中图分类号：U469.6+5 文献标识码： A
1 水泥搅拌桩法加固软土地基作用原理
水泥搅拌桩法是用压缩空气将水泥浆、水泥粉等固化剂喷入软土地基中采用搅拌机械将软土和固化剂强制搅拌使其产生一系列的物理化学反应而形成一定强度的桩体与桩间软土一起形成复合地基以起到提高地基承载力增强路基稳定性与减少地基沉降的作用[1]。
基于水泥加固土的物理化学反应过程,可通过专用机械设备将固化剂灌入需处理的软土地层内,并在灌注过程中上下搅拌均匀,是水泥与土发生水结和水化反应, 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,这就是水泥的骨架作用。同时水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的纳离子进行离子交换作用,生成稳定的钙离子, 从而进一步提高土体的强度, 达到提高其复合地基承载力的目的。
2 水泥搅拌桩法的适用范围
水泥搅拌桩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土等地基 。当地基土的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4、塑性指数大于25、有机质含量高、地下水具有腐蚀性等情况应慎重选用，必须通过现场试验确定其适用性[2]。
3 水泥搅拌桩法施工
3.1一般施工工艺流程
(1)清理整平施工场地，铺筑垫层，进行桩位放样、钻孔定位。
(2)下钻至设计深度。
(3)上提喷浆、搅拌，提升至地面以下1m时，宜用慢速（小于0.8m/分），提升至地表0.5m时，停止喷浆，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。
(4)全桩复搅。
(5)成桩结束，施工下一根桩。
3.2施工控制[3][4]
水泥搅拌桩施工的关键是水泥用量的选择和控制。一般在水泥搅拌桩施工前应进行成桩试验，试验根数一般应不少于5根，通过成桩试验确定各项施工参数：钻进速度、提升速度、搅拌速度、搅拌编数、喷浆压力以及单位时间水泥掺加量等，并可以检验以及优化水泥配合比、水灰比等参数，最终形成试桩总结便于后续批量施工。
(1)水泥搅拌桩施工之前，需用清水冲洗整个管道井并检查管道中有无塞堵现象，待水排尽后才可以进行开钻施工。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤, 通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
(2)为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求, 每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪,以备监理工程师和项目经理部质检员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
(3)水泥搅拌桩常采用“二喷四搅”工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻, 喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低挡操作, 复搅时可提高一个挡位。每根桩的正常成桩时间应不少于40min ,喷浆压力不小于0.4Mpa。
(4)为保证搅拌桩的质量，施工中应严格控制钻机提升速度、搅拌旋转速度，并尽可能采用全桩复搅。常用的效果较好的水泥搅拌法施工工艺包括“二喷二搅”、“二喷四搅”等工法。
(5)搅拌桩施工时，桩端一般要求进入持力层0.5m以上，判断是否进入持力层可以根据前期试桩试验确定的搅拌桩钻进速度和电流表读数等参数进行判断。
(6)搅拌桩施工过程中采用“叶缘喷浆”的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘, 当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时 ,随着叶片的转动和切削,浆液能较均匀地散布在桩体的土中。长期使用证明, “叶缘喷浆”搅拌头能较好地解决喷浆中的不均匀问题。
(7)施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业, 不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应 不小于一根桩的用量加 50 kg。若储浆量小于上述重复时,不得进行下一根桩的施工。
(8)施工中发现喷浆量不足, 应按监理工程师要求整桩复搅, 复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因 ,喷浆中断时应及时记录中断深度。在12h内采取补喷处理措施 ,并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm, 超过12h应采取补桩措施。
4 水泥搅拌桩质量检验[5][6]
水泥搅拌桩的质量检验应贯穿整个施工过程。在施工过程中可通过随时检查施工记录和机械计量记录，通过标准的施工工艺或者是试桩总结对每根桩进行质量评定，并及时处理各类质量问题。可采用下列几种方法对水泥搅拌桩进行质量检验：
(1)施工现场常规检查主要包括：桩径、桩距、桩长、水泥掺入量、搅拌转数、提升速度、复搅次数、停浆处理方法等。采用现场开挖和施工记录检查，频率为总桩数的5%，且单点工程不少于3个点。
(2)成桩均匀性检查：成桩3d后，用轻便动力触探检查每米桩身的均匀性；成桩7d后，采用浅部开挖桩头深度宜超过停浆面以下0.5m，检查搅拌桩是否均匀、水泥土密实度、桩径等是否达到设计要求。
(3)桩体强度检查：成桩28d后随机钻探取芯，取芯位置为沿着桩径2/5轴线垂直钻进钻孔直径宜采用108mm，取芯后应用同等强度水泥砂浆回灌密实钻孔检查频率为桩总数的0.5%，且每项单点工程数不应少于3个点，无侧限抗压强度值不应小于设计要求。
(4)承载力检查：成桩28d后采用静载试验随机测定单桩承载力和复合地基承载力检查频率为桩总数的0.5%-1.0%，重要工程取高值，且每项单点工程不应少于3个点，复合地基承载力不小于设计要求值。
5 结论
大量工程实践证明，水泥搅拌桩法具有成桩速度快、工期短、对环境污染小、施工进度容易控制且施工技术成熟，是软土地基处理中使用较为普遍。文中在简要介绍水泥搅拌桩法加固软土地基作用原理和适用范围的基础上，进一步分析了水泥搅拌桩法施工工艺流程和施工控制要素，最后对水泥搅拌桩的质量检验进行论述。随着工程实践的不断深入，对水泥搅拌桩法在软土地基加固处理中的效果将逐渐提高。
参考文献：
[1] 龚晓南．高等级公路地基处理设计指南[M]．北京：人民交通出版社2005
[2] JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S]．
[3] 刘先林，李晓锋，韦宇辉. 高速公路软基水泥搅拌桩处理关键技术探讨[J].西部交通科技，2013，（6）：19-23.
1.工程概述
南京地铁三号线TA13-1标位于南京市南绕城高速与玉兰路交叉口东侧，该标段与绕城高速交叉，且位于绕城高速的下方。该标段总长度151m，平均宽23m，净宽平均10m，地铁三号线TA-13-1标埋深17～19.6m。
地铁三号线TA-13标整体式现浇钢筋混凝土结构，采用明挖顺作法施工，基槽四周有直径800钻孔灌注桩作围护，基坑底均位于第5工程地质粉质粘土层。地基加固采用Φ850@600三轴水泥土搅拌桩。基坑内部被动区土体加固深度为基坑底以下2m范围，基坑外侧主阴角处加固深度为地表下1m至基坑底以下2m。三轴水泥土搅拌桩采用P.o42.5级普通硅酸盐水泥，基底以下部分（实桩）水泥掺量为16%，基底以上部分（空桩）水泥掺量为7%，水灰比控制在0.8～1.5，实桩桩体28天无侧限抗压强度≥0.5Mpa，需保证桩体具有良好的均匀性。
2.三轴搅拌桩加固优、缺点
1.1 采用专用三轴搅拌机施工，两轴同向旋转喷浆与土拌合，中轴逆向高压喷气在孔内与水泥土充分翻搅拌和，而且由于中轴高压喷出的气体在土中逆向翻转，使原来已拌合的土体更加均匀，成桩直径更加有效，加固效果更优。
1.2 三轴搅拌机械施工效率高， 相对单轴或双轴搅拌机械施工工期大大缩短，对于施工工期要求紧的工程，此法施工特别有效。
1.3 适用范围广。水泥深层搅拌桩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、泥炭土、有机质土等地基。同时，水泥深层搅拌桩所形成的水泥土固体可作为竖向承载的复合地基，基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕等。
3.三轴搅拌桩地基加固施工
3.1施工准备
3.1.1材料备料
本标段地基加固采用P.o42.5复合型散装水泥，在使用前，应按规定频率对水泥进行抽检，现场应搭设2个可储存60t水泥的水泥罐，以确保连续生产。
3.1.2机械准备
三轴搅拌桩地基加固主要机械有三轴深层搅拌机、灰浆泵、灰浆搅拌机，储浆罐、电脑流量计、所有计量设备均应通过检测机构标定合格后，方可用于生产。
3.1.3加固体水泥用量的确定：根据地质报告确定被加固土体的性质，按设计要求水泥掺入比为实桩20% ，空桩10～12%的水泥掺入量，计算出每延米的水泥用量。其常规计算过方法为：
水泥用量（t）=加固体体积（m3）×土的天然密度（t/m3）×设计水泥掺量
三轴搅拌桩每幅所加固的面积为1.495，但在设计和施工过程中每幅桩在横向和纵向都存在一定的搭接，以木渎站为例在设计上要求桩间搭接250mm。如果按照每幅桩1.495计算每幅桩的水泥用量，在250mm搭接处的水泥掺量由于搅拌成桩两次，在每一次成桩都掺入水泥，这样在搭接处的水泥掺量将大于设计水泥掺量，水泥用量就会相应的增加。在实际施工过程中，为了更好地解决该问题同时又保证被加固土体的质量，一般做法为首先按照施工图纸计算出被加固体的体积，然后根据加固体的体积计算出加固体总的水泥用量，在CAD图上按照比例画出桩位图，并计算出总的加固幅数。然后用总的水泥用量除以总的加固幅数，就是每幅桩所需的水泥用量，这样就能够保证地基加固所需总的水泥用量不超过总的设计用量。
