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20世纪50 年代第一部搅拌桩机在美国研制成功以来，水泥搅拌桩工法在国外发展很快并逐步显示其优越性。70年代末，该方法引入我国软基加固及防渗工程，同样发展迅猛，应用广泛。目前我国城镇化步伐加快，建设规模巨大，水泥搅拌桩工法有其强大的市场前景。水泥搅拌桩与其它地基处理方法相比具有地基变形小、经济的优势。在变形要求高的软基处理工程中更具优越性。但由于水泥搅拌桩加固机理复杂，要真正发挥该工法的优势，还需对加固对象及其水泥土进行全面深入的研究。
我国国土资源辽阔，各地区土质及环境条件千差万别，尽管有不少学者利用某些地区软土进行水泥搅拌桩不同侧面的研究，取得了一些指导水泥搅拌桩实践的研究成果。然而，这些研究成果照搬到其它地区时适应性较差，甚至会造成水泥土不凝固或强度低下的质量事故。这正是近年来水泥搅拌桩研究欠发达地区事故频繁发生的原因，有些地区该工法甚至因此而面临淘汰。
深圳作为改革开放的沿海城市，软基加固任务十分繁重。但目前针对深圳软土水泥搅拌加固法的研究甚少，该工法的质量事故仍时有发生。因此，深入研究深圳软土水泥搅拌加固机理，建立强度预测模型，优化工艺、配方，探讨提高其强度的技术措施，具有重要理论意义和实用价值。
笔者以深圳市建筑公署委托的西部通道侧接线工程水泥土试验研究课题为背景，结合本人负责的海岸大厦基坑支护止水帷幕搅拌桩工程撰写博士论文，完成了大量的水泥土室内外试验工作，并借助先进的试验设计与数据处理方法深入研究，加上本人十几年的水泥搅拌桩实践积累的经验，取得了对深圳软土搅拌桩实践具有指导意义的一系列成果。
本课题安排了单因素及多因素综合效应室内水泥土试验600多组，共计2000多个试块：现场搅拌试验桩23根，标准贯入试验12根桩、约180次，水泥土现场抽芯51桩次(在28天，60天，90天，580天龄期进行)，现场载荷试验6根桩，试验研究历时近两年，取得了大量原始数据。除了深圳公署的科研资金外，本人自筹了近10万元资金用于研究，保证每个成果、每个观点都有实际试验数据作支撑。
本研究内容丰富，涉及面广，特别是对掺入矿渣、粉煤灰提高水泥土抗腐蚀性的机理研究，掺入不同比例矿渣的现场搅拌试验，水泥土的掺砂试验研究及现场掺砂搅拌设备的设计，近600天龄期的现场水泥土抽芯试验，水泥土强度预测模型及有约束非线性优化函数的建立，在深圳市均属首创，使该工法更趋成熟。使以往许多定性分析的问题上升到定量分析层面，使深圳软土水泥搅拌桩加固技术上了一个层次，更科学，应用前景更广，充分显示其经济、环保的特点。因此，本课题的研究也符合建设“节约型和环保型社会”的需要。
论文共分八章，各章的主要研究内容和成果如下：
第一章绪论。主要介绍水泥搅拌桩加同法的国内外的研究现状、发展趋势及存在问题，叙述本课题的来源、目的和意义，阐述论文的主要技术路线。
第二章对软土水泥搅拌加固机理进行较深入的分析研究。系统的对掺入矿渣、粉煤灰提高水泥土强度的机理进行分析。首次借鉴混凝土抗腐蚀性研究成果，分析掺入矿渣、粉煤灰提高水泥土抗腐蚀性的机理；独创性的研究了掺砂大幅度提高水泥土强度的机理。
第三章阐述深圳地区软土的成因、分布规律及其特征。通过遍布于深圳各区段的百余个存在软土的大型勘察工程，近万个软土试样土工试验成果的统计，对深圳地区软土特性进行分区，为全面深入研究深圳软土水泥土加固奠定基础。
第四章通过大量的水泥土室内试验，对深圳软土水泥土的物理力学性质及其影响因素进行全面深入的研究：
1．深圳软土水泥土物理性质。本章对深圳地区各软土层的水泥土物理性质进行了较全面试验研究，取得了深圳软土水泥土相关物理性质成果。
2．深圳软土水泥土抗压强度及其影响因素。影响水泥土强度的主要因素：现场土质及水质条件，固化剂掺入比、龄期、外加剂、矿渣及粉煤灰掺入比例、掺砂量、水泥标号、试块养护等，通过大量单因素室内试验，归纳了深圳地区各软土水泥土抗压强度的规律：
(1)土颗粒越粗水泥土的强度越高，水泥土强度一般随含水量的减少而增加，然而当含水量减少到某一界限值以下时，水泥土强度随含水量减少而降低。
