安全操作。施工中应防止污染水源，并应安全操作。地基处理地基处理7.1.6 7.1.6 灌浆质量检验灌浆质量检验(1) (1) 水泥浆液灌注法水泥浆液灌注法(2) (2) 单液硅化法单液硅化法 硅硅酸酸钠钠溶溶液液灌灌注注完完毕毕，应应在在7-10d7-10d后后，对对加加固固的的地地基基土土进进行行检检验验。单单液液硅硅化化法法处处理理后后的的地地基基竣竣工工验验收收时时，承承载载力力及及均均匀匀性性应应采采用用动动力力触触探探或或其其他他原原位位测测试试检检验验。必必要要时时，尚尚应应在在加加固固土土的的全全部部深深度度内内，每每

47、隔隔1m1m取取土土样样进进行行室室内内试试验验，测定其压缩性和湿陷性。测定其压缩性和湿陷性。 地地基基加加固固结结束束后后，尚尚应应对对已已加加固固的的地地基基的的建建（构构）筑筑物物或或设设备备基基础础进进行行沉沉降降观观测测，直直至至沉沉降降稳稳定定，观观测测时时间间不不应应少于半年少于半年。地基处理地基处理 (3) (3) 碱液法碱液法 碱碱液液加加固固施施工工应应作作好好施施工工记记录录，检检查查碱碱液液浓浓度度及及每每孔孔注注浆浆量量是是否否符符合合设设计计要要求求。碱碱液液加加固固地地基基的的竣竣工工验验收收，应应在在加加固固施施工工完完毕毕28d28d后后进进行行，可可通通过过

48、开开挖挖或或钻钻孔孔取取样样，对对加加固固土土体体进进行行无无侧侧限限抗抗压压强强度度试试验验和和水水稳稳性性试试验验。取取样样部部位位应应在在加加固固土土体体中中部部，试试块块数数不不少少于于3 3个个，28d28d龄龄期期的的无无侧侧限限抗抗压压强强度度平平均均值值不不得得低低于于设设计计值值的的90%90%。将将试试块块泡泡在在水水中中，无无崩崩解解。当当需需要要查查明明加加固固土土体体的的外外形形和和整整体体性性时时，可可对对有有代代表表性性加加固固土土体体进行开挖，量测其有效加固半径和加固深度。进行开挖，量测其有效加固半径和加固深度。 地基处理地基处理本节结束地基处理地基处理7.2

49、7.2 水泥土搅拌法水泥土搅拌法 7.2.1 7.2.1 概概 述述 水水泥泥土土搅搅拌拌法法: :是是利利用用水水泥泥或或石石灰灰等等材材料料作作为为固固化化剂剂，通通过过特特制制的的深深层层搅搅拌拌机机械械，在在地地基基深深处处就就地地将将固固化化剂剂和和地地基基土土强强制制搅搅拌拌，使使软软土土硬硬结结成成具具有有整整体体性性、水水稳稳定定性性和和一一定定强强度度的的桩桩体体的的地地基基处处理理方方法法。根根据据施施工工方方法法的的不不同同，水水泥泥土土搅搅拌拌法法分分为为水水泥泥浆浆搅搅拌拌（以以下下简简称称湿湿法法）和和粉粉体体喷喷射射搅搅拌拌（以以下下简简称称干干法）法）两种。两种

50、。 预预搅搅拌拌下下沉沉喷喷喷喷浆浆浆浆搅搅搅搅拌拌拌拌上上上上升升升升重重重重复复复复搅搅搅搅拌拌拌拌下下下下沉沉沉沉重重重重复复复复搅搅搅搅拌拌拌拌上上上上升升升升深层搅拌桩施工工艺流程深层搅拌桩施工工艺流程深层搅拌桩施工工艺流程深层搅拌桩施工工艺流程地基处理地基处理 深深深深层层层层搅搅搅搅拌拌拌拌桩桩桩桩可可可可作作作作为为为为竖竖竖竖向向向向承承承承载载载载的的的的复复复复合合合合地地地地基基基基；基基基基坑坑坑坑工工工工程程程程围围围围护护护护档档档档墙墙墙墙、防防防防渗渗渗渗帷帷帷帷幕幕幕幕等等等等。加加加加固固固固体体体体可可可可形形形形成成成成柱柱柱柱状状状状、壁壁壁壁状状状

51、状、格格格格栅栅栅栅状状状状或或或或块块块块状状状状。6 水泥土搅拌法水泥土搅拌法共共70页页 第第48页页地基处理地基处理支护结构支护结构水泥土墙水泥土墙地基处理地基处理地基处理地基处理 水泥土搅拌法水泥土搅拌法加固软土技术，具有以下独特的加固软土技术，具有以下独特的优点优点： 水水泥泥土土搅搅拌拌法法由由于于将将固固化化剂剂和和原原地地基基软软土土就就地地搅搅拌拌混混合，因而最大限度地合，因而最大限度地利用了原土利用了原土； 搅搅拌拌时时无无振振动动、无无噪噪音音和和无无污污染染，可可在在市市区区内内和和密密集集建筑群中进行施工；建筑群中进行施工； 搅搅拌拌时时不不会会使使地地基基侧侧向向

52、挤挤出出，所所以以对对周周围围原原有有建建筑筑物物及地下沟管及地下沟管影响很小影响很小； 地基处理地基处理 水水泥泥土土搅搅拌拌法法形形成成的的水水泥泥土土加加固固体体，可可作作为为竖竖向向承承载载的的复复合合地地基基、基基坑坑工工程程围围护护挡挡墙墙、基基坑坑被被动动区区加加固固、防防渗渗帷帷幕幕、大大体体积积水水泥泥稳稳定定土土等等，其其设设计计灵灵活活，可可按按不不同同地地基基土土的的性质及工程设计要求，合理选择固化剂及其配方；性质及工程设计要求，合理选择固化剂及其配方； 根根据据上上部部结结构构的的需需要要，可可灵灵活活地地采采用用柱柱状状、壁壁状状、格格栅状和块状等加固形式；栅状和块

53、状等加固形式； 与与钢钢筋筋混混凝凝土土桩桩基基相相比比，可可节节约约大大量量的的钢钢材材，并并降降低低造价。造价。 地基处理地基处理水泥土搅拌法适用范围水泥土搅拌法适用范围适用于适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和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。等地基。 水泥土搅拌法水泥土搅拌法可用于可用于增加软土地基的承载能力增加软土地基的承载能力，减少沉降减少沉降量，提高边坡的稳定性量，提高边坡的稳定性，适用于以下情况：，适用于以下情况： 作为建筑物或作为建筑物或构筑物的地基构筑

54、物的地基、厂房内具有地面荷载的、厂房内具有地面荷载的地坪、高填方路堤下基层等；地坪、高填方路堤下基层等； 进行进行大面积地基加固大面积地基加固、以防止码头岸壁的滑动、深基、以防止码头岸壁的滑动、深基坑开挖时坍塌、坑底隆起和减少软土中地下构筑物的沉降；坑开挖时坍塌、坑底隆起和减少软土中地下构筑物的沉降； 作为作为地下防渗墙地下防渗墙以阻止地下渗透水流，对桩侧或板桩以阻止地下渗透水流，对桩侧或板桩背后的软土加固以增加侧向承载能力背后的软土加固以增加侧向承载能力。地基处理地基处理1. 1. 水泥的水解和水化反应水泥的水解和水化反应: : 2. 2. 土颗粒与水泥水化物的作用土颗粒与水泥水化物的作用:

55、 :p离子交换和团粒化作用离子交换和团粒化作用p硬凝反应硬凝反应: :7.2.27.2.2加固机理加固机理p碳酸化作用碳酸化作用: : 搅拌越充分，土块被粉碎得越小，水泥分布到土中越均搅拌越充分，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匀，则水泥土结构强度的离散性越小，其宏观的总体强度也越高。越高。地基处理地基处理7.2.3 7.2.3 水泥土的物理力学特性水泥土的物理力学特性 1. 1. 水泥土的物理性质水泥土的物理性质 含含水水量量: : 水水泥泥土土在在硬硬凝凝过过程程中中，由由于于水水泥泥水水化化等等反反应应，使使部部分分自自由由水水以以

56、结结晶晶水水的的形形式式固固定定下下来来，故故水水泥泥土土的的含含水水量量略略低低于于原原土土样样的的含含水水量量，水水泥泥土土含含水水量量比比原原土土样样含含水水量量减减少少0.50.57.7.，且且随随着着水水泥泥掺掺入比的增加而减小。入比的增加而减小。 重重度度: : 由由于于拌拌入入软软土土中中的的水水泥泥浆浆的的重重度度与与软软土土的的重重度度相相近近，所所以以水水泥泥土土的的重重度度与与天天然然软软土土的的重重度度相相差差不不大大，水水泥泥土土的的重重度度仅仅比比天天然然软软土土重重度度增增如如0.50.53.03.0，所所以以采采用用水水泥泥土土搅搅拌拌法法加加固固厚厚层层软软土

57、土地地基基时时，其其加加固固部部分分对对于于下下部部未未加加固固部部分分不不致致产产生生过过大大的的附附加加荷荷重重，也也不不会会产产生生较大的附加沉降较大的附加沉降。地基处理地基处理 相相对对密密度度: : 由由于于水水泥泥的的相相对对密密度度为为3.13.1，比比一一般般软软土土的的相相对对密密度度2.652.652.752.75要要大大，故故水水泥泥土土的的相相对对密密度度比比天天然然软软土土的的相相对对密密度度稍稍大大。水水泥土相对密度比天然软土的相对密度增加泥土相对密度比天然软土的相对密度增加0.70.72.52.5。 渗渗透透系系数数: : 水水泥泥土土的的渗渗透透性性随随水水泥泥

58、掺掺入入比比的的增增大大和和养养护护龄龄期期的的增增长长而而减减小小，一一般般可可达达1010-8-8-10-10-5-5cm/scm/s数数量量级级。水水泥泥加加固固淤淤泥泥质质粘粘土土能能减减小小原原天天然然土土层层的的水水平平向向渗渗透透系系数数，这这对对深深基基坑坑施施工工是是有有利利的的，可可以以利利用用它它作作为防渗帷幕为防渗帷幕。地基处理地基处理 2.2.水泥土的力学性质水泥土的力学性质 无侧限抗压强度及其影响因素无侧限抗压强度及其影响因素 水水泥泥土土的的无无侧侧限限抗抗压压强强度度一一般般为为300-4000kPa300-4000kPa，即即比比天天然软土大几十倍至数百倍。然

