[摘 要] 说明了水泥土搅拌法加固机理,总结了水泥土搅拌法的特点，介绍了工程实例，提出应加强施工中的质量控制。
[关键词]水泥土搅拌法；地基处理；加固机理；质量控制；
水泥土搅拌法是一种加固软土地基的方法。适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土的地基。在实际工程中得到广泛应用广泛地应用于房屋和水工地基的加固。
1. 水泥土搅拌法加固机理
水泥土搅拌法是利用水泥材料为固化剂，通过特制的搅拌机械在地基一定深度范围内将原位土和固化剂强制搅拌，发生一系列物理化学反应,形成胶体。当水泥的各种水化物生成后，有的自身硬化而形成水泥石骨架；有的与土中硅酸胶体颗粒反应，形成水泥土团粒结构，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土复合结构，提高地基的整体承载能力。
2. 水泥土搅拌法的特点
1) 适用性广。该方法适用于厚度大、含水量高、孔隙比大、强度低的各类土地层。
2) 对下部地层影响小。由于拌入了水泥浆，水泥土的密度比天然土的密度略有增加，但不会对下部未加固地层产生过大附加荷重，也不会引起较大的附加沉降，因而可在改善地基的同时，有效地减小对临近建筑物的影响。
3) 渗透性低。有关试验已证实水泥土的渗透系数一般为10-5～10-8cm/ｓ，防渗效果好。
4) 部分改善水泥土桩周土体的性状。在复合地基中，桩、土共同承担荷载的同时增大了土中高应力区，提高了地基的承载力。
5) 水泥土的无侧限抗压强度高，一般为300～4000Kpa，比天然软土大几十至数百倍，其抗拉、抗剪强度也随之提高，因而复合地基强度明显比天然土体高。因此，水泥土搅拌法在房屋建筑、公路及港口建设的软基加固和防渗、抗滑处理中得到了广泛应用。
3. 工程实例
3.1工程概况
怡苑新区住宅小区位于济南市天桥区马家庄100号, 小区内有8座多层住宅楼(半地下一层，地上六层加阁楼，坡屋面)。根据工程地质勘测报告,基础持力层为粉土，其地基土承载力特征值为ƒak=100Kpa（局部为粉质粘土， ƒak=85Kpa），通过结构计算，不满足上部结构荷载承载力要求。地下水位较高(-1.5ｍ上下)，地层含水量高，需要进行降水。出于综合利益的考虑，设计确定采用水泥土搅拌法对地基土进行加固处理。
3.2结构设计
1) 固化剂采用425#普通硅酸盐水泥，其掺入量根据室内水泥土配合比实验确定为：80Kg/m(复喷水泥用量12Kg/m)。
2) 水泥土搅拌加固深度和桩径、桩间距等
参数根据上部结构对承载力和变形的要求通过计算确定为：加固深度(桩长)为9.0ｍ，水泥搅拌桩应伸入第6层粉土内至少1.0ｍ；桩径为600ｍｍ；桩间距为1.2ｍ。
3) 竖向承载水泥土搅拌桩复合地基的承载力特征值应通过现场单桩和多桩复合地基荷载试验确定。初步设计按公式（3.2.1）和（3.2.2）、（3.2.3）估算单桩承载力和复合地基承载力。
ƒspk=m +β(1-m)ƒsk (3.2.1)
Ra=up +aqpAp (3.2.2)
Ra=ηƒcuAp （3.2.3）
通过估算，设计要求处理后的复合地基承载力特征值达到ƒak≥160Kpa，单桩承载力≥200KN
4) 住宅楼基础采用混凝土条形基础，在基础与复合地基之间设置300ｍｍ厚中粗砂褥垫层。
3.3工程施工
施工机具采用单搅拌轴、叶片喷浆方式的搅拌机，配中空搅拌轴和输浆管，喷浆叶片上开有3个相同口径的喷浆口，成桩直径为600ｍｍ。另配30KW的电动机、导向架、灰浆泵和灰浆拌制机。施工流程见图1。
图1 水泥土搅拌法施工流程图
3.4施工期质量控制
1)施工过程中应注意的问题。①施工前场地的清理。特别要清理干净杂填土，排干生活污水，处理好废弃水井及洼地等不利地障。②桩位放样要准确，并认真复核，偏位不大于50ｍｍ。③提前进行现场搅拌桩测试。④严格检查导向架，搅拌轴垂直度应控制在1%以内。⑤严格计量，保证水泥掺入比不低于10%。⑥采用1次喷浆，2次搅拌，搅拌提升时应慢速，速度要控制在0.5ｍ/min内，认真记录每根桩下沉和提升的时间及沉桩深度。⑦水泥按设计采用425#普通硅酸盐水泥，以保证搅拌桩的早期强度。浆液输送要连续，灰浆泵工作压力应保持正常，不得长时间停浆。短时停浆后恢复供浆时，应先降低搅拌轴到停浆点以下0.5ｍ，再喷浆提升。⑧停浆面应高于设计标高0.5ｍ，桩端搅拌要充分，保证桩端密实，预留清理段。⑨长时间停机时应拆卸、清洗输浆管，以防堵塞。
2)施工期质量控制流程见图2。
图2 水泥土搅拌法质量控制图
3.5效果检测
考虑设计要求及桩的布置，采用1.0×1.0m刚性承压板进行单桩复合地基静载荷试验。
1）检测依据：
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）。
2）测试仪器准备：
千斤顶（SB-ZJ-01-1）； 压力表（SB-ZJ-08-2）
百分表（SB-ZJ-06-1）（SB-ZJ-06-2）；1.0×1.0m承压板
3）测试原理及分析方法：
加载分级：由于所在场地地质条件相同，各点设计承载力相同，故采用同一加载方案。分八级加载，第一级加载值为设计复合地基承载力极限值的1/8，以后每级为1/8。卸荷分四级。
观测方法：每加一级荷载前后均各读记承压板沉降量一次，以后每半小时读数一次。当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。
4）检测结论：
通过对8个抽取检测点的检测，复合地基极限承载力平均值为320 Kpa，其极差值不超过平均值的30%，故该工程水泥土搅拌桩复合地基承载力为160Kpa。计算出单桩极限承载力达400 KN，其极差值不超过平均值的30%，故该工程水泥土搅拌桩单桩承载力为200 KN，均满足设计要求。
5）其它检测：
此外还对桩位、桩体尺寸及桩上部3.0ｍ内桩体连续性进行了抽样检测，均符合设计要求。
4. 结束语
在工程实践中，我国在水泥土搅拌法上的设计理论有待完善，一般需要进行相关试验并参考类似工程的经验。在综合考虑各种影响因素的同时，应加强施工质量控制。特别是对于小型、分散的工程，其搅拌机械性能及施工监控系统比较落后，工艺水平低，人为因素多，应着重抓好施工中的质量监测。
