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[摘要]：随着科学技术的发展，深层水泥搅拌桩技术在建筑基坑加固中得到了广泛的应用。本文就水泥搅拌桩加固机理、技术特点和质量控制中注意的问题进行了探讨，并结合建筑工程实例，简述了深层水泥搅拌桩在河床阶地中的应用。
[关键词]：水泥搅拌桩 建筑基坑 施工工艺
中图分类号：TQ172 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）26-0275-01
一、深层水泥搅拌桩的加固原理
深层水泥搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种较新的方法，其基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它利用特制的深层搅拌机械，将固化剂灌入需处理的软土地层内，就地将原位土和固化剂上下强制搅拌均匀，由于固化剂和其它掺和料与土之间将产生一系列水解和化学反应，生成水泥水化物并形成凝胶体，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，同时，水泥在水化过程中形成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，使部分的桩周土得到改善，进一步提高土体的强度，组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基，承担上部结构荷载。深层搅拌加固法处理软土技术发展至今已成为软土地基处理中应用最为普遍的一种地基处理方法，并具有广阔的发展前景。
二、深层搅拌技术特点
1.施工工艺简单，机械化程度高，处理效果显著。
2.与其他桩基相比，人员设备简单，耗用材料单一，施工速度快，且处理后很快投入使用，综合造价低。
3.施工现场无噪音，无振动，对环境无污染，成为城市建筑地基处理的首选方案。
4.施工质量易于保证，处理效果易于检测，如出现不合格桩，补救措施简单易行。目前常用的深层搅拌桩桩径多数为500mm，加固深度从数米到数十米不等。可用于增加软土地基承载力，减少沉降量和提高边坡的稳定性。常用于建（构）筑物地基、大面积的码头、河道边坡加固及地下防渗墙等工程，处理后的复合地基承载力可达200kPa，甚至更高。
三、施工质量控制
1.确保原材料质量
对进场的水泥，按200t为一批（当数量不足200t时也按一批计）的规定检查产品的合格证和出厂检验报告，并取样进行强度、凝结时间和安定性试验，不合格的水泥严禁使用。
2.确保搅拌数量
严格按照设计图的桩间距测量放样，间距的误差控制在验收标准范围内。施工过程中保持场地清洁，不能掩埋覆盖测量放样使用的桩位竹签，加强施工现场管理，确保不漏打水泥搅拌桩。
3.确保桩身长度
水泥搅拌桩必须致于下伏基岩面，避免桩身因未进入持力层，起不到加固软基的作用，对减少路基下沉留下严重的质量隐患，桩底是否进入持力层，可以根据钻机电流急剧增大而钻进速度急剧减小来判断。进行成桩试验时，在整个搅拌场地选择不同区域分别试验，发现实际成桩桩长超过设计桩长时，及时进行桩长加长变更，严禁出现实际桩长大于设计桩长，而仍然按设计桩长进行施工。
4.确保桩身水泥用量及耐腐蚀剂用量
水泥用量是影响桩身强度的直接因素，多则浪费，少则达不到设计要求的强度。控制水泥用量，一是要求每根桩的水灰比和送浆压力与成桩试验确定的数据相同。二是根据每根桩的长度或每工作班的成桩长度，按每延长米桩身使用57kg水泥，反算实际水泥用量是否符合要求；耐腐蚀剂用来防止地下水对桩体的侵蚀，必须严格按照实验配比进行掺加。
5.确保搭接长度
每根水泥搅拌桩应连续施工，如因特殊情况中断，恢复喷浆搅拌时，搭接长度不得小于0.5m。
四、工程应用
1.工程概况
玉林市某水厂职工宿舍楼为七层的砖混结构住宅楼。住宅楼的位置处于玉林清湾江的一级阶地，为玉林的岩溶盆地的冲积层，履盖层厚度不大，一般3-5米左右，土层岩性为粘土、砂质粘土、砂层、局部有淤泥，下伏泥盆系东岗岭组白云质灰岩，岩溶不发育，无溶洞，局部有溶沟溶槽，如采用钻孔灌注桩，桩长太短，造价高，如采用人工挖孔桩，则遇到旧河床的流沙层而无法挖孔，故采用深层水泥搅拌桩基础。