59、软土大几十倍至数百倍。a.水水泥泥掺掺入入比比aw： 水水泥泥土土的的强强度度随随着着水水泥泥掺掺入入比比的的增增加加而而增增大大( (见见图图7-14)7-14)，在在深深层层搅搅拌拌法法的的实实际际施施工工中中，选选用用的的水泥掺入比以大于水泥掺入比以大于5 5为宜为宜。地基处理地基处理 b. b. 龄龄期期对对强强度度的的影影响响: : 水水泥泥土土强强度度随随着着龄龄期期的的增增长长而而增增大大，在在龄龄期期超超过过2828天天后后，强强度度仍仍有有明明显显增增长长。对对承承重重搅搅拌拌桩桩试试块块国国内内外外都都取取90d90d龄龄期期为为标标准准龄龄期期。对对起起支支挡挡作作用用承

60、承受受水水平荷载的搅拌桩，水泥土的强度标准平荷载的搅拌桩，水泥土的强度标准取取28d28d龄期龄期为标准龄期。为标准龄期。 不同龄期的水泥土抗压强度间不同龄期的水泥土抗压强度间大致呈线性关系大致呈线性关系地基处理地基处理 c.c.水水泥泥强强度度等等级级对对强强度度的的影影响响: : 水水泥泥强强度度等等级级直直接接影影响响水水泥泥土土的的强强度度，水水泥泥强强度度等等级级提提高高1010级级，水水泥泥土土强强度度f fcucu约增大约增大20203030。 d.d.土土样样含含水水量量对对强强度度的的影影响响: : 当当水水泥泥土土的的配配比比相相同同时时，其其强强度度随随着着土土样样含含水

61、水量量的的降降低低而而增增大大。试试验验表表明明，当当土土的的含含水水量量在在50508585范范围围内内变变化化时时，含含水水量量每每降降低低1010，水泥土强度可提高水泥土强度可提高3030。 e.e.土样中有机质含量对强度的影响土样中有机质含量对强度的影响: : f. f. 外掺剂对强度的影响外掺剂对强度的影响: :地基处理地基处理 抗拉强度抗拉强度: : 水水泥泥土土的的抗抗拉拉强强度度随随抗抗压压强强度度的的增增长长而而提提高高，但但远远较较抗抗压压强强度度低低，部部分分试试验验结结果果如如表表7-37-3所所示示。抗抗拉拉强强度度约约为为抗抗压压强强度的度的1/10-1/151/1

62、0-1/15，与混凝土的抗拉，与混凝土的抗拉/ /抗压强度之比值相近。抗压强度之比值相近。 抗剪强度抗剪强度: : 用用高高压压三三轴轴仪仪进进行行剪剪切切试试验验表表明明：水水泥泥土土的的抗抗剪剪强强度度随随抗抗压强度的增加而提高。压强度的增加而提高。 变形模量变形模量: : 当当垂垂直直应应力力达达到到50%50%无无侧侧限限抗抗压压强强度度时时，水水泥泥土土的的应应力力与与应应变的比值，称之为水泥土的变形模量变的比值，称之为水泥土的变形模量E E5050。地基处理地基处理 压缩系数和压缩模量压缩系数和压缩模量: : 水水泥泥土土试试件件的的压压缩缩系系数数a a1-21-2约约为为(2.

63、0(2.03.5)3.5)1010-5-5kPakPa-1-1。其其相应的压缩模量相应的压缩模量E E=(60=(60100)MPa100)MPa。 水泥土的抗冻性能水泥土的抗冻性能: : 水水泥泥土土试试块块经经长长期期冰冰冻冻后后的的强强度度与与冰冰冻冻前前的的强强度度相相比比几几乎乎没没有有增增长长。但但恢恢复复正正温温后后其其强强度度能能继继续续提提高高，冻冻后后正正常常养养护护9090天天的强度与标准强度非常接近，抗冻系数达的强度与标准强度非常接近，抗冻系数达0.90.9以上。以上。 地温地温不低于不低于-10-10，就可以进行水泥土搅拌法的冬季施工，就可以进行水泥土搅拌法的冬季施工

64、。地基处理地基处理7.2.4 7.2.4 设计计算设计计算 1.1.水泥土搅拌桩设计前的一般要求水泥土搅拌桩设计前的一般要求 勘察要求勘察要求: : 确确定定处处理理方方案案前前应应搜搜集集拟拟处处理理区区域域内内详详尽尽的的岩岩土土工工程程资资料料。尤尤其其是是填填土土层层的的厚厚度度和和组组成成；软软土土层层的的分分布布范范围围、分分层层情情况况；地地下下水水位位及及pHpH值值；土土的的含含水水量量、塑塑性性指指数数和和有有机机质质含含量等。量等。 试验要求试验要求: : 设设计计前前还还应应进进行行拟拟处处理理土土的的室室内内配配比比试试验验。对对竖竖向向承承载载的的水水泥泥土土强强度

65、度宜宜取取90d90d龄龄期期试试块块的的立立方方体体抗抗压压强强度度平平均均值值；对对承承受受水水平平荷荷载载水水泥泥土土桩桩强强度度宜宜取取28d28d龄龄期期试试块块的的立立方方体体抗抗压压强度平均值。强度平均值。地基处理地基处理 加固形式选择加固形式选择: : 搅拌桩可布置成搅拌桩可布置成柱状、壁状和块状柱状、壁状和块状三种形式。三种形式。 a. a. 柱状：柱状：每间隔一定距离打设一根搅拌桩每间隔一定距离打设一根搅拌桩 b. b. 壁状：壁状：相邻搅拌桩部分重叠搭接成壁状加固形式。相邻搅拌桩部分重叠搭接成壁状加固形式。 c. c. 块状：块状：纵、横两个相邻桩搭接而形成的。纵、横两个

66、相邻桩搭接而形成的。地基处理地基处理 2. 2. 柱状水泥土搅拌桩复合地基的设计计算柱状水泥土搅拌桩复合地基的设计计算 固固化化剂剂: : 固固化化剂剂宜宜选选用用强强度度等等级级为为32.532.5级级及及以以上上的的普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥。水水泥泥掺掺量量除除块块状状加加固固时时可可用用被被加加固固湿湿土土质质量量的的7 71212外外，其其余余宜宜为为12122020。湿湿法法的的水水泥泥浆浆水水灰灰比可选用比可选用0.450.450.550.55。 桩桩长长: : 水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩的的设设计计，主主要要是是确确定定搅搅拌拌桩桩的的置置换换率率和和长长度度。竖竖向向承承载载

67、搅搅拌拌桩桩的的长长度度应应根根据据上上部部结结构构对对承承载载力力和和变变形形的的要要求求确确定定，并并宜宜穿穿透透软软弱弱土土层层到到达达承承载载力力相相对对较较高高的的土土层层。为为提提高高抗抗滑滑稳稳定定性性而而设设置置的的搅搅拌拌桩桩，其其桩桩长长应应超超过过危危险险滑滑弧弧以以下下2m2m。湿湿法法的的加加固固深深度度不不宜宜大大于于20m20m，干干法法的的加固深度不宜大于加固深度不宜大于15m15m。地基处理地基处理 桩径：桩径： 水泥土搅拌桩的桩径不应小于水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm500mm。 竖向承载水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值：竖向承载水泥土搅拌桩复合地基承

68、载力特征值： 应应通通过过现现场场单单桩桩或或多多桩桩复复合合地地基基荷荷载载试试验验确确定定。在在初初步步设计时，也可按下式估算：设计时，也可按下式估算：地基处理地基处理 垫层垫层: : 竖竖向向承承载载搅搅拌拌桩桩复复合合地地基基应应在在基基础础和和桩桩之之间间设设置置200200300mm300mm厚厚褥褥垫垫层层，其其材材料料可可选选用用中中砂砂、粗粗砂砂、级级配配砂砂石石等等，最大粒径不宜大于最大粒径不宜大于20mm20mm。 桩位布置桩位布置: : 竖竖向向承承载载搅搅拌拌桩桩的的平平面面布布置置可可根根据据上上部部结结构构特特点点及及对对地地基基承承载载力力和和变变形形的的要要求

69、求，采采用用柱柱状状、壁壁状状、格格栅栅状状或或块块状状等等加加固固型型式式。桩桩可可只只在在基基础础平平面面范范围围内内布布置置，独独立立基基础础下下的的桩桩数数不不宜宜少少于于3 3根根。柱柱状状加加固固可可采采用用正正方方形形、等等边边三三角角形形等布桩型式。等布桩型式。地基处理地基处理 沉降计算沉降计算: : 水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩复复合合地地基基的的变变形形s s包包括括复复合合土土层层的的平平均均压压缩变形缩变形s s1 1与桩端下未加固土层的压缩变形与桩端下未加固土层的压缩变形s s2 2： 复合土层压缩变形复合土层压缩变形s s1 1可按下式计算：可按下式计算： 地基处理地基

70、处理【例7-2】某软土地基承载力特征值fak=70kPa，采用搅拌桩处理地基，桩径0.5m，桩长10m，等边三角形布桩，桩间距1.5m，桩周侧摩阻力特征值qs=15kPa，桩端阻力特征值qp=60kPa，水泥土无侧限抗压强度fcu=1.5MPa，试求复合地基承载力特征值（=0.3，p=0.5，=0.75，=0.9）。解：（解：（1）单桩竖向承载力特征值Ra土对桩支撑力（2）复合地基承载力特征值fspk地基处理地基处理【例7-3】某独立基础底面尺寸3.5m3.5m，埋深2.5m，地下水在地面下1.25m，地下水位以上土的重度为18kN/m3，地下水位以下，土体饱和重度为20kN/m3；相应于作用

71、的标准组合时基础顶面的竖向力Fk=1225kN；采用搅拌桩加固，桩径0.5m，桩长8m，水泥土试块强度fcu=2400kPa，单桩竖向承载力特征值为145kN，桩间土承载力特征值fak=70kPa，试计算独立基础桩数（=0.25，=0.3，=0.9，b=0，d=1.0）。解：（解：（1）单桩承载力特征值Ra取Ra=117.6kN（2）相应于作用的标准组合时基底压力Pk（3）复合地基承载力特征值fspk地基处理地基处理【例7-3】某独立基础底面尺寸3.5m3.5m，埋深2.5m，地下水在地面下1.25m，地下水位以上土的重度为18kN/m3，地下水位以下，土体饱和重度为20kN/m3；相应于作用

