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深层搅拌桩工作原理

2020-10-23 14:21:47 作者宁夏夯中岩土工程有限公司

  深层搅拌桩用于加固饱和软黏土地基的一种方法,它利用水泥作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和强度的优质地基。下面小编就“深层搅拌桩工作原理”给大家做个介绍。

  深层搅拌桩工作原理

  水泥与软土采用强制机械拌和后形成水泥土,它是基于水泥与软土的一系列物理和化学的反应过程。

  1、水泥在软土中的水解与水化反应

  普通硅酸盐水泥主要是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁等成份组成,由这些不同的氧化物分别组成了不同的水泥矿物。当水泥与饱和软土充分拌和后,水泥颗粒表面的矿物很快与饱和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。

  这些化合物形成了悬浮的溶液,具有胶结作用,凝结后形成水泥土的胶结强度。水泥中的硫酸钙与铝酸三钙一起与水发生反应后,生成一种被称为“水泥杆菌”的化合物,这种化合物以针状结晶的形式在比较短的时间里析出,把软土中大量的自由水以结晶水的形式固定下来。

  2、粘土颗粒与水泥水化物的作用

  当水泥各种化合物生成后,有的水化物自身硬结,形成水泥石骨架;有的水化物则与其周围具有活性的粘土颗粒发生作用,形成新的矿物。这些作用还有:离子交换与团化作用、凝硬作用、碳酸化作用等。

  需要说明的是,以上所述是在试验室内将水泥与土充分拌和的条件下进行的。在实际施工操作中,由于施工机械是切削搅拌,不可能像在试验室内那样,将水泥与土搅拌得充分均匀,水泥土中留有一些未被粉碎的小土块,在搅拌水泥(浆液或粉体)后将出现水泥包裹土块的现象,土块之间的大孔隙基本上已被水泥的颗粒所充盈,所以实际加固后的水泥土中形成了大量的水泥较多的微区,而在小土块的内部没有水泥。

  只有经过比较长的时间后,土块内的土颗粒在周围的水泥水解化合物渗透作用后,才能逐渐改变其性质。这样在水泥土中不可避免地会产生强度较高的、水稳定性较好的水泥石区和强度相对较弱的小土块区。由此也说明了实际施工时,将水泥与软土搅拌得越均匀、土块就被粉碎的越小,水泥土结构强度的离散性也就越小,其强度就越高,其无侧限抗压强度越接近室内试。

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