2.施工工艺
2.1施工准备
2.1.1机械设备。根据水泥搅拌桩的设计根数、长度和工期，选用l～2台STB-3型单头深层水泥搅拌机，每台搅拌机配备灰浆拌和机l台，UBJ-1.8C1型挤压式灰浆泵l台以及相应的起吊和导向装置、电气控制盘。水泥浆泵站离深层搅拌机应小于50m，越近越好。
4.1.2 劳动组织。搅拌机每个台班由8～10人组成。
4.1.3 三通一平。开工前把水、电引入工地，一般1台深层水泥搅拌机需用60kW，2台需用100kW；供水压力必须达到6～10kg/cm2；临时便道要修通；场地要平整；有河沟要做围堰，排除积水，铺满片石。
4.1.4 测定桩位。机械设备进场前，要测定桩基轴线、定位点和水准点，桩位要进行编号，以便顺序施工。
2.2浆液配制与输送
4.2.1 配合比。深层搅拌的浆液以425#普通硅酸盐水泥为主配制，水泥用量为水泥湿土重的12%～15%（Υ=1.8t/m3），水灰比0.45～0.50，另渗木质素磺酸钙减水剂（为水泥重量的0.2%），石膏渗量为水泥重量的2%。
4.2.2 配制与输送。搅拌灰浆时，应先加水，然后按水泥、减水剂、石膏顺序投料，每次灰浆搅拌时间不得少于2min，应将水泥浆充分拌匀。水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，必须过滤筛，把水泥硬块剔出。集料斗的容量一般为0.2m3，就可以保证一定的余量，不会因浆液供应不足而断桩，也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。水泥浆由挤压式灰浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内，最后射入搅拌叶的出浆口。
2.3深层搅拌施工
2.3.1 设备就位。搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位。
2.3.2 第一次钻进。在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，以60r/min的转速和1m/min的钻进速度，顺时针方向边钻边注浆，直至设计桩长，再继续喷浆15min后停泵，改逆时针方向搅拌提升至设计桩顶。
2.3.3 第二次钻进。以同样方式再次顺时针方向钻进注浆。停止注浆的位置以水泥用量达到每根桩设计用量为准，但不能影响搅拌机的继续钻入，直至复搅到设计桩长后，改逆时针方向搅拌提升到搅拌头露出地面。
2.3.4 两次循环钻进成桩。经过上下两次循环钻进提升，使水泥浆在桩孔内搅拌4次，最后把一个直径500mm、厚10mm、中间留有100mm孔的圆形钢板置于桩顶，用搅拌头向下压20～30cm，此桩完成作业。然后，移机到下一桩位施工。
2.4质量控制
2.4.1 严格控制水灰比，须用计量容量配制浆液。
2.4.2 搅拌杆的垂直偏差不得超过1%，桩机与桩位的对中误差不得大于2cm，成桩后的桩位偏差不得大于8cm.
2.4.3桩浇筑后28天之内不得开挖基坑，并禁止使用机械挖掘，桩头要小心整理，不得用重锤敲击，桩头应整平，并高出基底标高2～3cm.
2.5质量检验
抽取2%～5%的桩进行质量抽验。在成桩后的7天内，采用轻型触探（N10）对桩顶区段约1m深的水泥桩体内进行连续检测。对重要受力部位，要根据设计要求进行切割取样，制成70.7mm×70.7mm×70.7mm的试块进行抗压试验，一般28天强度可达到7MPa～8MPa，90天后强度稳定在10MPa～12MPa.同时请检测单位对单根桩体也进行了垂直承载力试验，承载力可达到160kN～180kN，复合地基承载力達到250kPa～300kPa，满足设计要求。
3.效果结论
采用水泥搅拌桩，搅拌桩打到基岩面即可，省时省力省投资，而且水泥浆与旧河床的的沙胶结良好，如同建筑砂浆一般，桩身质量高，经测桩试验，桩的承载力完全达到设计要求。宿舍楼在施工过程中和后续的沉降观测中得知，没有发生有沉降迹象，2006年建成使用至今没有发生沉降的质量问题，住房使用良好。
参考文献：
[1]地基处理手册（第二版）[M].中国建筑工业出版社，2000.
[2]段友军.深层水泥搅拌桩在砂土地基中的应用[J].西部探矿工程，2003（4）.