72、的标准组合时基础顶面的竖向力Fk=1225kN；采用搅拌桩加固，桩径0.5m，桩长8m，水泥土试块强度fcu=2400kPa，单桩竖向承载力特征值为145kN，桩间土承载力特征值fak=70kPa，试计算独立基础桩数（=0.25，=0.3，=0.9，b=0，d=1.0）。（4）修正后的地基承载力特征值fa（5）面积置换率m（6）所需桩数n地基处理地基处理 (3) (3) 壁状水泥土搅拌桩的设计计算壁状水泥土搅拌桩的设计计算 水泥土挡墙计算主要包括水泥土挡墙计算主要包括抗滑移稳定性验算抗滑移稳定性验算、抗倾覆稳定抗倾覆稳定性验算性验算、整体稳定性验算整体稳定性验算、抗渗验算抗渗验算、抗隆起验算抗

73、隆起验算等内容。等内容。地基处理地基处理 土压力计算土压力计算 墙后主动土压力计算：墙后主动土压力计算： 墙前被动土压力计算：墙前被动土压力计算： 抗倾覆验算抗倾覆验算 水泥土挡墙抗倾覆稳定性按下式验算：水泥土挡墙抗倾覆稳定性按下式验算： 地基处理地基处理 抗滑移验算抗滑移验算 整体稳定性验算整体稳定性验算: : 水水泥泥土土挡挡墙墙与与地地基基整整体体滑滑动动时时，一一般般按按通通过过墙墙底底的的圆圆弧弧滑滑动面验算。整体稳定安全系数采用总应力法计算：动面验算。整体稳定安全系数采用总应力法计算： 地基处理地基处理 抗渗流稳定性验算抗渗流稳定性验算: : 当地下水从基底以下向基坑内渗流时，若其

74、水力坡降大当地下水从基底以下向基坑内渗流时，若其水力坡降大于渗流出口处土颗粒的临界水力坡降，将产生基底渗流失稳于渗流出口处土颗粒的临界水力坡降，将产生基底渗流失稳现象。当上部为不透水层，坑底下某深度处有承压水层（图现象。当上部为不透水层，坑底下某深度处有承压水层（图7-177-17）时，基坑底抗渗流稳定性可按下式验算：）时，基坑底抗渗流稳定性可按下式验算： 地基处理地基处理 抗隆起稳定性验算抗隆起稳定性验算: : 在软弱的粘土层内，由于基坑开挖卸载作用，导致墙后在软弱的粘土层内，由于基坑开挖卸载作用，导致墙后土体及基坑土体向基坑内移动，促使坑底向上隆起，出现塑土体及基坑土体向基坑内移动，促使坑

75、底向上隆起，出现塑性流动和涌土现象。因此，应验算坑底土抗隆起稳定性。性流动和涌土现象。因此，应验算坑底土抗隆起稳定性。（图（图7-187-18）：）：地基处理地基处理7.2.5 7.2.5 施工方法施工方法 1. 1. 施工机具施工机具: : 深深层层搅搅拌拌机机械械按按固固化化剂剂的的状状态态不不同同分分为为浆浆液液深深层层搅搅拌拌机机和和粉粉体体喷喷射射深深层层搅搅拌拌机机，根根据据搅搅拌拌轴轴数数分分为为单单轴轴和和多多轴轴深深层层搅拌机。搅拌机。 地基处理地基处理2.2.施工前准备施工前准备: : 场地准备场地准备 水泥土搅拌法施工现场事先水泥土搅拌法施工现场事先”三通一平三通一平”。

76、 工艺性试桩工艺性试桩 水泥土搅拌桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，数量水泥土搅拌桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，数量不得少于不得少于2 2根。根。 设备检查调试设备检查调试 1) 1) 浆浆液液深深层层搅搅拌拌施施工工前前应应确确定定灰灰浆浆泵泵输输浆浆量量、灰灰浆浆经经输输浆浆管管到到达达搅搅拌拌机机喷喷浆浆口口的的时时间间和和起起吊吊设设备备提提升升速速度度等等施施工工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。 2) 2) 喷喷粉粉施施工工前前应应仔仔细细检检查查搅搅拌拌机机械械、供供粉粉泵泵、送送气气( (粉粉) )管管路

77、路、接接头头和和阀阀门门的的密密封封性性、可可靠靠性性。运运气气( (粉粉) )管管路路的的长度不宜大于长度不宜大于60m60m。地基处理地基处理 (3) (3) 施工步骤：施工步骤：水水泥泥土土搅搅拌拌法法的的施施工工步步骤骤由由于于湿湿法法和和干干法法的的施施工工设设备备不不同同而略有差异。其主要步骤应为：而略有差异。其主要步骤应为： 搅搅拌拌机机械械就就位位、调调平平，施施工工中中应应保保持持搅搅拌拌机机底底盘盘的的水水平平和和导导向向架架的的竖竖直直，搅搅拌拌桩桩的的垂垂直直度度偏偏差差不不得得超超过过1 1，桩位的偏差不得大于桩位的偏差不得大于50mm50mm，成桩直径和桩长不小于设

78、计值。，成桩直径和桩长不小于设计值。 预搅下沉至设计加固深度；预搅下沉至设计加固深度； 边喷浆边喷浆( (粉粉) )、边搅拌提升直至预定的停浆、边搅拌提升直至预定的停浆( (灰灰) )面；面； 重复搅拌下沉至设计加固深度；重复搅拌下沉至设计加固深度； 根根据据设设计计要要求求，喷喷浆浆( (粉粉) )或或仅仅搅搅拌拌提提升升直直至至预预定定的的停浆停浆( (灰灰) )面；面； 关闭搅拌机械。关闭搅拌机械。 在在预预( (复复) )搅搅下下沉沉时时，也也可可采采用用喷喷浆浆( (粉粉) )的的施施工工工工艺艺，但但必须确保全桩长至少再重复搅拌一次。必须确保全桩长至少再重复搅拌一次。地基处理地基处

79、理深层搅拌桩施工工艺流程图深层搅拌桩施工工艺流程图深层搅拌桩施工工艺流程图深层搅拌桩施工工艺流程图6.1 深层搅拌桩深层搅拌桩共共70页页 第第49页页地基处理地基处理 当水泥浆液到达出当水泥浆液到达出当水泥浆液到达出当水泥浆液到达出浆口后浆口后浆口后浆口后, , , ,应喷浆搅拌应喷浆搅拌应喷浆搅拌应喷浆搅拌30s30s, , , ,在水泥浆与桩端土充分搅在水泥浆与桩端土充分搅在水泥浆与桩端土充分搅在水泥浆与桩端土充分搅拌后拌后拌后拌后, , , ,再开始提升搅拌头再开始提升搅拌头再开始提升搅拌头再开始提升搅拌头预搅下沉时不宜冲水预搅下沉时不宜冲水预搅下沉时不宜冲水预搅下沉时不宜冲水, ,

80、, ,当遇到硬当遇到硬当遇到硬当遇到硬土层下沉太慢时土层下沉太慢时土层下沉太慢时土层下沉太慢时, , , ,方可适量冲水方可适量冲水方可适量冲水方可适量冲水, , , ,但应考虑冲水对桩身强度的影但应考虑冲水对桩身强度的影但应考虑冲水对桩身强度的影但应考虑冲水对桩身强度的影响响响响 6.1 深层搅拌桩深层搅拌桩共共70页页 第第50页页地基处理地基处理 施施施施工工工工中中中中应应应应保保保保持持持持桩桩桩桩机机机机底底底底盘盘盘盘的的的的水水水水平平平平和和和和导导导导向向向向架架架架的的的的竖竖竖竖直直直直，桩桩桩桩身身身身垂垂垂垂 直直直直 偏偏偏偏 差差差差 1%1%； 桩桩桩桩 位位

81、位位 偏偏偏偏 差差差差 50mm50mm；成成成成桩桩桩桩直直直直径径径径和和和和桩桩桩桩长长长长不不不不得小于设计值。得小于设计值。得小于设计值。得小于设计值。6.1 深层搅拌桩深层搅拌桩共共70页页 第第51页页 施施施施工工工工时时时时如如如如因因因因故故故故停停停停浆浆浆浆，应应应应将将将将搅搅搅搅拌拌拌拌头头头头下下下下沉沉沉沉至至至至停停停停浆浆浆浆点点点点以以以以下下下下0.5m0.5m处处处处，待待待待恢恢恢恢复复复复供供供供浆浆浆浆时时时时再再再再喷喷喷喷浆浆浆浆搅搅搅搅拌拌拌拌提提提提升升升升。若若若若停停停停机机机机超超超超过过过过3h3h，宜宜宜宜先拆卸输浆管路，先拆

82、卸输浆管路，先拆卸输浆管路，先拆卸输浆管路，并妥加清洗。并妥加清洗。并妥加清洗。并妥加清洗。 壁壁壁壁状状状状加加加加固固固固时时时时，相相相相邻邻邻邻桩桩桩桩的的的的施施施施工工工工时时时时间间间间间间间间隔隔隔隔不不不不宜宜宜宜超超超超过过过过24h24h。如如如如间间间间隔隔隔隔时时时时间间间间太太太太长长长长，与与与与相相相相邻邻邻邻桩桩桩桩无无无无法法法法搭搭搭搭接接接接时时时时, , , ,应应应应采采采采取取取取补补补补桩桩桩桩或或或或注注注注浆浆浆浆等补强措施。等补强措施。等补强措施。等补强措施。 地基处理地基处理竖向承载搅拌桩施工时竖向承载搅拌桩施工时, ,停浆面应停浆面应高

83、于桩顶设计标高高于桩顶设计标高300500mm, ,开开挖时将桩顶施工质量较差的桩段凿挖时将桩顶施工质量较差的桩段凿除除 现场检测水泥搅拌桩桩径、桩间距现场检测水泥搅拌桩桩径、桩间距现场检测水泥搅拌桩桩径、桩间距现场检测水泥搅拌桩桩径、桩间距6.1 深层搅拌桩深层搅拌桩共共70页页 第第52页页地基处理地基处理SMW工法桩工法桩SMWSMW工法桩是深层搅拌工法桩是深层搅拌工法桩是深层搅拌工法桩是深层搅拌桩的一项新工艺，以桩的一项新工艺，以桩的一项新工艺，以桩的一项新工艺，以多轴型钻多轴型钻多轴型钻多轴型钻掘搅拌机掘搅拌机掘搅拌机掘搅拌机钻掘，在钻头处喷出钻掘，在钻头处喷出钻掘，在钻头处喷出钻掘