3.2工艺试桩
按照设计要求、地质实际情况和机械设备性能进行工艺试验桩。
3.2.1深层搅拌桩施工是搅拌头将水泥浆和软土强制拌和，搅拌次数越多，拌和越均匀，水泥土的强度也超高。但是搅拌次数越多，施工时间也越长，工效也越低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、进尺速度，确定不同土层的水泥用量、水灰比、泵送压力及施工工艺等。以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
3.2.2试桩不少于3根，在成桩7 d后采取轻便触探法，根据触探击数判断桩身强度， 14 d后进行抽芯，观察搅拌和喷浆的均匀程度，判定各种水泥掺量及施工工艺的施工效果。
3.3施工工艺
3.3.1平整场地：清除施工场地上的障碍物及杂物将原地面整平，一般整平后地表高程须高出桩顶50cm左右，以便施工，并在地基加固范围内标出基坑内的障碍物，包括格构柱等。如遇有池塘及洼地时应抽水和清淤，回填粘性土料并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾。导沟采用挖机开挖工作沟槽，沟槽宽度为1m、深度1m。
3.3.2桩机就位：钻机就位应满足图纸要求，垂直度偏差不大于1.0%（垂球法检测），为确保垂直度控制良好，在钻机四个支座处加设较大面积的钢垫箱，使钻机在钻进中保持平稳，钻进时要经常检查垂直度，如发现偏差则边钻进边调整，对于设计长度较长的水泥搅拌桩，在开始时保持较慢的钻进速度，待机身稳定后再加快钻进速度。桩的孔位置与图纸偏差不得大于50mm。
3.3.3水泥浆的制备须有充分的时间，要求大于3分钟，以保证搅拌均匀性。水泥浆从灰浆拌合机导入储浆罐时，必须通过过滤网，把水泥硬块剔出。浆液进入储浆罐中必须不停地搅拌，以保证浆液不离析。拌制浆液的时间超过两个小时的应作为废浆处理，施工时泵送水泥浆必须连续，水泥浆用量以及泵送水泥浆的时间应有专人纪录。
3.4 施工过程控制
3.4.1三轴水泥搅拌桩施工过程中，应全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，确保人员到位，责任到人。
3.4.2水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
3.4.3为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行垂直度控制。
3.4.4重点检查每根成型的搅拌桩的确确水泥用量、水泥浆拌制的稠度、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
4.质量检测
水泥深层搅拌桩施工完成后，要对其施工质量是否达到设计要求而进行质量检测，质量检测要由有检测资质的机构进行检测，质量检测方法主要有3 种：
4.1施工完成后3d 内的N10 轻便触探试验，主要目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性，轻便触探深度一般不大于4m，检测频率为施工总桩数的1%，且不少于3 根。
4.2施工完成28d 后进行的水泥搅拌桩承载力（静载）试验，可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要目的是检验水泥搅拌桩完成后对地基的承载力是否得到提高，检验桩身是否达到设计和规范要求，检验数量为施工总桩数的0.5%～1.0%。且每项单体工程不应少于3 根。
5.结论
三轴深层水泥土搅拌桩施工方法作为软基处理的方法之一，相比单轴、双轴深层搅拌桩在施工速度、施工质量上占有明显的优势。同时，三轴深层水泥搅拌桩施工管理需要各管理层的重视才能得到有效的保证，施工人员也要提高认识和业务水平，重视施工过程质量的控制，才能有效地保证其加固效果。
参考文献
随着我国近年来水利施工条件和施工技术的快速发展，水泥搅拌桩在水利施工中的应用范围得到了广泛的拓展。水泥搅拌桩不仅仅能够应用于复合地基的施工中，更是一种经济性较高的基坑围护结构，并得到了广泛的应用。将施工环境、基坑施工与基坑围护结构共同作为一体化的整体施工和设计，在实际施工过程中，对工程施工方法和结构进行严密协调控制，不仅仅能够为基坑以及周围环境的安全提供保证，而且能够大大缩短工程施工周期，降低施工成本，本文对水泥搅拌桩技术在水利施工中的应用优势和方法进行了总结分析，同时总结出了水利施工中水泥搅拌桩技术的应用要点。
一、水泥搅拌桩技术介绍
1.技术概念介绍
水利工程施工过程中，水泥搅拌技术被广泛应用在复合地基的形成中，该技术是一种特殊的地基处理方法，桩间土和桩体之间能够形成复合式的地基，进而有效降低地基变形的发生率，提高地基的承载能力。水泥搅拌桩应用于地基处理过程中，在粉土、粘性土、淤泥质土、加固淤泥和其他软土等方面应用都较为广泛。水泥搅拌桩技术指的是以水泥材料为固化剂（粉煤灰、石灰粉、水泥粉或水泥浆），利用特定的深层搅拌设备，在钻进的同时，向软土中喷射雾状粉体或浆液，就地将固化剂与软土在地基深处强制搅拌，通过土体和固化剂之间的化学反应和物理反应，保证地基土硬结构达到一定强度、水稳定性和整体性的加固体，以提高变形模量和地基强度，从而满足地基加固要求的一种水泥土搅拌方法，该方法的主要适用于粉土和加固饱和粘性土等地基的施工。
2.技术优势介绍
与其他支护体系相比，水泥搅拌桩技术应用于水利施工中，具有下述显著的优势：第一，能够添加各种添加剂以满足各种施工条件的需要，从而有助于提高施工速度，缩短施工周期；第二，类重力式挡墙，开挖基坑无需进行坑外井点降水，且通常不需要支撑拉锚；第三，具有较好的隔水防渗性能，无需处理基坑内外的水位差；第四，能够充分利用地基土的原有自重；第五，同一墙体能够同时设计为隔栅状、壁状和柱状，同时能够设计为变强度、变深度、变截面，对于持力层无过高要求；可设定大小不一的桩间距，并能够插筋，对于横向荷载具有较高的承受力。
二、水泥搅拌桩施工过程
1.施工前准备
（1）施工技术材料，主要包括施工场地水泥搅拌桩桩位设计图、土工实验报告、室内配比试验结果、控制点坐标和位置的测量结果、高程数据表、建筑物平面布局图以及工程地质报告等相关材料。
（2）成桩试验。试桩通常在5根以上。经过试桩，能够对单位时间喷入量、喷气压力、搅拌速度、提升速度和钻进速度等相关的技术参数进行准确确定。
（3）依据施工设计图，设计桩位平面布局图，在施工场地确定每根水泥搅拌桩的具置，并进行标记。
（4）平整场地。将施工场地内阻碍成桩的腐泥、杂草、有机质、树根等软质杂物，以及石块、混凝土块等硬质杂物清除，回填平整凹凸不平的施工地面。如果场地平整度不符合行走机械的要求，则可适当铺设碎石层和砂土层。
2.施工方法
现阶段，在水利施工中应用水泥搅拌桩技术通常使用四搅两喷法施工、跳打法工序，具体施工方法为：第一，定位放线。依据测定的控制点，逐孔向施工方位测定水泥搅拌桩桩位，为了避免施工过程对桩位造成损坏，每次进行20个孔位的测放，以1d的施工量为标准，使用竹签钉入土中进行桩位的定位，桩孔间距的要符合施工设计标准。第二，钻机定位。水泥搅拌机达到设定桩位后，将测放点与中心管垂直对准，垂直偏斜度在1%以下，稳定安放钻机后，保持设备水平，钻机主轴的垂直误差在1%以内。第三，预搅下沉。水泥搅拌机中的冷却水正常循环后，将电机启动，搅拌头正常运转后，将起吊钢丝绳放松，保证搅拌机沿导向下沉的同时进行搅拌，使用电气控制设备的电流监测仪对下沉速度进行监测。第四，灰浆配制输送。水泥搅拌机下沉预搅过程中，依据预定的水灰比进行水泥浆搅拌；灰浆搅拌过程中，首先加水再加添加剂和水泥，灰浆搅拌时间每次在2分钟以上，充分搅拌均匀水泥浆后，过滤水泥浆，将水泥硬块完全剔除，后在集料斗中倒入灰浆进行压浆。第五，提升喷浆搅拌。下沉搅拌机至预定深度后，将灰浆泵打开，在地基中压入水泥，并连续30s在柱底进行搅拌，从而确保柱底部的质量，然后依据试验所设定的速度，在搅拌机提升的同时进行喷浆，保证充分拌合土体和浆液，超过桩顶高度约0.5cm后，喷浆停止，确保桩头密实均匀，同时，全部排空集料斗中的灰浆。第六，重复下沉搅拌和提升。为保证浆液与软土的充分均匀搅拌，再将水泥浆倒入集料斗内，并下沉搅拌机，达到预定深度后，搅拌机在搅拌的同时喷出浆液，并将其提升至地面。操作过程中要连续供应水泥，若因故中断，需下沉搅拌头至停浆面下0.5cm，供浆恢复后继续提升搅拌头，以避免发生断桩。第七，清洗。将适量的清水注入集料斗中，将灰浆泵开启，彻底清除管道中残留的水泥浆，同时洗净搅拌头上附着的软土。
三、技术要点
1.施工前准确计算起吊机提升速度，灰浆经过输浆管到达搅拌机喷浆口的时间，搅拌机灰浆泵输浆量等相关的参数，按照设计要求进行成桩试验，以计算搅拌机配比参数等。
2.水泥搅拌机使用前应进行调试，观察输料管通畅和桩机运转情况，水泥搅拌机开始运转前，整个管道都应使用清水进行冲洗，以避免发生管道堵塞。
3.使用二喷四搅法进行水泥搅拌桩施工。首次下钻时，为了防止管道堵塞，可以带浆下钻，喷浆量控制在总量的1/2以下，且避免带水下钻。首次提钻和下钻时要进行低档操作，复搅时可高档操作。每个桩的成桩时间应在40min以上，喷浆压力在0.4Mpa以上。
4.为了提高水泥搅拌机桩身、桩顶和桩端质量，首次提钻喷浆时要停留在柱底约30s，余浆上提时将其完全喷入桩体，并停留在柱顶约30s，保证柱身和水泥浆的充分拌合[5]。
5.根据施工工艺的设计要求确定搅拌机喷浆提升的次数和速度，并由专人对搅拌机上提和下沉的时间进行记录，将记录时间误差控制在5s内，深度误差控制在100mm以内[6]。
四、结语
水泥搅拌桩应用于水利施工中，可在软土地基上应用，因而技术方面更加成熟、可行，施工质量有保证且更加可靠。这一施工方法不经能够满足河涌整治和防洪工程的基本要求，有助于软土基础的加固，而且能够极大地节省建设投资。另一方面，因水泥搅拌桩施工时无污染、无噪音、无振动，因而不会对周围的环境和建筑造成较大的影响。所以，水泥搅拌桩在水利工程施工者具有较高的应用价值。