[3]苏展图.浅谈深层水泥搅拌桩技术在软基处理中的应用[J].广东科技，2009.
[关键词]：水泥搅拌桩 建筑基坑 施工工艺
中图分类号：TQ172 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）26-0275-01
一、深层水泥搅拌桩的加固原理
深层水泥搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种较新的方法，其基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它利用特制的深层搅拌机械，将固化剂灌入需处理的软土地层内，就地将原位土和固化剂上下强制搅拌均匀，由于固化剂和其它掺和料与土之间将产生一系列水解和化学反应，生成水泥水化物并形成凝胶体，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，同时，水泥在水化过程中形成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，使部分的桩周土得到改善，进一步提高土体的强度，组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基，承担上部结构荷载。深层搅拌加固法处理软土技术发展至今已成为软土地基处理中应用最为普遍的一种地基处理方法，并具有广阔的发展前景。
二、深层搅拌技术特点
1.施工工艺简单，机械化程度高，处理效果显著。
2.与其他桩基相比，人员设备简单，耗用材料单一，施工速度快，且处理后很快投入使用，综合造价低。
3.施工现场无噪音，无振动，对环境无污染，成为城市建筑地基处理的首选方案。
4.施工质量易于保证，处理效果易于检测，如出现不合格桩，补救措施简单易行。目前常用的深层搅拌桩桩径多数为500mm，加固深度从数米到数十米不等。可用于增加软土地基承载力，减少沉降量和提高边坡的稳定性。常用于建（构）筑物地基、大面积的码头、河道边坡加固及地下防渗墙等工程，处理后的复合地基承载力可达200kPa，甚至更高。
三、施工质量控制
1.确保原材料质量
对进场的水泥，按200t为一批（当数量不足200t时也按一批计）的规定检查产品的合格证和出厂检验报告，并取样进行强度、凝结时间和安定性试验，不合格的水泥严禁使用。
2.确保搅拌数量
严格按照设计图的桩间距测量放样，间距的误差控制在验收标准范围内。施工过程中保持场地清洁，不能掩埋覆盖测量放样使用的桩位竹签，加强施工现场管理，确保不漏打水泥搅拌桩。
3.确保桩身长度
水泥搅拌桩必须致于下伏基岩面，避免桩身因未进入持力层，起不到加固软基的作用，对减少路基下沉留下严重的质量隐患，桩底是否进入持力层，可以根据钻机电流急剧增大而钻进速度急剧减小来判断。进行成桩试验时，在整个搅拌场地选择不同区域分别试验，发现实际成桩桩长超过设计桩长时，及时进行桩长加长变更，严禁出现实际桩长大于设计桩长，而仍然按设计桩长进行施工。
4.确保桩身水泥用量及耐腐蚀剂用量
水泥用量是影响桩身强度的直接因素，多则浪费，少则达不到设计要求的强度。控制水泥用量，一是要求每根桩的水灰比和送浆压力与成桩试验确定的数据相同。二是根据每根桩的长度或每工作班的成桩长度，按每延长米桩身使用57kg水泥，反算实际水泥用量是否符合要求；耐腐蚀剂用来防止地下水对桩体的侵蚀，必须严格按照实验配比进行掺加。
5.确保搭接长度
每根水泥搅拌桩应连续施工，如因特殊情况中断，恢复喷浆搅拌时，搭接长度不得小于0.5m。
四、工程应用
1.工程概况
玉林市某水厂职工宿舍楼为七层的砖混结构住宅楼。住宅楼的位置处于玉林清湾江的一级阶地，为玉林的岩溶盆地的冲积层，履盖层厚度不大，一般3-5米左右，土层岩性为粘土、砂质粘土、砂层、局部有淤泥，下伏泥盆系东岗岭组白云质灰岩，岩溶不发育，无溶洞，局部有溶沟溶槽，如采用钻孔灌注桩，桩长太短，造价高，如采用人工挖孔桩，则遇到旧河床的流沙层而无法挖孔，故采用深层水泥搅拌桩基础。
2.施工工艺
2.1施工准备