84、，在钻头处喷出水泥系强化剂与地基土水泥系强化剂与地基土水泥系强化剂与地基土水泥系强化剂与地基土反复混反复混反复混反复混合搅拌合搅拌合搅拌合搅拌，各施工单元之间采取，各施工单元之间采取，各施工单元之间采取，各施工单元之间采取重叠搭接重叠搭接重叠搭接重叠搭接施工，在水泥土混合施工，在水泥土混合施工，在水泥土混合施工，在水泥土混合体未结硬前插入体未结硬前插入体未结硬前插入体未结硬前插入HH型钢型钢型钢型钢或或或或钢板钢板钢板钢板作为作为作为作为应力补强材应力补强材应力补强材应力补强材, , , ,形成一道具形成一道具形成一道具形成一道具有一定强度和刚度的、有一定强度和刚度的、有一定强度和刚度的、有一

85、定强度和刚度的、连续完连续完连续完连续完整、无接缝的地下墙体整、无接缝的地下墙体整、无接缝的地下墙体整、无接缝的地下墙体。6 水泥土搅拌法水泥土搅拌法共共70页页 第第53页页地基处理地基处理清除钻头上的余泥清除钻头上的余泥清除钻头上的余泥清除钻头上的余泥形成一道地下连续墙形成一道地下连续墙形成一道地下连续墙形成一道地下连续墙型型钢钢补补强强材材导导沟沟三三轴轴型型钻钻掘掘搅搅拌拌机机 水水泥泥浆浆液液钻钻杆杆6.2 SMW工法桩工法桩共共70页页 第第54页页地基处理地基处理粉体喷粉体喷搅法搅法6 水泥土搅拌法水泥土搅拌法 简简简简称称称称粉粉粉粉喷喷喷喷桩桩桩桩，是是是是一一一一种种种种刚

86、刚刚刚塑塑塑塑性性性性桩桩桩桩，与与与与桩桩桩桩周周周周土土土土层层层层组组组组成成成成复复复复合合合合地地地地基基基基，桩桩桩桩、土土土土共共共共同同同同作作作作用用用用。桩桩桩桩长长长长不不不不宜宜宜宜15m15m，桩桩桩桩径径径径 500mm500mm。当当当当地地地地基基基基土土土土的的的的天天天天然然然然含含含含水水水水量量量量30%30%( ( ( (黄黄黄黄土土土土含含含含水水水水量量量量25%25%) ) ) )、70%70%或或或或地地地地下下下下水水水水PHPH值值值值4 4时时时时不不不不宜宜宜宜采用。采用。采用。采用。 材材材材料料料料：采采采采用用用用强强强强度度度度

87、等等等等级级级级 32.532.5级级级级矿矿矿矿渣渣渣渣水水水水泥泥泥泥和和和和氧氧氧氧化化化化钙钙钙钙和和和和氧氧氧氧化化化化镁镁镁镁含含含含量量量量总总总总和和和和85%85%的的的的生生生生石石石石灰灰灰灰。掺掺掺掺入入入入量量量量由由由由室室室室内内内内配配配配方方方方试试试试验验验验确确确确定定定定，宜宜宜宜为为为为加加加加固固固固湿湿湿湿土土土土重重重重的的的的101015%15%。共共70页页 第第55页页地基处理地基处理6.3 粉体喷搅法粉体喷搅法 施工步骤：施工步骤：施工步骤：施工步骤：机械定位机械定位机械定位机械定位预搅下沉至预搅下沉至预搅下沉至预搅下沉至设计深度设计深度

88、设计深度设计深度边喷浆、边搅拌提升至预定停边喷浆、边搅拌提升至预定停边喷浆、边搅拌提升至预定停边喷浆、边搅拌提升至预定停浆面浆面浆面浆面重复搅拌下沉至设计深度重复搅拌下沉至设计深度重复搅拌下沉至设计深度重复搅拌下沉至设计深度重复喷重复喷重复喷重复喷浆或搅拌提升至预定的停浆面浆或搅拌提升至预定的停浆面浆或搅拌提升至预定的停浆面浆或搅拌提升至预定的停浆面成桩。成桩。成桩。成桩。 粉喷桩施工现场粉喷桩施工现场粉喷桩施工现场粉喷桩施工现场共共70页页 第第56页页地基处理地基处理成桩施工顺序从四周边开始成桩施工顺序从四周边开始成桩施工顺序从四周边开始成桩施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩须向中

89、心进行，相邻两根桩须向中心进行，相邻两根桩须向中心进行，相邻两根桩须跳打跳打跳打跳打 当搅拌头到达设计桩底以上当搅拌头到达设计桩底以上当搅拌头到达设计桩底以上当搅拌头到达设计桩底以上1.5m1.5m时，即开启喷粉机提前进行喷粉作时，即开启喷粉机提前进行喷粉作时，即开启喷粉机提前进行喷粉作时，即开启喷粉机提前进行喷粉作业，当搅拌头提升至地面下业，当搅拌头提升至地面下业，当搅拌头提升至地面下业，当搅拌头提升至地面下500mm500mm时，应停止喷粉时，应停止喷粉时，应停止喷粉时，应停止喷粉 6.3 粉体喷搅法粉体喷搅法共共70页页 第第57页页地基处理地基处理粉喷桩施工结束粉喷桩施工结束粉喷桩施工

90、结束粉喷桩施工结束粉喷桩的截桩处理粉喷桩的截桩处理粉喷桩的截桩处理粉喷桩的截桩处理粉喷桩群桩承台粉喷桩群桩承台粉喷桩群桩承台粉喷桩群桩承台地面局部隆起地面局部隆起 粉体贮罐粉体贮罐粉体贮罐粉体贮罐粉喷桩施工现场粉喷桩施工现场粉喷桩施工现场粉喷桩施工现场送粉管路不宜大于送粉管路不宜大于6m6m 6.3 粉体喷搅法粉体喷搅法成桩中因故停止喷粉成桩中因故停止喷粉成桩中因故停止喷粉成桩中因故停止喷粉, , , ,应将搅拌头下沉至停灰应将搅拌头下沉至停灰应将搅拌头下沉至停灰应将搅拌头下沉至停灰面以下面以下面以下面以下1m1m处处处处, , , ,待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升待恢复

91、喷粉时再喷粉搅拌提升待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升 共共70页页 第第58页页地基处理地基处理一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌）一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌）就位就位预搅下沉预搅下沉 （制备水泥浆）（制备水泥浆）提升喷浆搅拌提升喷浆搅拌 沉钻复搅沉钻复搅 重重复复提提升升搅搅拌拌地基处理地基处理搅拌机械就位、调平地基处理地基处理预搅下沉地基处理地基处理预搅下沉至设计深度地基处理地基处理边搅拌提升地基处理地基处理复搅下沉地基处理地基处理质量检验：质量检验：质量检验：质量检验：成桩成桩成桩成桩7d7d后，浅部开挖桩头后，浅部开挖桩头后，浅部开挖桩头后，浅部开挖桩头( ( ( (深度宜超

92、过停深度宜超过停深度宜超过停深度宜超过停浆面下浆面下浆面下浆面下0.5m0.5m) ) ) )，目测检查搅拌的均匀性目测检查搅拌的均匀性目测检查搅拌的均匀性目测检查搅拌的均匀性、量测成桩直径量测成桩直径量测成桩直径量测成桩直径，检查，检查，检查，检查量为总桩数的量为总桩数的量为总桩数的量为总桩数的5%5%；成桩后；成桩后；成桩后；成桩后3d3d内，用内，用内，用内，用轻型动力触探轻型动力触探轻型动力触探轻型动力触探( (N N1010) )检查每检查每检查每检查每米桩身的均匀性米桩身的均匀性米桩身的均匀性米桩身的均匀性, ,检验数量为总桩数的检验数量为总桩数的检验数量为总桩数的检验数量为总桩数

93、的1%1%，且不少于，且不少于，且不少于，且不少于3 3根。根。根。根。 6.4搅拌桩的质量检验搅拌桩的质量检验轻轻轻轻型型型型动动动动力力力力触触触触探探探探 粉粉粉粉喷喷喷喷桩桩桩桩 检检检检验验验验 钻钻钻钻芯芯芯芯取取取取样样样样 载荷试验：载荷试验：载荷试验：载荷试验：进行进行进行进行复合地基复合地基复合地基复合地基和和和和单桩载荷试验单桩载荷试验单桩载荷试验单桩载荷试验。载荷试验宜在成桩。载荷试验宜在成桩。载荷试验宜在成桩。载荷试验宜在成桩28d28d后进行，抽检数量为总桩数的后进行，抽检数量为总桩数的后进行，抽检数量为总桩数的后进行，抽检数量为总桩数的l%l%，且不少于，且不少于

94、，且不少于，且不少于3 3点。点。点。点。 桩桩桩桩身身身身完完完完整整整整性性性性检检检检验验验验：对对对对桩桩桩桩身身身身质质质质量量量量有有有有怀怀怀怀疑疑疑疑时时时时，应应应应在在在在成成成成桩桩桩桩28d28d后后后后，钻钻钻钻芯芯芯芯取取取取样样样样作作作作抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度检检检检验验验验，检检检检验验验验数数数数量量量量为为为为总总总总桩数的桩数的桩数的桩数的0.5%0.5%，且不少于，且不少于，且不少于，且不少于3 3根。根。根。根。 6 水泥土搅拌法水泥土搅拌法共共70页页 第第59页页地基处理地基处理本节结束地基处理地基处理7.3 7.3 高压喷射注浆法高压

95、喷射注浆法 7.3.1 7.3.1 概概 述述 高高压压喷喷射射注注浆浆法法: :是是指指用用高高压压水水泥泥浆浆通通过过钻钻杆杆由由水水平平方方向向的的喷喷嘴嘴喷喷出出，形形成成喷喷射射流流，以以此此切切割割土土体体并并与与土土拌拌和和形成水泥土加固体的地基处理方法。形成水泥土加固体的地基处理方法。地基处理地基处理高高压压喷喷射射注注浆浆法法所所形形成成的的固固结结体体形形状状与与喷喷射射流流移移动动方方向向有有关关。一一般般分分为为: :旋旋转转喷喷射射( (简简称称旋旋喷喷) )、定定向向喷喷射射( (简简称称定定喷喷) )和摆动喷射和摆动喷射( (简称摆喷简称摆喷) )三种型式三种型式