中图分类号:TU
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)07-0289-02
1 三轴深层搅拌的加固机理
三轴深层搅拌施工是采用三轴型钻掘搅拌机在现场向设计深度进行旋转掘进,同时在灰浆系统及高压风系统的配合作用下,在钻头处喷射出水泥浆液,钻头及螺旋钻杆将水泥浆与原位土体反复混合搅拌,在各桩单元之间采取重叠搭接咬合方式施工,使土体的均匀性、自立性、密实度、抗压强度等性能参数指标提高,从而满足设计需求的一种施工工艺。其土体改良的机理是:用水泥作为固化剂加固软土时,水泥和软土将产生一系列物理和化学反应,从而增加了颗粒之间的粘结力,增加了土体的强度和密实度,形成具有一定强度和稳定性的水泥加固土。改良后的土体在抗压强度指标上远远高于原天然软土强度,压缩性及渗水性比天然软土也大大降低。在加固软土时,由於水泥的掺量较小,一般仅占被加固土重的5～18%,水泥的水化反应完全是在具有一定活性的土体颗粒的围绕下进行,所以硬化速度较为缓慢。
2 三轴深层搅拌施工适用范围
三轴深层搅拌法通用于粘性土、粉土、砂土、砂砾土、粉砂等天然含水量
3 三轴深层搅拌加固型式
搅拌桩可布置成柱状、壁状和块状三种型式,在堤防上用于地基加固,主要采用桩式,而用于防渗加固或槽壁加固,一般采用壁状式,壁状式是将相邻搅拌桩部分重叠搭接成为壁状加固型式,组成水泥土挡墙,这种挡墙具有较高的抗渗性能,可以形成良好的隔水帷幕。另外还有需要大面积改良土体以提高土体密实度及降低透水性的块状加固,块状范围内各个桩体互相重叠,形成整体的搅拌水泥土体,常用于基坑封底加固、盾构端头土体加固等工程。
4 三轴深层搅拌的主要优点
(1)加固效果好,加固方式灵活,适用面广,三轴深层搅拌法可采用不同的加固型式、不同的桩长和水泥掺入量以满足不同土质条件和不同荷载要求的加固目的,可在粘性土、亚粘土、淤泥质亚粘土、粉土、砂土、砂砾土、淤泥层、砂层、流砂层等土层中广泛应用。
(2)施工速度快,且造价相对较低。在一般地质条件下,每一台班可成墙70～80m2,所需工期较其他工法短,按照水泥掺入量18%计算,桩体合成本约为160m3/元。
(3)可充分利用原软土,采用原位土体加固技术,可充分利用原状土,废土外运量远比其他工法少。
(4)施工不扰动邻近土体,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。
(5)钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点,随着钻掘和搅拌反复进行,可使水泥系列强化剂与土得到充分的搅拌,并且各桩体连续无接缝,从而使被加固土体具有可靠的止水性,其渗透系数可达10-7cm/s。
(6)可成墙厚度550～1300mm,成墙最大深度目前为65m,根据地质条件还可施工更深。
5 三轴深层搅拌的施工工艺及质量控制
5.1 施工准备
(1)场地平整:清除桩位处的地表及地下障碍物,对低洼区回填粘土。
(2)材 料:一般采用42.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量,使用前对水泥取样送检确保合格。
(3)水泥浆配合比:水泥浆水灰比控制在0.4～0.6,根据实际情况可适量加入0.5%的减水剂。
(4)机械设备:主机采用三轴型钻掘搅拌机,配套机械主要有灰浆拌和机、集料斗、灰浆输送泵、控制柜、计量装置及空气压缩机等,计量装置施工前必须经过计量标定后才能使用。
(5)测量布桩:绘制桩位平面布置图并进行编号,注明加固深度,布设桩位点,设定施工标志。
(6)试桩:三轴深层搅拌施工中搅拌次数越多,拌和越均匀,水泥土的强度也越高。但是搅拌次数越多,施工时间也越长,工效也越低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数,确定最佳水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、提升时钻头反转速度、下钻速度、搅拌遍数、复拌遍数、复拌深度、单位时间注浆量、以及每延米注浆量等参数,以指导下一步水泥搅拌的大规模施工。在正式开始施工前,根据地质情况选取代表性工点,至少进行2根试桩,以便取得符合设计要求的工艺控制数据。
5.2 施工工艺流程
桩位放样开挖导沟置放导轨钻机就位检验调整钻机打开高压注浆泵正循环钻进至设计深度反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面以下0.3m重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至地表成桩结束施工下一根桩。
(1)桩机定位:桩机走移至桩位,对中,调平桩机,并从两个互为90度的方向调整钻塔,确保其垂直度偏差
(2)搅拌钻进:开启钻机,搅拌钻进至设计深度。
(3)制备水泥浆:在搅拌钻进的同时制备水泥浆,水泥浆水灰比根据试桩确定,并根据地质资料调整。
(4)喷浆搅拌提升:钻头钻进至设计深度后,关闭送气阀门,开启灰浆泵,喷送水泥浆液,待浆液到达喷浆口,边喷浆边搅拌提升钻头,提升的速度必须严格控制,一般控制在0.57-0.97m/min,使浆液和土体充分拌和,同时严格控制喷浆量满足设计要求。
(5)重复搅拌:搅拌钻头喷浆提升至设计顶面标高时,关闭灰浆泵,此时空压机不停机,搅拌钻头提升到桩顶时停止提升,在原位转动2min,以保证桩头均匀密实。搅拌钻头再搅拌钻掘至设计深度后进行二次搅拌,然后提升至地面,停止主电机和空压机,填写施工记录,完成水泥搅拌桩成桩工艺。
(6)施工注意事项:
①钻头钻至设计深度时,要有一定的滞留时间,以保证水泥浆液到达桩底,一般为2~5min。
②喷浆或喷气时,当气压达到0.45MPa时,管路可能堵塞,此时立即停止喷浆,将钻头提出地面,切断空压机电源,停止送气,查明堵塞原因,予以排除。
③整个制桩过程一定要保证边喷浆、边提升连续作业。当空气湿度大、浆体流动性差、喷气压力大、单位桩长喷浆量大时,开通灰罐进气阀,以对料缺罐加压。如出现断浆,及时补喷,补喷重叠长度不小于1.0m。
④喷浆开始时,将电子秤显示屏置零,使喷浆过程在电子计量显示下进行。喷浆时,记录人员随时观察电子秤的变化显示,以保证各段喷浆均匀。
5.3 施工质量控制措施
深层水泥搅拌桩属于隐蔽工程,施工中必须严格控制各个环节,做好桩体检测,严格按照规范设计施工,方可确保其施工质量。
(1)水泥搅拌桩开钻之前,应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。
(2)设备就位后,必须平整,确保施工过程中不发生倾斜、移动。要注意保证机架和钻杆的垂直度,其垂直度偏差不得大于1%,施工中采用吊锤观测钻杆的两个方向垂直度和用平水尺测量机架的调平情况,如发现偏差过大,应及时调整。
(3)严格控制水灰比,严格按照设计的水灰比配制浆液,制备好的水泥浆不能有离析现象,停置时间不得超过2个小时,若停置时间过长,不得使用。浆液倒入集料时应加过滤筛,以免浆内结块,损坏泵体。
(4)由于水泥土搅拌桩对水泥压力量要求较高,为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求,每台机械均应配备电脑记录仪,同时现场应配备水泥浆比重测定仪,在施工前检查水泥及外掺剂的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度,以备检测人员能够随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
(5)泵送浆液前,管路应保持潮湿,以利输浆,并记录泵送浆开始及结束时间。
(6)泵送必须连续,拌制浆液的罐数、固化剂和外加剂的用量以及泵送浆液时间、压力等应有专人记录。水泥浆拌制数量,应满足单桩总量拌制,一次用完,均匀喷浆。
(7)水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻,喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻,当遇到硬土层搅拌下沉太慢时,可适量加水,但冲水对桩身强度有较大影响,需加大喷浆量,增加复搅遍数。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作,复搅时可提高一个档位。
(8)在搅拌桩施工过程中采用"叶缘喷浆"的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘,当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时,随着叶片的转动和切削,浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。
(9)为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量,第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒,进行磨桩端,在水泥浆与桩端土充分搅拌后,再提升搅头,边喷浆、边提升、边旋转搅拌,余浆上提过程中全部喷入桩体,提升到原地面下30～50厘米时,不停浆并原地搅拌30秒再下沉搅拌。对桩身上端1/3桩长范围,应采取复搅措施,将此范围内的浆液分两次喷入,使搅拌效果更佳。当喷浆口到达桩顶标高时,宜停止提升,搅拌数秒,以保证桩头的均匀性密实。整桩喷浆搅拌结束后,为使软土与水泥搅拌均匀,应再次将搅拌头边旋转边沉入土中至设计深度,再将搅拌头边旋转边提升出地面。
(10)施工前确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。施工时用流量泵控制输浆速度,严格控制搅拌时的下沉和提升速度,以保证加固范围内每一深度得以充分搅拌,确保桩身强度和均匀性,使注浆泵出口压力保持在0.4-0.6MPa,并使搅拌提升速度与输浆速度同步进行。