2.1.1机械设备。根据水泥搅拌桩的设计根数、长度和工期，选用l～2台STB-3型单头深层水泥搅拌机，每台搅拌机配备灰浆拌和机l台，UBJ-1.8C1型挤压式灰浆泵l台以及相应的起吊和导向装置、电气控制盘。水泥浆泵站离深层搅拌机应小于50m，越近越好。
4.1.2 劳动组织。搅拌机每个台班由8～10人组成。
4.1.3 三通一平。开工前把水、电引入工地，一般1台深层水泥搅拌机需用60kW，2台需用100kW；供水压力必须达到6～10kg/cm2；临时便道要修通；场地要平整；有河沟要做围堰，排除积水，铺满片石。
4.1.4 测定桩位。机械设备进场前，要测定桩基轴线、定位点和水准点，桩位要进行编号，以便顺序施工。
2.2浆液配制与输送
4.2.1 配合比。深层搅拌的浆液以425#普通硅酸盐水泥为主配制，水泥用量为水泥湿土重的12%～15%（Υ=1.8t/m3），水灰比0.45～0.50，另渗木质素磺酸钙减水剂（为水泥重量的0.2%），石膏渗量为水泥重量的2%。
4.2.2 配制与输送。搅拌灰浆时，应先加水，然后按水泥、减水剂、石膏顺序投料，每次灰浆搅拌时间不得少于2min，应将水泥浆充分拌匀。水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，必须过滤筛，把水泥硬块剔出。集料斗的容量一般为0.2m3，就可以保证一定的余量，不会因浆液供应不足而断桩，也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。水泥浆由挤压式灰浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内，最后射入搅拌叶的出浆口。
2.3深层搅拌施工
2.3.1 设备就位。搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位。
2.3.2 第一次钻进。在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，以60r/min的转速和1m/min的钻进速度，顺时针方向边钻边注浆，直至设计桩长，再继续喷浆15min后停泵，改逆时针方向搅拌提升至设计桩顶。
2.3.3 第二次钻进。以同样方式再次顺时针方向钻进注浆。停止注浆的位置以水泥用量达到每根桩设计用量为准，但不能影响搅拌机的继续钻入，直至复搅到设计桩长后，改逆时针方向搅拌提升到搅拌头露出地面。
2.3.4 两次循环钻进成桩。经过上下两次循环钻进提升，使水泥浆在桩孔内搅拌4次，最后把一个直径500mm、厚10mm、中间留有100mm孔的圆形钢板置于桩顶，用搅拌头向下压20～30cm，此桩完成作业。然后，移机到下一桩位施工。
2.4质量控制
2.4.1 严格控制水灰比，须用计量容量配制浆液。
2.4.2 搅拌杆的垂直偏差不得超过1%，桩机与桩位的对中误差不得大于2cm，成桩后的桩位偏差不得大于8cm.
2.4.3桩浇筑后28天之内不得开挖基坑，并禁止使用机械挖掘，桩头要小心整理，不得用重锤敲击，桩头应整平，并高出基底标高2～3cm.
2.5质量检验
抽取2%～5%的桩进行质量抽验。在成桩后的7天内，采用轻型触探（N10）对桩顶区段约1m深的水泥桩体内进行连续检测。对重要受力部位，要根据设计要求进行切割取样，制成70.7mm×70.7mm×70.7mm的试块进行抗压试验，一般28天强度可达到7MPa～8MPa，90天后强度稳定在10MPa～12MPa.同时请检测单位对单根桩体也进行了垂直承载力试验，承载力可达到160kN～180kN，复合地基承载力達到250kPa～300kPa，满足设计要求。
3.效果结论
采用水泥搅拌桩，搅拌桩打到基岩面即可，省时省力省投资，而且水泥浆与旧河床的的沙胶结良好，如同建筑砂浆一般，桩身质量高，经测桩试验，桩的承载力完全达到设计要求。宿舍楼在施工过程中和后续的沉降观测中得知，没有发生有沉降迹象，2006年建成使用至今没有发生沉降的质量问题，住房使用良好。
参考文献：
[1]地基处理手册（第二版）[M].中国建筑工业出版社，2000.
[2]段友军.深层水泥搅拌桩在砂土地基中的应用[J].西部探矿工程，2003（4）.
[3]苏展图.浅谈深层水泥搅拌桩技术在软基处理中的应用[J].广东科技，2009.