96、旋喷法旋喷法施工时，喷嘴一边喷施工时，喷嘴一边喷射一边旋转和提升，射一边旋转和提升，固结体呈固结体呈圆柱状圆柱状。主要用于。主要用于加固地基加固地基，提高地基的抗剪强度提高地基的抗剪强度，改善地改善地基土的变形性质基土的变形性质，也可组成闭，也可组成闭合的帷幕，用于合的帷幕，用于截阻地下水流截阻地下水流和治理流砂。和治理流砂。地基处理地基处理 定喷法定喷法施工时，喷嘴施工时，喷嘴一边喷射一边提升，喷一边喷射一边提升，喷射的方向固定不变，射的方向固定不变，固固结体形如板状或壁状结体形如板状或壁状。摆喷法摆喷法施工时，喷嘴一边喷施工时，喷嘴一边喷射一边提升，喷嘴的方向呈较射一边提升，喷嘴的方向呈较

97、小的角度来回摆动，小的角度来回摆动，固结体形固结体形如较厚的墙板状。如较厚的墙板状。定喷和摆喷两种方法通常用于基坑防渗、改善地基土的水流性质及稳定喷和摆喷两种方法通常用于基坑防渗、改善地基土的水流性质及稳定边坡等工程。定边坡等工程。地基处理地基处理定喷：定喷：定喷：定喷：适用于粒径适用于粒径适用于粒径适用于粒径 20mm20mm的松散地层，的松散地层，的松散地层，的松散地层，获得获得获得获得壁状加固壁状加固壁状加固壁状加固体体体体。 摆喷：摆喷：摆喷：摆喷：适用于粒径适用于粒径适用于粒径适用于粒径 60mm60mm的松散地层，大角度摆喷适的松散地层，大角度摆喷适的松散地层，大角度摆喷适的松散地

98、层，大角度摆喷适用于粒径用于粒径用于粒径用于粒径 100mm100mm的松散地层，的松散地层，的松散地层，的松散地层，获得获得获得获得块状加固体块状加固体块状加固体块状加固体。 旋喷：旋喷：旋喷：旋喷：适用于卵砾石地层及基岩残坡积层适用于卵砾石地层及基岩残坡积层适用于卵砾石地层及基岩残坡积层适用于卵砾石地层及基岩残坡积层, ,获得获得获得获得柱状加柱状加柱状加柱状加固体固体固体固体。 注意！注意！注意！注意！当土中含当土中含当土中含当土中含有较多的有较多的有较多的有较多的大粒径块石大粒径块石大粒径块石大粒径块石、大量植物根茎大量植物根茎大量植物根茎大量植物根茎或较高的或较高的或较高的或较高的有

99、机质有机质有机质有机质时，以及时，以及时，以及时，以及地下水地下水地下水地下水流速过大流速过大流速过大流速过大和和和和已涌水已涌水已涌水已涌水的工的工的工的工程，应根据现场试验结程，应根据现场试验结程，应根据现场试验结程，应根据现场试验结果确定其适用性。果确定其适用性。果确定其适用性。果确定其适用性。 单管高压旋喷单管高压旋喷单管高压旋喷单管高压旋喷桩桩桩桩地面加固施工地面加固施工地面加固施工地面加固施工7.1 旋喷工艺选择旋喷工艺选择共共70页页 第第62页页地基处理地基处理 1.1.高压喷射注浆法的工艺类型高压喷射注浆法的工艺类型 高高压压喷喷射射注注浆浆法法的的基基本本工工艺艺类类型型有

100、有：单单管管法法、二二重重管管法法、三重管法和多重管法等四种方法三重管法和多重管法等四种方法。 在粘性土层中，单管旋喷桩径约在粘性土层中，单管旋喷桩径约在粘性土层中，单管旋喷桩径约在粘性土层中，单管旋喷桩径约0.50.50.50.50.8m0.8m0.8m0.8m， 双重管旋喷桩径约双重管旋喷桩径约双重管旋喷桩径约双重管旋喷桩径约0.80.80.80.81m1m1m1m， 三重管旋喷桩径可达三重管旋喷桩径可达三重管旋喷桩径可达三重管旋喷桩径可达1.11.11.11.13.0m3.0m3.0m3.0m。 为为为为获获获获得得得得大大大大直直直直径径径径的的的的旋旋旋旋喷喷喷喷桩桩桩桩，应应应应采

101、采采采用用用用二二二二重重重重管管管管旋旋旋旋喷喷喷喷或或或或三三三三重重重重管管管管旋旋旋旋喷喷喷喷。 地基处理地基处理 单管旋喷法：单管旋喷法： 用高压泥浆泵等装置，以用高压泥浆泵等装置，以20MPa20MPa左右的压力，把左右的压力，把浆液从浆液从喷嘴中喷射喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液与从土体上崩落运动，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成圆柱时间凝固，便在土中形成圆柱状的固结体。状的固结体。地基处理地基处理 二重管法：二重管法： 通过在管底部侧面的

102、一个通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴同轴双重喷嘴，同时喷射出，同时喷射出高高压浆液和空气两种介质压浆液和空气两种介质的喷射的喷射流冲击破坏土体。在流冲击破坏土体。在高压浆液高压浆液和它和它外圈环绕气流外圈环绕气流的共同作用的共同作用下，破坏土体能量显著增大，下，破坏土体能量显著增大，喷嘴一边喷射一边旋转和提升喷嘴一边喷射一边旋转和提升，最后在土体中形成直径明显，最后在土体中形成直径明显增加的柱状固结体达增加的柱状固结体达8080150cm150cm。地基处理地基处理 三重管法三重管法 使用分别输送使用分别输送水水、气气、浆浆三种介质的三重注浆管。在以三种介质的三重注浆管。在以高压泥浆泵等高压

103、发生装置产高压泥浆泵等高压发生装置产生生20-30MPa20-30MPa左右的高压喷射流左右的高压喷射流周围，环绕一股周围，环绕一股0 0.5-0.7MPa.5-0.7MPa左左右的圆筒状气流，进行右的圆筒状气流，进行水、气水、气同轴喷射同轴喷射冲切土体，形成较大冲切土体，形成较大的空隙，再另由泥浆泵注入压的空隙，再另由泥浆泵注入压力为力为2-5MPa2-5MPa的浆液充填，喷嘴的浆液充填，喷嘴作旋转和提升运动，最会便在作旋转和提升运动，最会便在土中凝固为较大的固结体土中凝固为较大的固结体地基处理地基处理多重管法 这种方法首先需要在地面钻一个导孔，然后置入多重管，用逐渐向下运动的旋转超高速压力

104、水射流（压力约40MPa），切削破坏四周土体，经高压水冲击下来的土和石成为泥浆后，立即用真空泵从多重管中抽出。如此反复地冲和抽，便在地层中形成一个较大的空间。装在喷嘴附近的超声波传感器及时测出空间的直径和形状，最后根据工程要求选用浆液、砂浆、砾石等材料进行充填。于是在地层中形成一个大直径的柱状固结体，在砂性土中最大直径可达4m 孔口管 高压水泵真空泵泥水箱多重钻杆超声波传感器钻头高压射水喷嘴MASV装置显示部分计测部分控制部分 SSS-MAN钻机地基处理地基处理 2. 2. 高压喷射注浆法的主要特征高压喷射注浆法的主要特征 适适用用范范围围广广 由由于于固固结结体体的的质质量量明明显显提提高高

105、，它它既既可可用用于于工工程程新新建建之之前前，又又可可用用于于竣竣工工后后的的托托换换工工程程，使使已已有有建建筑筑物物在在施工时使用功能正常。施工时使用功能正常。 施施工工简简便便 施施工工时时只只需需在在土土层层中中钻钻一一个个孔孔径径为为50mm50mm或或300mm300mm的的小小孔孔，便便可可在在土土中中喷喷射射成成直直径径为为0.4-4.0m0.4-4.0m的的固固结结体体，因而施工时能贴近已有建筑物，成型灵活。因而施工时能贴近已有建筑物，成型灵活。 可可控控制制固固结结体体形形状状 在在施施工工中中可可调调整整旋旋喷喷速速度度和和提提升升速速度度、增增减减喷喷射射压压力力或或

106、更更换换喷喷嘴嘴孔孔径径改改变变流流量量，使使固固结结体体形形成成工工程设计所需要的形状。程设计所需要的形状。地基处理地基处理 可可垂垂直直、倾倾斜斜和和水水平平喷喷射射 通通常常是是在在地地面面上上进进行行垂垂直直喷喷射射注注浆浆，但但在在隧隧道道、矿矿山山井井巷巷工工程程、地地下下铁铁道道等等建建设设中中，亦可采用亦可采用倾斜倾斜和和水平水平喷射注浆。喷射注浆。 耐久性较好耐久性较好 可用于永久性工程。可用于永久性工程。 料料源源广广阔阔 浆浆液液以以水水泥泥为为主主体体。在在地地下下水水流流速速快快或或含含有有腐腐蚀蚀性性元元素素、土土的的含含水水量量大大或或固固结结体体强强度度要要求求

107、高高的的情情况况下下，则则可可在在水水泥泥中中掺掺入入适适量量的的外外加加剂剂，以以达达到到速速凝凝、高高强强、抗抗冻冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。耐蚀和浆液不沉淀等效果。 设设备备简简单单 高高压压喷喷射射注注浆浆全全套套设设备备结结构构紧紧凑凑、体体积积小小、机动性强，占地少，能在狭窄和低矮的空间施工。机动性强，占地少，能在狭窄和低矮的空间施工。地基处理地基处理3.高压喷射注浆法的适用范围高压喷射注浆法的适用范围土质条件适用范围土质条件适用范围适适用用于于处处理理淤淤泥泥、淤淤泥泥质质土土、流流塑塑、软软塑塑或或可可塑塑粘粘性性土土、粉土、砂土、黄土、素填土和粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土

108、碎石土等地基。等地基。工程使用范围工程使用范围1) 1) 提提高高地地基基强强度度; ; 2)2)挡挡土土围围堰堰及及地地下下工工程建设程建设 3) 3) 增增大大土土的的摩摩擦擦力力和和粘粘聚聚力力; ; 4) 4) 减减少少振振动动，防防液化液化 5) 5) 降降低低土土的的含含水水量量; ; 6) 6) 防防渗渗帷帷幕幕 7) 7) 防止洪水冲刷防止洪水冲刷地基处理地基处理2)挡土围堰及地下工程建设挡土围堰及地下工程建设地基处理地基处理3).增大土的摩擦力和粘聚力增大土的摩擦力和粘聚力地基处理地基处理6)防渗帷幕防渗帷幕地基处理地基处理6)防渗帷幕防渗帷幕地基处理地基处理7.3.2 7.