(11)每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆。如遇停电、机械故障等原因,喷浆中断时应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5米处并及时记录中断深度,待恢复供浆后再喷浆搅拌。如停工40分钟以上,必须立即进行全面清洗,防止水泥在设备和管道中结块,影响施工。停工在12小时内采取补喷处理措施,并将补喷情况填报于施工记录内,补喷重叠段应大于100cm,超过12小时应采取补桩措施。
(12)对每根成型的搅拌桩质量重点检查水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。确保水泥搅拌机的喷浆提升速度、搅拌次数、喷浆压力等必须符合工艺要求,并有专人检查并记录。
(13)施工结束后,应检查桩体强度、桩体直径及地基承载力。水泥搅拌桩的施工质量检验可采用两种方法:一种是在成桩7天后采用浅部开挖桩头检查,数量为总桩数的5%,另一种是在成桩3天内,用轻型动力触探检查桩身的均匀性,检验数量为总桩数的1%且不少于3根。
(14)三轴深层搅拌施工完成后7天内,不允许在其附近随意堆放重物以防止桩体变形。
(15)施工记录必须详尽完善:施工记录必须有专人负责逐桩现场认真填写,不允许后补。记录内容应包括:施工桩号、施工日期、天气情况、喷浆深度、停浆标高、灰浆泵压力、管道压力、钻机转速、钻进速度、提升速度、浆液流量、每米喷浆量和外掺剂用量、复搅深度等,深度记录误差不得大于10cm,时间记录误差不得大于10秒钟。施工中发生的问题和处理情况,均须如实记录,以便汇总分析。
工程概况
本工程基坑总面积约 24000m2，基坑总延长米约为650m，基坑围护采用钻孔灌注桩结合三轴搅拌桩作为隔水帷幕，冷缝接头采用旋喷桩进行封堵。三轴搅拌桩概况：桩 径：850mm，数量：899根，有效桩长：23.15-27.6 m，强度等级：P.O42.5。
1 三轴搅拌桩止水帷幕技术要求
1.1 水泥土搅拌墙采用？J850三轴搅拌桩设备进行施工，搅拌桩应采用套接一孔法施工，搅拌桩成桩应采用二喷二搅的施工工艺，在桩体范围内必须做到水泥搅拌均匀。搅拌桩采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于26%。施工时桩位偏差
1.2 三轴搅拌桩试桩达到28天龄期后进行钻孔取芯检测，检测合格后方可进行三轴搅拌桩止水帷幕的正式施工。三轴搅拌桩施工完成，基坑土方开挖前应对三轴搅拌桩的施工质量进行检测，检测结果应满足基坑支护设计要求。为确保钻孔灌注桩的施工质量，原则上应首先施工三轴搅拌桩止水帷幕，再施工钻孔灌注排桩。
2 三轴搅拌桩施工工艺
2.1 三轴深搅机桩位定位
本工程使用的三轴桩机1台，桩径为850，搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套打一孔工艺，桩心距为1200mm。在深搅桩轴线插定位钢筋，保证搅拌桩每次准确定位。
2.2 水泥浆液拌制
施工前应搭建好可存放水泥的拌浆平台一座，对全体工人做好详尽的施工技术交底工作。水泥浆液的水灰比控制在1.5左右，根据设计及图纸会审纪要要求，水泥掺入量不小于26%（土体容重按被加固的平均容重计算）。
2.3 搅拌桩机钻杆下沉与提升
按照搅拌桩施工工艺要求，钻杆在下沉时不注浆、提升时需注入水泥浆浆液。搅拌下沉速度控制在0.5m/min～0.8m/min，提升速度宜控制在0.8m/min～1m/min，要求均匀、连续的注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完，搅拌桩施工结束。
2.4 三轴搅拌桩的搭接以及成形搅拌桩的垂直度补正是依靠搅拌桩单孔重复套钻来实现的，以确保搅拌桩的隔水帷幕作用，三轴深搅桩施工采用单孔全套复搅式操作方法，阴影部分为重复套钻，本工程为双排桩，考虑水泥终凝时间，在里排桩水泥土终凝前施工外排深搅桩，里外排桩间隔时间一般不超过12小时。
见下示意图：
3 三轴搅拌桩质量保证措施
3.1 保证桩体垂直度，施工垂直度应小于1%，以保证墙体的防渗性能。
3.1.1 在铺设道轨枕木处要整平整实，使道轨枕木在同一水平线上。在开孔之前用水平尺对机械架进行校对，以确保桩体的垂直度达到要求。
3.1.2 用经纬仪配合线锤对搅拌轴纵横向同时校正，确保搅拌轴垂直。施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用经纬仪或线锤经常对搅拌轴进行垂直度复测。
3.2 下沉和提升控制
三轴水泥搅拌桩在下沉和提升全过程中，保持螺杆匀速转动，匀速下钻，匀速提升。注浆施工时，严格控制下沉和提升速度，根据下沉和提升过程中不同的速度注入不同掺量的搅拌均匀的水泥浆液，并采取高压喷气进行孔内水泥土翻搅，使水泥土在初凝前达到充分搅拌、充分拌和，确保搅拌桩的质量。至桩底部分时，必须延缓重复搅拌注浆时间，使原状土充分破碎，以便充分搅拌土体，有利于同水泥浆液均匀拌和，有利于钻杆提升换向。
3.3 保证加固体强度均匀措施
3.3.1 压浆阶段时，不允许发生断浆和输浆管道堵塞现象。若发生断桩，则在向下钻进50厘米后再喷浆提升。
3.3.2 采用“二喷二搅”施工工艺，第一次喷浆量控制在60%，第二次喷浆量控制在40%；严禁桩顶漏喷现象发生，确保桩顶水泥土的强度。搅拌头下沉到设计底标高后，开启灰浆泵，将已拌制好的水泥浆压入地基土中，并边喷浆边搅拌约1-2分钟。
3.3.3 控制重复搅拌提升速度在0.8-1.0米/分以内，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。相邻桩的施工间隔时间不能超过24小时，否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆，以保证桩间搭接强度。预搅时，软土应完全搅拌切碎，以利于与水泥浆的均匀搅拌。
3.4 桩体长控制
3.4.1 为控制钻孔深度达标，利用钻管和桩架相对错位原理，在钻管上划出钻孔深度标尺线，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长，桩长变化时擦去旧标记，做好新标记。
3.4.2 桩架水平标高由场内水准点引测，并按深度换算钻孔深度标尺线。
3.5 水泥土搅拌桩为基坑内外止水围幕，施工时不容许出现施工冷缝，如因特殊原因出现超过24小时施工接缝，须采用高压旋喷桩有效措施进行补接。
4 三轴搅拌桩施工中的重要控制点
4.1 施工前应认真复核放设的桩位，使之误差在允许范围内。搅拌设备检查，搅拌杆有效长度必须大于施工桩长，搅拌翼片直径不小于设计桩径。
4.2 工程所用水泥必须有合格质保单，进场后立即取样做安定性、强度检验，严禁使用不合格、过期或受潮结块水泥。不同品种或标号的水泥不得用于同一根桩。施工中应考虑到水泥浆的损耗，增大水泥用量，来确保水泥搅拌桩每延米水泥用量达到设计要求。
4.3 严格控制水灰比，施工中用比重计来检测，加水用固定量容器，采用水泥浆拌和机拌和，每次搅拌不少于三分钟，水泥浆从灰浆拌和机倒入贮浆桶前，必须经过过滤。在施工过程中若发生喷浆中断，必须在继续喷浆后从地面开始重新施工，不得留一定长度搭接后中途开始工作，以防止断桩。
4.4 搅拌桩施工记录是检查搅拌桩施工质量、判明事故原因的基本依据，因此对每一延米的施工情况均应如实及时记录，不得事后回忆补记，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。
4.5 搅拌桩施工中遇地下有障碍物体，先清除障碍物，再进行搅拌桩施工作业，同时适当提高搅拌桩水泥参入量并放慢提升速度，使桩体水泥搅拌均匀、密实，确保水泥土搅拌墙完整、自成一体。
中图分类号：TV42 文献标识码： A
1.前言
依据我国公路行业规范，软土地基是指强度低，压缩量高的软弱土层，软土路基主要指由粘性土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙率大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成的，在软土上的填方及构造物稳定性差，极易发生沉降的。常见的软土路基处理方法有堆载预压法、真空预压法、反压护道法、水泥土搅拌桩法、换填垫层法、强夯法、加筋路基法抛石挤淤等，软土路基的处理应根据软土、淤泥的物理力学性质，埋层深度，路堤高度，材料场地、公路等级等因素综合考虑，软土路基的处理的目的是提高公路路基的稳定性和承载能力。
2. 水泥搅拌桩软土路基处理技术
2.1 水泥土搅拌桩加固路基原理及特点
水泥土搅拌桩是处理软土地基的一种，属于胶结法，其基本加固原理是利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列反应，包括物理反应和化学反应，使路基中的软土固结成为具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。水泥加固土与天然地基共同作用形成复合地基，从而共同承担上部建筑物荷载，它具有施工速度快，设备轻便，便于移动，方法容易掌握，处理深度较大等优点。
2，2 水泥搅拌桩的作用
2.2.1 垫层作用：通过喷射水泥浆与路基土原位搅拌后，硬结形成水泥搅拌
桩桩体，同时与桩与桩之间的土形成复合路基，这一层复合路基的力学特性比天然路基的力学特性好，能够起到正大应力扩散角和土中应力均匀的作用。
2.2.2板体作用 由于水泥搅拌桩的的刚度比桩周土的刚度大，在路基填
土荷载的作用下，复合路基中的应力按材料的模量进行分布，所以将产生应力集中现象，水泥搅拌桩桩体承担大部分填土荷载，作用在桩与桩之间土的应力相对减少，复合路基与天然路基相比，承载力提高，沉降量降低。
2.2.3加筋作用 水泥搅拌桩不仅提高路基填土承载力，还起到提高土体
抗剪强度的作用，增加路基填土的稳定性。
3. 水泥搅拌桩处理软土路基工程应用
3.1工程概况
广东省中麻公路大修工程№3合同段工程全长2.68km，其中路基2.4km.，分
左右二幅。大部分路段为新建，仅K3+755～K4+320段为旧路两侧加宽。新建及加宽范围路基软土均采用水泥搅拌桩处理，桩长8～13.5m，总桩长575190m，共49012根。根据该合同段的搅拌桩分布情况将搅拌桩分成23个区，见下表。
水泥搅拌桩施工区域划分表
3.2 水泥搅拌桩设计技术参数
水泥搅拌桩直径0.5m，桩间距有1.3m和1.4m二种，按正方形布置，搅拌桩进入持力层0.50m以上，水泥的掺入量60kg/m，采用普通硅酸盐水泥，强度等级32.5，水灰比.0.45～0.55。成桩后28天无侧限抗压强度大于1.0Mpa，加固后桩间距1.3m复合地基承载力不小于120Kpa，1.4m复合地基承载力不小于110Ka 。
3.3 水泥搅拌桩施工工艺和施工方案
3.3.1施工准备
（1）材料准备：水泥进场前必须先送检质监站，确定水泥的厂家，然后才能根据搅拌桩施工进度情况，确定水泥进场数量。水泥进场后，根据试验规程和技术规范的要求，进行自检、监理抽检和送检，确保进场水泥是合格产品。
（2）机械准备：由于水泥搅拌桩量大面广的施工特点，因此确保搅拌桩机数量在十台以上，根据施工情况，再确定增减机械。施工班组必备一台50KW的发电机，就近地沟渠取水为施工用水。并配备水车，若施工用水不够可及时补充。
（3）试 桩
深层搅拌桩施工是利用搅拌头将水泥浆和软土强制拌和，搅拌次数越多，拌和越均匀，水泥加固土的强度也越高。但是搅拌次数越多，施工时间也越长，工效也越低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一阶段水泥搅拌桩的大规模施工。
（4）水泥用量
水泥用量理论上要根据现场土质情况试配，并通过不同的土质按设计水泥用量试几根桩，待28天后，通过取芯的桩身强度来确定水泥用量。但根据实际情况，现场地质比较复杂，试桩不可能代表所有的地质情况，地质情况不同，水泥用量也不一样。根据经验，结合广东地区的地质情况，按照设计水泥用量施工，都能满足设计的强度要求。因此，本项目试桩时仅试水灰比、提升速度，下钻速度和搅拌次数，采用设计水泥用量。
3.3.3 施工工艺
桩位放样钻机就位检验、调整钻机正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面以下0.3m重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至场平成桩结束施工下一根桩
3.3.4 施工方法
⑴ 场地平整
用挖土机和推土机将场地范围内的香蕉树、杂草和淤泥等杂物清理干净，并确保场地大致平整。局部淤泥太厚，清理不了的，在淤泥上换填0.5cm～1m的中粗砂，以保证机械不沉陷。
⑵ 施工放样
用全站仪放出搅拌桩施工的边线，确定施工范围，用石灰标出施工边线并用水准仪测出场平标高。然后按照图纸设计的间距布置桩位。
⑶ 搅拌下沉，提升喷浆
根据桩位的位置，调整搅拌桩机钻杆，对准桩位，启动搅拌桩钻机，钻至地面0.5m左右，开动空压机，喷压缩空气，钻至设计深度，并进入持力层0.5m以上，提升钻杆，反向旋转，在提升的过程中喷水泥浆，钻头提升到桩顶高程，停止喷浆，再次下钻重复以上步骤直至完成本桩的施工。
⑷ 水灰比的控制
根据地质实际情况，每台钻机每天正式施工前，先按0.45～0.55的水灰比进行深层提升施工工艺试验，钻机的提升速度不易大于0.8m/min，试桩不小于5根，提升速度确定后，不要随意改变水灰比。
⑸ 桩长控制
按照设计桩长施工。
3.3.5 质量控制
搅拌桩施工属于隐蔽工程，如施工质量不好，一旦被路堤和构筑物所覆盖，便构成隐患且不便检查及补救。因此，紧抓施工环节，严格施工过程的管理非常重要，只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量。
4.结语
水泥搅拌桩是目前路基施工中常用的一种加固软土的措施，随着基础建设的不断发展，水泥搅拌桩处理软土地基的应用范围也在不断扩大，已不仅仅局限于公路路基施工，在高铁建设中也常常得到广泛应用，研究水泥搅拌桩加固软土地基的机理和工程应用，总结水泥搅拌桩施工经验，规范水泥搅拌桩施工工艺，已越来越被广大的公路建设者所接受认同，并得以蓬勃发展。
5.参考文献
中图分类号：U448文献标识码： A
地基强度不足是路桥工程设计过程中常见的现象，因此对地基强度进行一定的处理时必须的。在路桥工程的施工过程中，存在很多处理地基的方法，其中有固结排水法、静载法、材料铺垫法、抛石挤淤法、换算法等，每种方法都有自己的特色也存在一些局限性。为了能够合理的选择并优化地基处理的有效方法，需要认真遵循各项工程本身的特点、处理要求、材料机具来源和路桥施工的总消费等方面的要求进行全面的考虑。
一、有效强化路桥施工中的软土路基处理措施中水泥土搅拌桩的设计
（一）水泥土搅拌桩有效的长度设计
目前，根据一些学术论文的相关推导得到有关水泥搅拌桩有效长度计算的公式即：Lc=1.6D*Ep/Es。该计算公式中，Lc表示的是水泥搅拌桩的有效长度，D表示的是水泥搅拌桩的直径，Ep表示水泥搅拌桩的压缩模量，Es表示水泥搅拌桩周土的压缩模量。
（二）设计水泥搅拌的桩参数
设计水泥搅拌桩的参数需要设计桩径以及桩长。桩长一般能够到达承载力很高的土层里并能很容易的穿透力度较弱的土层里，水泥搅拌桩主要根据本身结构承载力以及变形程度来定论，与水泥搅拌桩长有着直接关系的是水泥搅拌桩的承载力，加上水泥搅拌机本身高低不同的强度因素，可总结出，水泥搅拌桩承载力的大小与水泥搅拌桩的桩长没有直接关系，通常深度是用湿法加固的不应该超过20m，若是用干法加固的深度不应该超过15m。如果设置出的水泥搅拌桩需要增强自身的抗滑稳定性，那么，水泥搅拌桩的桩长应该以危险滑弧为标准设置为超过其以下的2m。
（三）设计水泥搅拌桩布桩形式
对水泥搅拌桩加固效果有很大影响的是水泥搅拌桩的布桩形式。水泥搅拌桩的布桩间距的制定需要依据拟建工程的地质条件、深沉搅拌工程的施工工艺以及工程项目负载力规范，并借助软土地层的深后饱和的特点。在设计水泥搅拌桩的布桩时需要注意的是基础宽度范围的控制，以便能够有效发挥水泥搅拌桩的作用。并在水泥搅拌桩的桩顶制作一个厚度约为300mm的砂石垫层，砂石比例应该设置为6:4，且不能使用粒经超过20mm的粗砂。
二、有效强化路桥施工中软土路基处理之水泥搅拌桩的应用
水泥搅拌桩的施工步骤如下：
（一）利用塔架或者起重机来悬吊搅拌机，并准确对准规定桩位。
（二）开启搅拌机需要在搅拌机冷却水的正常循环下进行，且起重机的钢丝绳需要被放松，促使搅拌机按照一定的规律有效搅拌。
（三）水泥浆的制作是搅拌机在到达一定深度后，便会依据已经设定好的比例进行搅拌，并且自动把制作好的水泥浆安放在集料斗里面。
（四）在深沉搅拌机抵达到设计好的深度以后就会自启灰浆泵将水泥压入软基中，且会边旋转边喷浆，同时为了深沉提升搅拌机的速度必须严格依据工程设计要求。
（五）不断进行上下搅拌，深沉搅拌机的速度达到一定的标高以后，可以通过多次搅拌使水泥浆与软土相互得到充分的搅拌，变旋转边喷浆的方式可以充分提高搅拌机的运行效率。
（六）应用完搅拌机后，一定要注意搅拌机集料斗的清洁。
（七）重复以上六个步骤，完全融入路桥工程的施工中。
三、控制施工工程的质量
要使软土与水泥浆能够同时得到均匀的搅拌，需要把软土完全的预搅碎，即保障预搅工程质量。在搅拌水泥浆时，必须要严格依据工程设计配合比来配置，并且要避免水泥中结块的阻碍和水泥浆离析情况的发生，注重水泥搅拌机对水泥浆搅拌的充分度，知道水泥浆完好流进集料斗中。为能够连续性且保障强度的加固，决不能出现压浆过程中的断浆状况，即保障输浆管的正常工作，避免堵塞现象的发生，并且要严格按照设计规范，设置搅拌机的搅拌速度和控制好搅拌机的提升，保证至多10cm/min的误差，保证每一深度在加固范围里被充分搅拌，也要严格根据施工设计数据控制好下沉速度以及重复搅拌机的提升。起重机的平滑度与导向机的垂直度得到保障就能够保证水泥搅拌桩与地面垂直。
四、有关质量的检验
依据路桥工程的施工设计，开挖一定数量的已经完成的桩体，然后直接观察加固桩体的外观加强对水泥浆与软土的搅拌状态、搅拌均匀性以及搅拌的整体性的客观认识。接着，利用最新引进的“钻探取芯”的方法，在水泥搅拌桩内进行，更深一步观察水泥浆与软土的搅拌程度，同时还可以检查出搅拌机的桩长是否符合路桥工程的施工设计要求。制作水泥土试件的水泥土式样也需要利用到钻探取芯技术，在实验室里完成的试块与钻探技术制成的试件在强度方面加以比较，确定复合型地基承载力是否可靠。我国目前在强化路桥施工中软土处理方面高科技手法颇多，其中原位测试技术应用也相当广泛。检查搅拌机搅拌出的水泥浆以及水泥土桩体是否均匀就可以通过规范贯入试验、轻便钎探等测试手法进行科学性检查，同时，桩体强度是否合乎路桥工程施工设计要求也可以通过规范贯入试验手段进行测试。定期观测水泥搅拌桩的侧向位移以及沉降等方面这一动作发生在水泥搅拌桩实施过程中被加固处理过的软基切实投入使用后，这种测验被称为直观性的检查，同时也是路桥施工过程中最后的检查。
结语
集复杂性、与多边形于一身的土地层次存在于大多数的路桥工程中，但是这种特点的土层根本满足不了经济快速发展的今天对路桥工程建设的严格需求，因为这种特点的土层对路桥工程建成后的隐患极大，路桥施工结束后很长一段时间仍然无法避免沉降问题，严重的还会出现不均匀的沉降现象，最终导致竣工后的路桥不能够正常被使用。所以有效强化路桥施工中的软土路基处理措施非常必要。对于不合格的软基必须采取相应的措施进行加固以及有效的改良。具有很好加固效果的水泥搅拌桩的成本相当低廉，因此，水泥搅拌桩在近些年广泛应用在路桥施工中软土路基的处理中，处理的最终效果也非常可观。路桥施工过程中，有效完善路桥工程中施工技术、施工时间、施工管理以及施工工艺，借助路桥施工过程中跟踪性检测，并科学化、理性化的施工指导保障路桥施工中软土路基处理措施得到有效强化。同时，在强化路桥施工中软土路基处理措施过程中累积了不少的经验，获得了一定的施工技术数据。从空隙水压力、水泥搅拌机的沉降以及水平位移试验数据与资料分析，我国大部分公路工程、桥面工程的软土路基沉降问题得以有效的控制，我国路桥施工工程中的软土路基处理达到了相对理想的效果。
参考文献：
[1]高田祥,卢霞.如何加强路桥施工中的软土路基处理[J].民营科技,2011,05:240.