109、3.2 加固机加固机理理 1. 1. 高压水喷射流的性质高压水喷射流的性质 高高压压水水喷喷射射流流是是通通过过高高压压发发生生设设备备，使使它它获获得得巨巨大大能能量后，从一定形状的喷嘴，量后，从一定形状的喷嘴，能量高度集中的一股液流能量高度集中的一股液流。 2. 2. 高压喷射流的种类和构造高压喷射流的种类和构造 高压喷射流的种类高压喷射流的种类 a. a. 单管喷射流为单管喷射流为单一高压水泥浆喷射流单一高压水泥浆喷射流； b. b. 二二重重管管喷喷射射流流为为高高压压浆浆液液喷喷射射流流与与其其外外部部环环绕绕的压缩空气喷射流的压缩空气喷射流组成，组成， c. c. 三三重重管管喷喷

110、射射流流为为高高压压水水喷喷射射流流与与其其外外部部环环绕绕的的压缩空气喷射压缩空气喷射流组成，流组成， d. d. 多重管喷射流为多重管喷射流为高压水喷射流高压水喷射流。地基处理地基处理 高压喷射流的构造高压喷射流的构造 1 1） 单液高压喷射流的构造单液高压喷射流的构造 在空气中喷射，在空气中喷射，初期区域为初期区域为 在水中喷射在水中喷射, ,初期初期区域为区域为 在空气中射流的在空气中射流的初期区域的长度比在初期区域的长度比在水中约大水中约大1010倍。倍。初期区域初期区域地基处理地基处理主要区域主要区域轴向动压陡然减轴向动压陡然减弱，喷射流速度进弱，喷射流速度进一步降低，它的扩一步降

111、低，它的扩散率为常数，扩散散率为常数，扩散宽度和距离的平方宽度和距离的平方根呈正比。根呈正比。在土中喷射时，在土中喷射时，喷射流与土在本区喷射流与土在本区域内搅拌混合。域内搅拌混合。地基处理地基处理喷射流处于能量喷射流处于能量衰竭状态，喷射流宽衰竭状态，喷射流宽度很大，雾化度高，度很大，雾化度高，水滴成雾化状，与空水滴成雾化状，与空气混合在一起，最后气混合在一起，最后消散在大气中。消散在大气中。终期区域终期区域有效喷射长度为有效喷射长度为初期区域初期区域和和主要区域长度主要区域长度之和。有效喷之和。有效喷射长度愈长，则劈裂土的距离越大，喷射加固体的直径也射长度愈长，则劈裂土的距离越大，喷射加固

112、体的直径也愈大。愈大。地基处理地基处理 2) 2) 水（浆）、气同轴喷射的构造水（浆）、气同轴喷射的构造 在在初初期期区区域域，由由于于水水喷喷射射流流与与空空气气流流相相冲冲撞撞及及喷喷嘴嘴内内部部表表面面不不够够光光滑滑，致致使使从从喷喷嘴嘴射射出出的的水水流流较较紊紊乱乱，再再加加以以空空气气和和水水流流的的相相互互作作用用，在在高高压压喷喷射射水水流流中中形形成成气气泡泡，喷喷射射流流受受到到干干扰扰，在在初初期期区区域域的的末末端端，气气泡泡与与水水喷喷射射流流的的宽宽度度一一样样。在在迁迁移移区区域域，高高压压水水喷喷射射流流与与空空气气开开始始混混合合，出出现现较较多多的的气气泡

113、。泡。 主主要要区区域域内内，高高压压水水喷喷射射流流衰衰减减，内内部部的的大大量量气气泡泡逐逐渐渐分裂为不连续的细水滴状，同轴喷射流的宽度迅速扩大。分裂为不连续的细水滴状，同轴喷射流的宽度迅速扩大。 水水（浆浆）、气气同同轴轴喷喷射射流流初初期期区区域域长长度度可可用用以以下下经经验验公公式表示：式表示：地基处理地基处理 3. 3. 加固地基的机理加固地基的机理 高压喷射流对土体的破坏作用高压喷射流对土体的破坏作用 破破坏坏土土体体结结构构强强度度的的最最主主要要因因素素是是喷喷射射动动压压，根根据据动动量定律，在空气中喷射时的量定律，在空气中喷射时的破坏力破坏力为：为： 在喷嘴断面积在喷嘴

114、断面积A A一定的条件下，如果要获得大的破坏一定的条件下，如果要获得大的破坏力，则需要通过高压产生大的流速力，则需要通过高压产生大的流速地基处理地基处理 水（浆）、气同轴喷射流对土体的破坏作用水（浆）、气同轴喷射流对土体的破坏作用 单单液液喷喷射射流流虽虽具具有有巨巨大大的的能能量量，但但由由于于压压力力在在土土中中急急剧剧衰衰减减，因因此此破破坏坏土土的的有有效效射射程程短短，致致使使旋旋喷喷固固结结体体的的直直径径较较小。小。 水水（浆浆）、气气同同轴轴喷喷射射时时，空空气气流流使使水水或或浆浆的的高高压压喷喷射射流流从从破破坏坏土土体体上上将将土土粒粒迅迅速速吹吹散散，使使高高压压喷喷射

115、射流流的的喷喷射射破破坏坏条条件件得得到到改改善善，阻阻力力大大大大减减少少，能能量量消消耗耗降降低低，因因而而增增大大了了高压喷射流的破坏能力，形成的旋喷固结体直径较大。高压喷射流的破坏能力，形成的旋喷固结体直径较大。 地基处理地基处理旋喷时旋喷时，高压喷射流在地基中，把土体切削破坏，其加固范围就是喷射距离加上渗透部分或压缩部分的长度为半径的圆柱体。 图7-36 旋喷固结体横断面结构示意图1浆液主体部分；2搅拌混合部分；3压缩部分； 3渗透部分。2134砂性土粘性土地基处理地基处理定喷时，高压喷射注浆的喷嘴不旋转，只作水平的固定方向喷射，并逐渐向上提升，便在土中冲成一条沟槽，并把浆液灌进槽中

116、，最后形成一个板状固结体。固结体在砂性土中有部分渗透层，而在粘性土中无这一部分渗透层。浆液主体部分搅拌混合部分硬壳浆液渗透部分砂性土粘性土图7-37 定喷固结体横断面结构示意图地基处理地基处理 水泥与土的固结机理水泥与土的固结机理 水泥各成分在不缺水、不干涸的情况下，继续不断水泥各成分在不缺水、不干涸的情况下，继续不断地按水化程序发展、增强和扩大，从而产生下列现象：地按水化程序发展、增强和扩大，从而产生下列现象： 1) 1) 胶凝体增大并吸收水分，使凝固加速，结合更密；胶凝体增大并吸收水分，使凝固加速，结合更密； 2) 2) 由于微晶（结晶核）的产生进而产生出结晶体，结由于微晶（结晶核）的产生

117、进而产生出结晶体，结晶体与胶凝体相互包围渗透并达到一种稳定状态，这就是晶体与胶凝体相互包围渗透并达到一种稳定状态，这就是硬化的开始；硬化的开始； 3) 3) 水化作用继续深入到水泥微粒内部，使未水化部分水化作用继续深入到水泥微粒内部，使未水化部分再参加以上的化学反应，直到完全没有水分以及胶质凝固再参加以上的化学反应，直到完全没有水分以及胶质凝固和结晶充盈为止。但无论水化时间持续多久，很难将水泥和结晶充盈为止。但无论水化时间持续多久，很难将水泥微粒内核全部水化完毕，所以水化过程是一个长久的过程。微粒内核全部水化完毕，所以水化过程是一个长久的过程。地基处理地基处理 4. 4. 加固土的基本性状加固

118、土的基本性状 直径较大直径较大 对对粘粘性性土土地地基基加加固固，单单管管旋旋喷喷注注浆浆加加固固体体直直径径一一般般为为0.3-0.8m0.3-0.8m；三三重重管管旋旋喷喷注注浆浆加加固固体体直直径径可可达达0.7-1.8m0.7-1.8m；二二重重管管旋旋喷喷注注浆浆加加固固体体直直径径介介于于以以上上两两者者之之间间。多多重重管管旋旋喷喷注浆加固体直径为注浆加固体直径为2.0-4.0m2.0-4.0m。 固结体形状可不同固结体形状可不同 在在匀匀质质土土中中，旋旋喷喷的的圆圆柱柱体体比比较较匀匀称称；而而在在非非匀匀质质土土中中或或有有裂裂隙隙土土中中，旋旋喷喷的的圆圆柱柱体体不不匀匀

119、称称，甚甚至至在在圆圆柱柱体体旁旁长出翼片。长出翼片。地基处理地基处理 重重量量轻轻: : 固固结结体体内内部部土土粒粒少少并并含含有有一一定定数数量量的的气气泡泡。因此，因此，固结体的重量较轻，轻于或接近原状土的密度固结体的重量较轻，轻于或接近原状土的密度。 渗渗透透系系数数小小: : 固固结结体体虽虽有有一一定定的的孔孔隙隙，但但这这些些孔孔隙隙并并不不贯贯通通，而而且且固固结结体体有有一一层层较较致致密密的的硬硬壳壳，其其渗渗透透系系数数达达1010- -6 6cm/scm/s或更小，故具有一定的防渗性能。或更小，故具有一定的防渗性能。 固固结结强强度度高高: : 土土体体经经过过喷喷射