1水泥搅拌桩的基本原理
水泥搅拌法是用于加同饱和和软黏土低地基的一种方法，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田化剂强制搅拌，利用同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、水稳定性和一定强度的优质地基。
水泥搅拌桩的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它与混凝土硬化机理不同，由于水泥掺量少，水泥是在具有一定活性介质――土的围绕下进行反应，硬化速度较慢，且作用复杂，水泥水解和水化生成各种水化合物后，有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应，使水泥土土体强度大大提高。这种方法适用于软弱地基的处理，对于淤泥质土、粉质粘土及饱和性土等软土地基的处理效果显著，处理后可以很快投入使用，施工速度快；在施工中无噪音、无振动。对环境无污染；投资省。为确保水泥搅拌桩的施工质量符合设计要求，认真分析影响施工质量的相关因素。并采取有效技术措施，全面拧制其的施工过程，这是非常有必要的。水泥搅拌桩施工质量的优劣直接关系到地基加固的成效，从而进一步关系到上部主体结构的稳定性，因此，对搅拌桩施工质量必须作到事前控制、事中控制和事后检测，进行严格监理控制。
2 参数设计
水泥搅拌桩复合地基主要由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。水泥搅拌桩技术在运用之前主要要先确定水泥掺人量，桩径、桩长、加固范围、褥垫层等内容。
水泥掺人量：水泥掺入量为拟加固土体重量的15％。水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
桩径：根据《建筑地基处理技术法规》JGJ79―2002以及成桩施工机械等因素确定，工程水泥搅拌桩直径采用500mm为宜。
桩长：水泥搅拌桩的长度宜穿透软弱土层道道承载力相对较高的土层。工程水泥搅拌桩有效桩长不小于9m。
加固范围：水泥搅拌桩可只在基础平面范围内布桩。工程基础采用钢筋混凝上条形基础，水泥搅拌桩在条形基础宽度范围内布桩。
褥铬层：水泥搅拌桩复合地基应用在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300ram，其材料选用中粗砂。
3 施工工艺控制
水泥搅拌桩技术主要适合处理正常固结的淤泥与淤泥质土，索填土、泥性土，泥炭土，
有机质土和含水较高地基承载力标准值不大于120kpa的粘性土、粉土等软土地基。
3.1 搅拌机械检查
水泥搅拌机施工机械在所有钻机开机之前应组织检查验收合格后方可开钻，特别注意水泥搅拌桩管道是否有堵塞现象；水泥搅拌机施工机械必须保持好良好的稳定性能；检查水泥搅拌机施工前配电脑记录仪器和打印设备是否安装就序，以免不能随时了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度，从而引起地基质量不合要求。
3.2试桩
根据施工现场的实际情况，在现场需要进行软基处理的范围内，在地表，中问和桩底位置各取出若干土质，进行比较。选取土质最差材料用作施工配合材料，一般选取3―5组用作配合比的试验，在配合比试验时用各种土质与几种分最的水泥制成水泥、土混合料，制作成圆柱型试件后进行室内标准养护。
选用的水泥要经过检验合格才可使用，水泥用PO32.5级及以上的普通硅酸盐水泥为好，严禁使用矿渣水泥或火山灰水泥，水灰比宜采用0.45―0.50，另可加少量的石膏粉和减水剂，用量分别为水泥用量0.5％～l％为合适，以保证搅拌桩的质量。在施工比配合完成后进行艺性试桩，工艺性试桩可以采用二喷四搅的搅拌施工工艺，即第一次正循环钻进至设计深度后打开高压注浆泵．接着反循环提钻井喷水泥浆液，直至提升到工作基准面以下0.5米，第二次重复搅拌下钻井喷水泥浆至设计深度．最后反循环提钻至地表面。复搅的目的是使水泥浆和土体充分搅拌均匀。
3.3制浆打桩
用小木桩定好制桩点，调平钻机，保持钻杆垂直度小于或等于l％。.启动搅拌钻机，控制好钻进速度，钻进速度不应大于1.2m/min；穿越粘土层时，钻进速度不应大于0.8m／min，在钻进50m后，开动空压机唢K缩空气，以防止钻进时堵塞喷浆口，同时可以借助压缩空气减少负载扭矩，使钻进顺利。制浆时，应按每根桩的需爱，一次配足浆液，以保证每根桩的掺合比的稳定性和浆量充足，每根桩的正常成桩时间不应少于40min，喷浆压力不小于0.5mpa。
4 施工注意事项
针对水泥搅拌桩特点及质量控制要点，提出施工过程中应注意的事项：
（1）派专人负责水泥搅拌桩的施工，对水泥搅拌桩实施全程监控。
（2）有关关负责人重点检查水泥用量、水泥搅拌机压浆过程中是否有断浆现象，注意喷浆搅拌时间以及复搅次数是否正常。
（3）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
(4) 施工过程中如果发现喷浆量不足，应按要求整桩复搅。复喷的浆量不小于设计用量。
(5) 现场施工处应配备施工记录人员，对施工桩日期，天气、喷浆深度、停浆标高、钻机转速，浆液流量、复搅深度等进行详细记录。
5 质量检测
(1) 施工完成后3d内的N10轻便触探试验，主要目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性，轻便触探深度一般不大于4m，检测频率为施工总桩数的1％，且不少于三根。
(2) 施工完成28d后进行的水泥搅拌桩承载力(静载)试验，可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要日的是检验水泥搅拌桩完成后地基的展载力是否得到提高，检验桩身否达到设计和规范要求．检验数量为施工总桩数的0.5％―1.0%。且每项单体工程不应少于3根。
(3)经轻便触探和静载试验后对桩身质量有怀疑时，在成桩28d后，用抽芯机对桩体进行抽取芯杨，主要目的足检验桩身的强度、完整性桩土搅拌均匀度及桩身长度。检验桩身强度足要求抽取芯样送检测机构进行28d无侧限抗压强度试验。检验数量为施工总桩数的
关键词： 水泥搅拌桩；试桩；总结
Key words： cement mixing pile；pile testing；conclusion
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）23-0109-02
0 引言
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。为在搅拌桩施工前取得合理的技术参数，需先进行试桩，现将某工程水闸的搅拌桩试桩情况介绍如下，以便和同行探讨。
1 试桩布置
在大闸基础下游侧进行了6根水泥搅拌桩成桩工艺性试验，试桩按一字形布置，桩间距为1.0m。搅拌桩直径为0.6m，设计桩长8m。
2 试桩施工机具
2.1 钻机：本次试桩选用SP-5型大扭矩钻机，带2根钻杆，2台主电机，每台主电机功率为37Kw，钻进速度有五档：一档为0.1～0.3m/min，转速正转15r/min，反转17r/min；二档为0.3～0.5m/min，转速正转25r/min，反转29r/min；三档为0.5～0.7m/min，转速正转44r/min，反转52r/min；四档为0.7～1.0m/min，转速正转70r/min，反转82r/min；五档为1.2～2.0m/min，转速正转108r/min，反转138r/min。可无机调速。
2.2 其他设备：PJ-5A泥浆泵2台、泥浆搅拌机1台、二次搅拌机1台。
2.3 试桩前所有用于试桩的机械都完成以下工作：①桩机配置了可以控制桩身每米喷浆量的记录器。②桩机上的压力表、转速表、电流表、电子称都经过标定，达到合格。③每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线。④在每台桩机的钻架画上钻进刻度线，标写醒目的深度。
3 试桩目的
①确认每根搅拌桩水泥用量。②确定搅拌下沉、提升的速度和重复搅拌下沉、提升速度。③根据不同掺和比确定技术参数。④确定该地质条件下，按室内配合比在现场施工，水泥搅拌桩28d的无侧限抗压强度不小于1.2MPa、单桩承载力、复合地基承载力是否满足设计要求。⑤根据单桩承载力试验确定施工掺和比，取得经济可靠的、符合设计要求便于现场实施的工艺控制数据，以便指导大闸水泥搅拌桩大面积施工。
4 试桩施工工艺参数的确定
4.1 钻进速度与提升速度 水泥搅拌桩为两喷四搅，根据以往水泥搅拌施工经验，钻机搅拌速度和提升搅拌速度如下：第一次钻进搅拌速度：1.0m/min，转速44r/min；第一次提升搅拌速度：1.2m/min，转速82r/min；第二次钻进搅拌速度：1.0m/min，转速44r/min；第二次提升搅拌速度：1.2m/min，转速82r/min。
4.2 水泥掺量选定 根据设计要求，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量宜为被加固土湿质量的12～20%。按水泥浆体配比试桩：水泥掺量比为16%、18%、20%的各试桩2根，共6根。
4.3 水灰比 根据以往经验及相关规程，水灰比宜为 0.45～0.55，根据再按室内试验测定的再结合室内试验测定实际土质的含水率，确定水灰比采用0.50。
4.4 喷浆量（以掺灰量为16%为例） 每米喷浆量=每米水泥用量×1.5÷1.8=82.3×1.5÷1.8=68.5L。喷浆速度为30～40L/min。试桩过程中选取了，30L/min、35L/min和40L/min。浆液比重为（1+0.5）÷（1÷3.0+0.5÷1）=1.8。
4.5 喷浆压力 水泥搅拌桩实际喷浆压力应控制在掺灰量为16%为0.3MPa、掺灰量18%为0.4MPa、掺灰量20%为0.5MPa。
5 施工工艺
水泥搅拌桩试桩采用“二喷四搅”施工工艺。
①钻机就位。桩位允许偏差≤50mm，垂直度允许偏差≤1%，保证桩身垂直。②制浆。浆液配制顺序：先加入规定用水量，然后边搅拌边加入水泥，并用比重计检浆液比重，设计浆液比重为1.8g/cm3。最后放入二次搅拌桶内进行二次搅拌。③浆液加压。采用高压泵将浆液经高压管送至喷嘴。④边钻进、边喷浆搅拌。钻机就位后，开启钻机和水泥浆泵，将水泥浆压入地基中，边钻进、边自上而下喷浆、边搅拌，直至钻进至水泥搅拌桩设计深度。⑤提升钻头、搅拌。钻进至设计深度后，钻机反转，提升钻头，自下而上、边提升、边搅拌。直至提升至桩顶。⑥再次钻进、喷浆搅拌。钻头提升至桩顶后，再次下钻，边自上而下喷浆、边搅拌。直至钻进至水泥搅拌桩设计深度。⑦再次提升、搅拌。再次钻进至设计深度后，再次将钻机反转，提升钻头，自下而上、边提升、边搅拌。提升至桩顶面以下1m时，宜减慢速度，以保证桩头密实均匀，直至搅拌提升至地面。⑧清洗、移位。灌浆完成后，提升钻杆及钻头，向集料斗中注入适量清水，进行低压射水，清洗管路中残存的水泥浆。
清洗结束后，把钻机等设备移到新孔位上。
6 试桩成果
①成桩7d后，采用浅层开挖1～3根桩头目测检查搅拌桩的均匀性、整体性及外观质量，并用实际周长1.95换算得直径0.62m。②成桩28d后，在1～3根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，取SZ-1、SZ-7、SZ-5共3个试样做桩身无侧限抗压强度。检测结论：各桩强度分别为1.4MPa、1.5MPa、1.4MPa，均大于设计1.2MPa。钻芯后的空洞采用水泥砂浆灌注封闭。
7 试桩总结
通过水泥搅拌桩试桩记录和各项检测数据得出试验数据，在该地质条件下，采用SP-5型大扭矩钻机施工。按“二喷四搅”施工工艺及试桩施工参数施工的水泥搅拌桩，无侧限抗压强度、单桩桩径、桩长均满足设计及规范要求，可按如下的施工机具、施工工艺及参数、水泥掺量进行的搅拌桩施工：①水泥搅拌桩施工机具采用SP-5型大扭矩打桩钻机，转速44r/min；②施工工艺为“二喷四搅”；③通过记录，我们可以得出：第一次钻进搅拌速度：1.0m/min、转速44r/min，第一次提升搅拌速度：1.25m/min、转速82r/min，再次钻进搅拌速度：1.0m/min、转速44r/min，再次提升搅拌速度1.25m/min、转速82r/min。即控制钻进速度为三档，提升速度为四档。④加固料：水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。⑤配合比：浆配比采用水泥掺量为16%，即配合比为水泥：水=1：0.50，每米水泥用量为82kg。⑥喷浆量：通过试桩，可以发现，喷浆量的控制不仅须控制每米水泥用量和浆液比重，还须控制钻进提升速度与钻头转速的一致性，以免搅拌喷浆不均匀。⑦每米喷浆量：水泥掺量为16%的喷浆量计算：设计每米喷浆量=设计每米水泥用量×（1+0.5）/1.8=82×（1+0.5）/1.8=68L/m，8.5m长桩每桩水泥用量为计算记录表中实际平均每米喷浆量为74L/m>68L/m，符合试验要求。⑧喷浆压力：试桩发现，将配比为16%的桩采用喷浆压力为0.4MPa。
参考文献：
Abstract:A common method of reinforcing soft soil subgrade of railway, highway is the cement mixing pile and mixing pile, this paper introduces the cement mixing pile, mortar mixing pile the principle and scope of use, combined with an engineering example, the cement mixing pile, mortar mixing technology points of the pile in the construction process are analyzed, thus the paper summarized the experience in mixing technology foundation treatment of soft base construction.
Keywords：highway subgrade；Treatment of soft soil foundation of railway；cement mixing pile
中图分类号：TU74
水泥搅拌桩搅拌技术大多应用于公路建设施工过程中的软土路基处理上，由于存在施工技术、工程造价等诸多方面原因的限制，一些诸如挖除置换、桩基穿越、人工加固等传统的施工方法，已经不能够满足情况日益复杂的施工需要。对于软土路基进行加固是最佳的处理方法，即最大限度的使用原状土的承载能力及其他的力学性能，利用水泥搅拌等方法进行原位加固。
1.水泥搅拌桩技术概述
水泥搅拌桩是以水泥作为固化剂主剂的一种处理软土路基的有效方法，运用搅拌桩将水泥喷进土体，同时进行充分的搅拌，使水泥与土二者发生一连串的物理化学反应，从而促使软土硬结以提高基础强度。经过处理后的软土基础，有很显著的加固效果，能够快速的使用到工程中去。水泥砂浆搅拌技术广泛使用于淤泥、淤泥质土、泥炭土以及粉土土质的处理上。
这种搅拌桩从材料的喷射状态上可以分成湿法和干法两种搅拌方式，也称“喷浆法”和“喷粉法”。湿法以搅拌水泥浆为主，易于对水泥浆进行均匀搅拌，但是使水泥土硬化的时间比较长；而干法则以搅拌水泥干粉为主，硬化水泥土的时间相对湿法比较短，还能够加强水泥桩之间的强度，但是干法的搅拌均匀性相对湿法欠佳，难以进行全程的重复搅拌。目前，我国的水泥搅拌桩施工大多采用湿法，例如广昆铁路DK1013+770~+850以及DK1014+195~255两端软土路基就是采用水泥搅拌桩加固处理中的湿法工艺。从主要的使用方法上分成单轴搅拌、双轴搅拌以及三轴搅拌三种搅拌方式。
利用水泥搅拌桩对软土路基进行处理能够最大程度的减少总沉降量，还能够最大程度的承受加荷速率、抗侧向变形能力强以及最大程度的缩短施工期等优点，因而这种技术目前广发的应用于公路建设尤其是高速公路建设领域。但是由于技术条件等限制，水机搅拌桩对题软土路基也存在着许多不足，如使用的水泥量难以控制、搅拌出的水泥均匀性以及强度难以控制、水泥的沉降量达不到设计意图中的减少量，从而影响加固效果等等。
2.结合实例浅谈水泥搅拌桩技术
下面结合某工程实例，针对水泥搅拌桩在施工过程中的技术要点进行分析。
2.1工程概况。工程地处广州市某地，地质条件较差，修建路段为软土路基。根据钻孔所得的地质资料，该地段主要受力层由上而下一次为平均层厚为1.3m的耕植土、流塑状且局部夹淤泥图层平均厚度为7.4m~10.4m的灰黑色淤泥、底部夹薄层粉细砂平均厚度为0m~2m的软塑状亚粘土以及含少量黏粒地基承载力为180kPa平均厚度为3m~13.7m的饱和中密砂砾层。该路段由于有呈流软塑状的淤泥和淤泥质土，无法满足地上载荷对于路基的要求，因而需要进行软土路基处理，进行水泥搅拌桩搅拌。
2.2施工准备。首先，对施工场地进行场地平整，清理桩位附近地上、地下如大块石、树根、生活垃圾等一切障碍。在场地低洼处回填粘土。其次，采用合格的R32.5级级普通硅酸盐袋装水泥，且方便计量。由于提供水泥的生产厂家已不生产32.5级水泥，且该地段的地下水呈弱酸性，能够对混凝土造成腐蚀，因而采用R42.5级普通袋装抗侵蚀硅酸盐水泥。另外，使用前，将水泥送到中心实验室检验。再次，将投入使用的水泥搅拌桩配备电脑记录仪和打印设备，便于随时了解和掌握水泥浆使用量和搅拌桩的喷浆均匀状况。工程监理师每天采集电脑记录仪数据进行记录。采用"叶缘喷浆"的搅拌头，从而能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。最后，工程监理师和项目经理检查验收水泥搅拌桩是否具备良好及稳定的性能，钻机是否合格可以开工。
2.3施工流程。原地面处理桩位放样钻机就位检验、调整钻机送风、启动记录仪正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面以下0.3m重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至地表成桩结束施工下一根桩。
2.4施工控制。首先，在水泥搅拌桩工作之前，要做好测量放样、平整地面、清除障碍物等工作，并用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可让水泥搅拌桩开始工作。其次，在主机上悬挂吊锤一个，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制，以保证水泥搅拌桩状体垂直程度符合规范要求；重点对每根成型的搅拌桩的水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数进行检查。再次，施工前要确定水泥搅拌配合比，在施工现场取待加固地基图样，按施工设计要求进行配比试验，确定浆液最优配合比，按照理论要求，水灰比一般控制在0.45～0.50、水泥掺量15％、每米掺灰量53kg、高效减水剂0.5％。现场实际施工配合比根据取样试验结果，按照最优配合比确定。
除此之外，水泥搅拌桩在第一次下钻可待浆下钻，但是喷浆量应小于总量的1/2，且第一次下钻和提钻必须一律采用抵挡操作，以避免堵管。第一次提钻喷浆时要在桩底部停留30秒磨桩端，余浆上提过程中要全部喷入桩体，停留时间30秒在桩顶部位进行磨桩头，以保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量。
最后，严格控制喷浆时间和停浆时间，开钻后应连续作业，不得中断喷浆。 如若在施工中发现喷浆量不足，应按要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：a施工桩号、施工日期、天气情况；b喷浆深度、停浆标高；c灰浆泵压力、管道压力；d钻机转速；f钻进速度、提升速度；g浆液流量；h每米喷浆量和外掺剂用量；i复搅深度。
2.5 质量检验。7天后采用轻便触探法检验水泥搅拌桩成桩是否合格。用轻便触探器附带的勺钻，从成桩桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核“或未被搅匀的土团。进行触探实验，轻便触探的深度一般不超过4m,根据现有的轻便触探击数(N10)与水泥土强度对比关系来看，当桩身1d龄期的击数N10大于15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N10大于30击时，桩身强度也能达到设计要求。成桩28天后，利用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。如果某段水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10％，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合格率大于10％小于20％时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于30％，则该段水泥搅拌桩为不合格。对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。外观鉴定，桩体是否圆匀，是否有无缩颈和回陷现象。搅拌是否均匀，凝体有无松散。群桩桩是否顶齐，间距是否均匀。
3.水泥搅拌桩经验总结