120、射后后，土土粒粒重重新新排排列列，水水泥泥等等浆浆液液含含量量大大。由由于于一一般般外外侧侧土土颗颗粒粒直直径径大大，数数量量多多，浆浆液液成成分分也也多多，因因此此在在横横断断面面上上中中心心强强度度低低，外外侧侧强强度度高高，与与土土交交换换的边缘有处有一圈坚硬的外壳。的边缘有处有一圈坚硬的外壳。 单单桩桩承承载载力力高高: : 旋旋喷喷柱柱状状固固结结体体有有较较高高的的强强度度，外外形形凹凹凸凸不不平平，因因此此有有较较大大的的承承载载力力，固固结结体体直直径径愈愈大大，承承载载力力愈愈高。高。地基处理地基处理7.3.3 7.3.3 设计计算设计计算 1. 1. 室内配方与现场喷射试验

121、室内配方与现场喷射试验 为为了了解解喷喷射射注注浆浆固固结结体体的的性性质质和和浆浆液液的的合合理理配配方方，必必须须取取现现场场各各层层土土样样，在在室室内内按按不不同同的的含含水水量量和和配配合合比比进进行行试验，优选出最合理的浆液配方。试验，优选出最合理的浆液配方。 2. 2. 固结体尺寸固结体尺寸 a. a. 固结体尺寸主要取决于下列因素：固结体尺寸主要取决于下列因素： 1) 1) 土的类别及其密实程度；土的类别及其密实程度； 2) 2) 高压喷射注浆方法（注浆管的类型）；高压喷射注浆方法（注浆管的类型）； 3) 3) 喷喷射射技技术术参参数数( (包包括括喷喷射射压压力力与与流流量量

122、，喷喷嘴嘴直直径径与与个个数数，压压缩缩空空气气的的压压力力、流流量量与与喷喷嘴嘴间间隙隙，注注浆浆管管的的提提升升速度与旋转速度速度与旋转速度) )。地基处理地基处理 b. b. 在在无无试试验验资资料料的的情情况况下下，对对小小型型的的或或不不太太重重要要的的工工程，可根据经验选用表程，可根据经验选用表7-97-9所列数值。所列数值。 c. c. 对对于于大大型型的的或或重重要要的的工工程程，应应通通过过现现场场喷喷射射试试验验后后开挖或钻孔采样确定。开挖或钻孔采样确定。地基处理地基处理 3. 3. 固结体强度固结体强度 固结体强度主要取决于固结体强度主要取决于下列因素下列因素： a. a

123、. 土质；土质； b. b. 喷射材料及水灰比；喷射材料及水灰比； c. c. 注浆管类型和提升速度；注浆管类型和提升速度；d. d. 单位时间的注浆量。单位时间的注浆量。 固固结结体体强强度度设设计计规规定定按按28d28d强强度度计计算算。28d28d后后的的强强度度将将会继续增长，这种强度的增长作为安全储备。会继续增长，这种强度的增长作为安全储备。 注浆材料为水泥时，固结体抗压强度注浆材料为水泥时，固结体抗压强度 对对于于大大型型的的或或重重要要的的工工程程，应应通通过过现现场场喷喷射射试试验验后后采采样测试来确定固结体的强度和渗透性等性质。样测试来确定固结体的强度和渗透性等性质。地基处

124、理地基处理 4. 4. 竖向承载旋喷桩复合地基承载力特征值竖向承载旋喷桩复合地基承载力特征值 用用旋旋喷喷桩桩处处理理的的地地基基，应应按按复复合合地地基基设设计计。竖竖向向承承载载旋旋喷喷桩桩复复台台地地基基承承载载力力特特征征值值应应通通过过现现场场复复合合地地基基载载荷荷试试验验确确定定。初步设计时，也可按下式计算：初步设计时，也可按下式计算：5. 5. 沉降计算沉降计算: : 桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形应桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形应按现行国家标准按现行国家标准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-GB50007-20122012）的有关规定计算。

125、）的有关规定计算。 6. 6. 垫层垫层: : 褥垫层厚度可取褥垫层厚度可取200-300mm200-300mm，其材料可选用中砂、，其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于30mm. 30mm. 地基处理地基处理7. 7. 布孔形式和孔距布孔形式和孔距 加固地基竖向承载加固地基竖向承载 竖向承载旋喷桩的平面布置可根据上部结构和基础特点竖向承载旋喷桩的平面布置可根据上部结构和基础特点确定。独立基础下的桩数一般不应少于确定。独立基础下的桩数一般不应少于4 4根。根。 堵水防渗堵水防渗 最好按双排或三排布孔形成帷幕。孔距最好按双排或三排布孔形成帷幕。孔

126、距L L=1.73=1.73R R0 0，排距为，排距为l.5l.5R R0 0地基处理地基处理定喷防渗帷幕定喷防渗帷幕摆喷防渗帷幕摆喷防渗帷幕地基处理地基处理 8. 8. 浆量计算浆量计算 浆浆量量计计算算有有两两种种方方法法，即即体体积积法法和和喷喷量量法法，取取其其大大者者作作为设计喷射浆量为设计喷射浆量。 体积法体积法 喷量法喷量法 Q需要用的浆量(m3)；De旋喷体直径(m)；D0注浆管直径(m)；K1填充率，0.750.9；h1旋喷长度(m)；K2未旋喷范围土的填充率，0.50.75；损失系数，0.10.2；H喷射长度(m)；q单位时间喷浆量(m3/min)；v提升速度(m/min

127、)地基处理地基处理 a. a. 有良好的可喷性有良好的可喷性 水水泥泥浆浆为为主主剂剂，掺掺入入少少量量外外加加剂剂，水水灰灰比比一一般般采采用用1:1-1:1-1.5:11.5:1。浆液的可喷性用。浆液的可喷性用流动度流动度和和粘度粘度来评定。来评定。 b. b. 有足够的稳定性有足够的稳定性 浆浆液液的的稳稳定定性性好好坏坏直直接接影影响响到到固固结结体体的的质质量量。以以水水泥泥浆浆为为例例，其其稳稳定定性性好好指指浆浆液液在在初初凝凝前前析析水水率率小小、水水泥泥的的沉沉降降速速度度慢慢、分分散散性性好好以以及及浆浆液液混混合合后后经经高高压压喷喷射射而而不不改改变变其其物物理理化化学

128、学性性质质。掺掺入入少少量量外外加加剂剂能能明明显显地地提提高高浆浆液液的的稳稳定定性性，常常用用的的外外加加剂剂有有：膨膨润润土土、纯纯碱碱、三三乙乙醇醇胺胺等等。浆浆液的稳定性可用浆液的析水率来评定。液的稳定性可用浆液的析水率来评定。9.浆液材料与配方浆液材料与配方 浆液特性浆液特性地基处理地基处理 c. c. 气泡少气泡少 若若固固结结体体硬硬化化后后有有许许多多气气孔孔，会会降降低低喷喷射射固固结结体体的的密密度度，导致固结体强度及抗渗性能降低。导致固结体强度及抗渗性能降低。 d. d. 调剂浆液的胶凝时间调剂浆液的胶凝时间 胶胶凝凝时时间间是是指指从从浆浆液液开开始始配配制制起起，到

129、到与与土土体体混混合合后后逐逐渐渐失失去去其其流流动动性性为为止止的的这这段段时时间间。胶胶凝凝时时间间由由浆浆液液的的配配方方、外外加剂的掺量加剂的掺量、水灰比水灰比和和外界温度外界温度而定。而定。 e. e. 有良好的力学性能有良好的力学性能 影影响响抗抗压压强强度度的的因因素素很很多多，如如材材料料的的品品种种、浆浆液液的的浓浓度度、配比和外加剂等。配比和外加剂等。地基处理地基处理 f. f. 无毒、无臭无毒、无臭 浆浆液液对对环环境境不不污污染染，对对人人体体无无害害，属属非非易易燃燃易易爆爆物物品品；浆液对注浆设备、管路无腐蚀性并容易清洗。浆液对注浆设备、管路无腐蚀性并容易清洗。 g

130、. g. 结石率高结石率高 固固化化后后的的固固结结体体有有一一定定的的粘粘结结性性，能能牢牢固固地地与与土土粒粒相相粘粘结结。要要求求固固结结体体耐耐久久性性好好，能能长长期期耐耐酸酸、碱碱、盐盐及及生生物物细细菌菌等腐蚀，并且不受温度、湿度的变化而变化。等腐蚀，并且不受温度、湿度的变化而变化。 地基处理地基处理 浆液配方浆液配方 a. a. 普通型：普通型： 一般采用强度等级为一般采用强度等级为32.532.5号硅酸盐水泥号硅酸盐水泥浆浆，不加任何外加剂，水灰比为，不加任何外加剂，水灰比为1:1-1.5:11:1-1.5:1，固结体，固结体28d28d的的抗压强度最大可达抗压强度最大可达1

131、.0-20MPa1.0-20MPa。 b. b. 速凝早强型：速凝早强型：对对地下水发达地下水发达的工程需要在水泥浆中的工程需要在水泥浆中掺入速凝早强剂，掺入速凝早强剂，因纯水泥浆的凝固时间太长，浆液易被因纯水泥浆的凝固时间太长，浆液易被冲蚀而不固结。冲蚀而不固结。常用的早强剂有氯化钙、水玻璃和三乙醇常用的早强剂有氯化钙、水玻璃和三乙醇胺等，用量为水泥用量的胺等，用量为水泥用量的2%-4%2%-4%。 c.c.高强型高强型：喷射固结体的平均抗压强度在喷射固结体的平均抗压强度在20MPa20MPa以以上称上称为高强型。为高强型。 提高固结体强度的方法有：提高固结体强度的方法有： 1) 1) 选择

132、高标号水泥选择高标号水泥 2) 2) 选择高效能的扩散剂和无机盐组成的配方。选择高效能的扩散剂和无机盐组成的配方。地基处理地基处理d.填填充充剂剂型型:把把粉粉煤煤灰灰等等材材料料作作为为填填充充剂剂加加入入水水泥泥浆浆中中会会极极大大地地降降低低工工程程造造价价，它它的的特特点点是是早早期期强强度度低低，而而后后期期强强度度增长率高、水化热低。增长率高、水化热低。e.抗抗冻冻型型:在在冻冻土土带带未未冻冻前前对对土土进进行行喷喷射射注注浆浆，并并在在所所用用的的喷喷射射浆浆液液中中加加入入抗抗冻冻剂剂，可可防防止止土土体体冻冻胀胀。一一般般使使用用的的抗抗冻剂为：冻剂为：1)水泥水泥沸石粉浆