利用水泥搅拌桩处理软基，对软土路基进行加固，在技术上是可行的，且施工质量及效果符合要求，成桩承载力和稳定性得到了较大的提高。利用水泥搅拌桩技术处理软基关键在于水泥的用量及控制、桩端进入持力层，还应采用"叶缘喷浆"的搅拌头，从而能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。利用水泥搅拌桩技术处理软基，搅拌桩的施工技术参数应当通过现场试桩的方式确定。此外，在水泥搅拌桩的工作过程中，做好施工准备，清理施工障碍，使用合格的材料，搅拌桩每次工作前应仔细检查机器性能，严格按照施工要求文明施工，防止水泥造成的环境污染。
［中图分类号］TU753.3 ［文献标识码］A ［文章编号］1727-5123(2011)03-053-02
1 工程概述
某工程为南京市麒麟科技园内的一条东西向的城市主干路，西起理工科技园二号路，东至东麒路。道路起止桩号KO+031.364～K1+733.218m，分为两个施工标段，二标道路起止桩号范围KO+670～K1+680。其中KO+887～K1+220段为软基处理段，处理方式为钉型双向深层搅拌桩，根据现场踏勘，施工现场为京沪高铁施工时排放泥浆的区域，场地高程约在8.0m，场地上大量积水，植被茂盛，据该地区地质资料及勘探资料分析，该地区的土质主要为淤泥质粉质粘土，结合地质勘查报告，该工程软基区域处理方案确定为钉形水泥土双向搅拌桩。
2 钉形水泥土双向搅拌桩桩机的施工原理
钉形水泥土双向搅拌桩机主要包括动力传动装置、内钻杆和外钻杆，其特征在于，该动力传动装置是单动力传动装置，动力传动装置的动力输出部件与内钻杆连接，内钻杆和外钻杆通过传动装置联接，在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统分别带动安装在同心钻杆上的内、外两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌，通过搅拌叶片的伸缩使桩身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩，是对水泥土搅拌桩的改良桩型。钉形水泥土双向搅拌桩技术已在江苏、上海、天津等沿海地区得到了广泛运用，该技术既大大提高桩身的质量又节省了工程造价，得到广泛的认可。由于常规桩存在搅拌的不均匀性、浆液上冒、受力不合理等现象。钉形水泥土双向水泥土喷浆搅拌法加固软土地基是利用水泥和水按一定比例均匀搅拌成为固化剂的浆液，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和浆液进行强制搅拌，经拌和后的混合物发生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加固体。
3 该工程钉形水泥土双向搅拌桩主要技术参数和设计要求
钉形水泥土双向搅拌桩设计下部桩径为60cm，扩大头桩径为100cm；桩距：呈梅花形间距2m；桩距偏差：不大于50mm；钻杆垂直度：不大于1.0％；桩长：不小于设计桩长12m；水泥：42.5R普通硅酸盐水泥；单桩喷浆量：不少于60kg/m；水灰比：0.55；停灰面：高于桩顶标高500mm；送浆管长度：不大于60m；成桩工艺：四搅两喷；提升速度不得超过1.2m/min；喷浆压力不小于0.7Mpa；承载力设计值：复合地基120Kpa。
4 施工准备阶段控制要点
4.1 水泥送检。首先，选择具有合格资质的生产厂家，将要进场使用的水泥等材料送至市政检测中心检验，同时材料应具备出厂合格证、自检报告、生产日期、批号等。材料必须经检验合格后方可投入使用，并作好水泥供应计划。
4.2 施工场地平整。清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。
4.3 桩位放样。根据测量点准确放好桩位，并复检，做好桩位定点标记。
4.4 工艺试桩。在试桩过程中，根据确定后的水泥浆水灰比和水泥掺入量，通过反复调整泥浆泵驱动轮来实现泥浆的不同流量，同时调整相对应下钻速度，使施工段浆量满足水泥掺入量的设计要求，由此，得出适合本工程的关键技术参数。一般情况下试桩应不少于5根，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验应进行复合地基静载试验、单桩载荷试验和28天后进行标准贯入试验和取芯进行室内无侧限抗压强度测试，以检验钉形桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
5 施工阶段控制要点
5.1 钉形双向水泥土搅拌桩上部(扩大头)采用四搅两喷，下部采用二搅一喷施工工艺，具体流程如下图：
具体示意图：
a.桩机定位：测量放线、表示出桩位点，安装打桩机，移至指定桩位并对中，对中误差不超过5cm；b.切土下沉：启动搅拌机，叶片伸展到扩大头设计直径，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启灰浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直到扩大头达到设计深度；c.缩径切土下沉：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片收缩至下部桩体设计直径，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直至设计深度，在桩底持续喷浆搅拌不少于10秒；d.提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头底面；e.扩径提升搅拌：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片伸展至扩大头直径，开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表，关闭灰浆泵，并检查检查搅拌叶片是否伸展至扩大头直径(如个别叶片未打开，可人工打开)；f.搅拌下沉：开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头设计深度；g.提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表或桩顶以上50cm。
5.2 施工时的注意事项：①开钻前，应用水清洗送浆管道，检查有无堵塞现象，检查机具各部件是否完好，确保正常施工。②为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制，其误差不大于1％。③为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备深度仪和比重计，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。④钉形水泥土双向水泥搅拌配合比：水灰比0.55，水泥浆严格按照设计的配合比配制，水泥中不得有结块或杂物。为防止水泥离析，搅拌机应不断搅动。⑤钉形水泥土双向水泥搅拌桩施工采用四搅两喷工艺。第一次下钻时为避免堵管需带浆下钻，喷浆量应小于总量的一半，严禁带水下钻。每一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。实践经验表明，任意一点的搅拌次数在20次为最佳搅拌次数。⑥为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。⑦施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应该连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的每米用量60kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。⑧施工中发现喷浆量不足，应该整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。 ⑨如果因返浆较多，将原施工桩位标志埋没时，必须重新利用原外引测量点布置桩位。
6 常见问题及处理方法
6.1 钻头下沉困难。分析原因：电流值偏低或遇大石块等障碍物。处理办法：调高电压、排除障碍物。
6.2 混合土体和钻头同步旋转。分析原因：水泥浆浓度过大或搅拌叶片角度设置不适当。处理办法：重新调整水泥浆的水灰比、调整搅拌叶片与搅拌轴的夹角。
6.3 喷浆未到设计桩顶面标高，集料斗浆液已空。分析原因：投料不准确或输送泵磨损漏浆。处理办法：重新标定投料量、检修灰浆泵
6.4 桩钻芯取样时强度不高，有水泥“结核”。分析原因：土质中可能有机质、硫酸盐含量高或土质PH值过小。处理办法：检测土质中有机质含量、硫酸盐含量和土质PH值，必要时做室内水泥土实验。
7 成桩后检测控制要点
7.1 成桩后的检测方法如下：①水泥搅拌桩成桩7天可采用轻便触探法进行桩身质量检验。②触探试验：根据轻便触探击数(N10)与水泥土强度对比关系，当桩身1d龄期的数N10大于15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N10大于原天然地基击数1倍以上时，桩身强度也能达到设计要求。轻便触探的深度一般不超过4m。③水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。检查频率为随机抽取总桩数的5‰，且不少于3根，每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做(3个一组)28天龄期的无侧限抗压强度试验，其强度不小于1.0Mpa，留一组试件做90天龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。④对搅拌取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。⑤载荷试验可直接检测单桩或复合地基的承载力，本工程复合地基承载力不小于120kpa。
7.2 从本工程现场搅拌桩成桩28天后取芯检测报告来看，无侧限抗压强度满足设计要求。芯样描述情况：水泥土搅拌纹理清晰，无水泥粒块，芯样状态坚硬，成桩效果好。
8 结束语
总结钉形水泥土双向搅拌桩技术优点有6个方面：
8.1 强度提高。由于叶片同时正反向旋转，阻断了水泥浆上冒途径，彻底解决了冒浆现象，并且使固化剂与土体就地充分搅拌，不再出现层状的水泥土搅拌体，水泥土强度大幅度提高。
8.2 扰动小。同心双轴的正反向旋转，使土体对叶片产生的水平旋转力相互抵消，降低了钻杆的左右摇动，对桩周土扰动小。
8.3 受力合理。钉形桩的变截面结构，与地基应力传递规律相一致，使加固体受力更加合理，达到更佳的地基处理效果。
8.4 便于管理。采用两搅一喷的施工工艺，降低人为因素对工程质量的影响。
8.5 经济效益提高。由于桩身强度大幅度提高，桩间距增大，单位体积的软土地基处理工程量小，造价更低。
8.6 易于推广。使用常规固化剂，对现象水泥土搅拌桩机械进行改进，施工人员接受短期指导即可施工。
总之，钉形水泥土双向搅拌桩技术明显改善了软基加固质量，提高了路基承载力和道路质量，社会经济效益十分显著。