133、液沸石粉浆液;2)水泥水泥三乙醇胺、亚硝酸钠浆液三乙醇胺、亚硝酸钠浆液;3)水泥水泥扩散剂扩散剂NNO浆液。浆液。f.抗抗渗渗型型:在在水水泥泥浆浆中中掺掺入入2%4%的的水水玻玻璃璃，其其抗抗渗渗性性能能就就有有明明显显提提高高，如如表表7-12所所示示，使使用用的的水水玻玻璃璃模模数数要要求求在在2.43.4之间较为合适，浓度要求之间较为合适，浓度要求3040波美度为宜。波美度为宜。地基处理地基处理高高高高压压压压旋旋旋旋喷喷喷喷桩桩桩桩施施施施工工工工 旋喷桩属于隐蔽性工程，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工旋喷桩属于隐蔽性工程，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工旋喷桩属于隐蔽性工程

134、，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工旋喷桩属于隐蔽性工程，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工质量，施工时应根据工程的实际地质情况选用：质量，施工时应根据工程的实际地质情况选用：质量，施工时应根据工程的实际地质情况选用：质量，施工时应根据工程的实际地质情况选用： 旋喷桩直径：旋喷桩直径：旋喷桩直径：旋喷桩直径： 500mm500mm；浆液制备：浆液制备：浆液制备：浆液制备：采用不低于采用不低于采用不低于采用不低于P.O32.5P.O32.5级普通硅酸盐水泥；级普通硅酸盐水泥；级普通硅酸盐水泥；级普通硅酸盐水泥；水灰比可取水灰比可取水灰比可取水灰比可取0.80.81.51.5，常用，常用，常用

135、，常用1.01.0；浆液比重浆液比重浆液比重浆液比重1.41.41.51.5； 高压水压力：高压水压力：高压水压力：高压水压力： 20MPa20MPa； 气压力：气压力：气压力：气压力：0.7MPa0.7MPa； 提升速度：提升速度：提升速度：提升速度： 70cm/min70cm/min； 旋转速度：旋转速度：旋转速度：旋转速度：6060转转转转/min/min。7.1 旋喷工艺选择旋喷工艺选择共共70页页 第第63页页7.3.4 7.3.4 施施 工工地基处理地基处理高压旋喷设备及机具高压旋喷设备及机具滑撬式旋喷钻机滑撬式旋喷钻机滑撬式旋喷钻机滑撬式旋喷钻机 履带式旋喷钻机履带式旋喷钻机履带

136、式旋喷钻机履带式旋喷钻机 高压注浆高压注浆高压注浆高压注浆泵泵泵泵单重管喷具单重管喷具单重管喷具单重管喷具 双重管喷具双重管喷具双重管喷具双重管喷具 三重管喷具三重管喷具三重管喷具三重管喷具 灰浆搅灰浆搅灰浆搅灰浆搅拌机拌机拌机拌机泥浆泵泥浆泵泥浆泵泥浆泵7 高压高压旋喷桩旋喷桩共共70页页 第第64页页地基处理地基处理钻孔钻孔钻孔钻孔7.3旋喷施工流程旋喷施工流程下喷射管下喷射管下喷射管下喷射管喷射注浆喷射注浆喷射注浆喷射注浆拔管拔管拔管拔管回灌回灌回灌回灌浆液冲洗浆液冲洗浆液冲洗浆液冲洗7 高压高压旋喷桩旋喷桩共共70页页 第第65页页地基处理地基处理钻机钻机造孔造孔7 高压高压旋喷桩旋喷

137、桩钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直，钻钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直，钻钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直，钻钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直，钻机垫平稳固。机垫平稳固。机垫平稳固。机垫平稳固。钻孔直径应大于喷射管外径钻孔直径应大于喷射管外径钻孔直径应大于喷射管外径钻孔直径应大于喷射管外径202050mm50mm，以保，以保，以保，以保证证证证喷射时正常返浆喷射时正常返浆喷射时正常返浆喷射时正常返浆、冒浆冒浆冒浆冒浆。钻进过程中为防止塌孔采用泥浆。钻进过程中为防止塌孔采用泥浆。钻进过程中为防止塌孔采用泥浆。钻进过程中为防止塌孔采用泥浆护壁，泥浆容

138、重护壁，泥浆容重护壁，泥浆容重护壁，泥浆容重1.11.11.251.25。孔位允许偏差。孔位允许偏差。孔位允许偏差。孔位允许偏差 50mm50mm，终孔深度，终孔深度，终孔深度，终孔深度以设计要求为准。以设计要求为准。以设计要求为准。以设计要求为准。钻机成孔钻机成孔钻机成孔钻机成孔 钻机退杆钻机退杆钻机退杆钻机退杆 合金钢钻头合金钢钻头合金钢钻头合金钢钻头共共70页页 第第66页页地基处理地基处理下喷射管下喷射管喷射台车先喷射台车先喷射台车先喷射台车先在地面进行浆在地面进行浆在地面进行浆在地面进行浆、气试喷气试喷气试喷气试喷，各，各，各，各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设项工艺参数符合设

139、计要求后将喷射管下至设项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度，喷射孔与高压注浆泵的距离计深度，喷射孔与高压注浆泵的距离计深度，喷射孔与高压注浆泵的距离计深度，喷射孔与高压注浆泵的距离 50m50m。下下下下喷喷喷喷射射射射管管管管 旋旋旋旋喷喷喷喷头头头头7.4 旋喷桩的施工旋喷桩的施工制浆制浆浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液须连续均匀，液须连续均匀，液须连续均匀，液须连续均匀，搅拌时间搅拌时间搅拌时间搅拌时间 30S30S，一次，一次，一次，一次搅拌搅拌搅拌搅拌使用的

140、时间亦控制在使用的时间亦控制在使用的时间亦控制在使用的时间亦控制在4h4h以内以内以内以内。浆浆浆浆、气气气气试试试试喷喷喷喷浆浆浆浆液液液液制制制制备备备备共共70页页 第第67页页地基处理地基处理喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。当喷喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。当喷喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。当喷喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。当喷射注浆射注浆射注浆射注浆参数达到规定值参数达到规定值参数达到规定值参数达到规定值后，随即分别按后，随即分别按后，随即分别按后，随即分别按旋喷旋喷旋喷旋喷、定定定定喷喷喷喷或或或或摆喷摆喷摆喷摆喷的工艺要求，的工艺要求，的工艺要求，的工艺要求，提升喷

141、射管提升喷射管提升喷射管提升喷射管, ,由下而上喷由下而上喷由下而上喷由下而上喷射注浆射注浆射注浆射注浆。喷射管分段提升的搭接长度。喷射管分段提升的搭接长度。喷射管分段提升的搭接长度。喷射管分段提升的搭接长度 100mm100mm。7.4 旋喷桩的施工旋喷桩的施工注浆作业注浆作业注浆压力表注浆压力表注浆压力表注浆压力表注浆作业注浆作业注浆作业注浆作业 旋喷桩回转、提升旋喷桩回转、提升旋喷桩回转、提升旋喷桩回转、提升 旋喷后台之高压旋喷后台之高压旋喷后台之高压旋喷后台之高压泵站泵站泵站泵站旋喷机控制台旋喷机控制台旋喷机控制台旋喷机控制台共共70页页 第第68页页地基处理地基处理喷射结束后，随即喷

142、射结束后，随即喷射结束后，随即喷射结束后，随即在喷射孔内进行在喷射孔内进行在喷射孔内进行在喷射孔内进行静压充静压充静压充静压充填灌浆填灌浆填灌浆填灌浆，直到浆面不再，直到浆面不再，直到浆面不再，直到浆面不再下沉为止。下沉为止。下沉为止。下沉为止。7.4 旋喷桩的施工旋喷桩的施工回灌结束的旋喷桩回灌结束的旋喷桩回灌结束的旋喷桩回灌结束的旋喷桩施工完毕的柱状旋喷桩施工完毕的柱状旋喷桩施工完毕的柱状旋喷桩施工完毕的柱状旋喷桩回灌回灌浆液冲洗浆液冲洗喷浆结束后，立即清洗高喷浆结束后，立即清洗高喷浆结束后，立即清洗高喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路，注浆管及喷压泵、输浆管路，注浆管及喷压泵、输浆管路

143、，注浆管及喷压泵、输浆管路，注浆管及喷头，以免堵塞管路。头，以免堵塞管路。头，以免堵塞管路。头，以免堵塞管路。共共70页页 第第69页页地基处理地基处理7 高压高压旋喷桩旋喷桩 旋旋旋旋喷喷喷喷桩桩桩桩质质质质量量量量检检检检验验验验宜宜宜宜在在在在喷喷喷喷射射射射注注注注浆浆浆浆结结结结束束束束28d28d后后后后进进进进行行行行，可可可可根根根根据据据据工工工工程程程程要要要要求求求求和和和和当当当当地地地地经经经经验验验验采采采采用用用用开开开开挖挖挖挖检检检检查查查查、取取取取芯芯芯芯、标标标标准准准准贯贯贯贯入入入入试试试试验验验验、载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验等等等等方方方方法

144、法法法进进进进行行行行。检验点的数量为施工孔数的检验点的数量为施工孔数的检验点的数量为施工孔数的检验点的数量为施工孔数的1%1%，并不少于，并不少于，并不少于，并不少于3 3点。点。点。点。 竖向承载旋喷桩的承载力检验应采用竖向承载旋喷桩的承载力检验应采用竖向承载旋喷桩的承载力检验应采用竖向承载旋喷桩的承载力检验应采用复合地基载荷试验复合地基载荷试验复合地基载荷试验复合地基载荷试验和和和和单桩载荷试验单桩载荷试验单桩载荷试验单桩载荷试验。宜在成桩。宜在成桩。宜在成桩。宜在成桩28d28d后进行。检验数量为桩总数的后进行。检验数量为桩总数的后进行。检验数量为桩总数的后进行。检验数量为桩总数的0.5%0.5%1%1%，且每项单体工程不应少于，且每项单体工程不应少于，且每项单体工程不应少于，且每项单体工程不应少于3 3点。点。点。点。 检查试桩桩径检查试桩桩径检查试桩桩径检查试桩桩径壁状旋挖桩的开挖验证壁状旋挖桩的开挖验证壁状旋挖桩的开挖验证壁状旋挖桩的开挖验证旋挖桩的标准贯旋挖桩的标准贯旋挖桩的标准贯旋挖桩的标准贯入试验入试验入试验入试验共共70页页 第第70页页7.3.5 7.3.5 质量检验质量检验地基处理地基处理本章结束