(2)土层有机质含量是决定能否采用水泥搅拌桩工法的先决条件。有机质含量为10％～20％时，应对场地软土水泥土加固配方进行专门试验，而有机质含量大于20％时，一般不宜采用水泥搅拌桩工法。
(3)各软土水泥土强度随固化剂掺入比、龄期的增大而增人，但掺入比增大到一定程度(>20％)时或龄期增加到某一时间(淤泥120天，淤泥质士90天，淤泥质砂60天)后水泥土的强度增加较缓慢。
(4)掺入外加剂及矿渣、粉煤灰能有效的提高水泥土的强度，矿渣、粉煤灰占同化剂40％～60％时水泥土强度增大50％～200％，经济效益显著。
(5)掺砂能大幅度提高水泥土抗压强度，并随掺砂量的增大而增大，增幅可达100～300％。
3．抗压强度单因素回归分析。采用SPSS软件对诸多强度影响因素进行一元同归分析，得出大量强度指标回归方程，为定量指导搅拌桩实践提供理论依据。
4．深圳软土水泥土的其他力学性质。水泥土的抗拉强度为无侧限抗压强度的10％～20％；抗剪强度指标C值和φ值分别为原土的15～40倍和5～10倍：压缩系数一般为原土的2％～5％，压缩模量为原土的30～50倍。
5．深圳水泥土的抗腐蚀性研究。探讨了矿渣、粉煤灰在水泥土中的抗腐蚀性机理，首次得出了深圳软土水泥土的抗腐蚀性优化配方。
第五章按固化剂及其矿渣的不同掺入比例，进行了12组室内水泥土试块和12根现场搅拌桩的强度对比试验。揭示了深圳软土现场搅拌水泥土与室内试块的差别及其规律性：
1．在常规龄期内，现场搅拌桩水泥土的强度仅为室内的10％～45％。但后期还有较大增长空间，如580天龄期比90天的强度增幅50％～100％，因此利用好后期强度，经济效益显著。
2．现场标贯试验和抽芯结果显示，同等施工条件下，固化剂掺入比越大，桩身越难搅拌均匀，水泥土强度并不随固化剂掺入比线性增大，固化剂掺入比过大时，强度反而降低。
3．在同化剂掺入比一定的情况下，室内水泥土试块和现场搅拌水泥土的强度随矿渣掺入量增人而增人，但矿渣掺入比例增大到某一数值后，水泥土强度将下降。研究表明，矿渣掺入量占固化剂的40～60％较为合适。第六章采用均匀设计法安排水泥土多因素综合效应室内试验，以较少的试验次数获取更丰富的信息，借助微机建立深圳地区多因素共同作用的水泥土抗压强度预测模型，并采用来自深圳各区段软十水泥十试验数据对模型进行检验和修正，使预测模型在深圳地区具有更广的适应性和更高的精度。采用更形象直观的三维图形对强度变化趋势进行了处理，直观分析多因素共同作用下对水泥土抗压强度的影响，使其形象化，方便理解应用。
在多项式回归分析的基础上。按照二种优化准则，首次建立了有约束的水泥土配方非线性优化函数。利用 MATIJAB 编程得出了在一定条件下的最优配方。对指导深圳地区的水泥搅拌桩实践，减少盲目性，保证质量，降低成本具有实用价值。
第七章在第五章12 根试验桩的基础上，增加 6 根不同施工工艺和 5 根不同外加剂及其掺入量的试验桩，研究得出了解决深圳软土搅拌水泥土强度低下的有效措施：
1．深圳软土含水量不超过80％时，采用浆喷法加同效果较好且方便，当含水量大于80％时宜采用粉喷法加固。
2．对于有机质含量较高的软土，掺入0.10％的三乙醇胺+1.0％氯化钠，或同化剂中40％～60％水泥由矿渣代替，可解决其水泥土强度难以达到设计要求的问题。
3．施工工艺是影响搅拌水泥土强度的关键因素之一，对于深圳地区大部分三角洲相及海相软土，较经济合理的工艺为两喷四搅，桩项0～3m复喷复搅一次。
4．在工艺合理的前提下掺入适量外加剂，对深圳软土现场搅拌水泥土增强10％～90％；固化剂中掺入适量矿渣、粉煤灰，深圳软土搅拌水泥土桩身强度将增加500％～200％
5．提出了在现场搅拌水泥土中大量掺砂的创新理念，并就搅拌桩掺砂施工设备的改进作了初步设计。
第八章通过经济分析和工程实践举例对前几章取得的研究成果、强度预测模型、优化配方的效果进行了检验。结果表明，本文提出的增强搅拌水泥土强度的各措施、预测模型和优化方法，在深圳搅拌桩工程实例中可取得兼顾质量、经济与环境效益的良好效果。
第九章结论。总结了本文就深圳软土搅拌桩工程问题取得的一系列成果。概括为“三机理”、“三模型”、“三优化函数”、“六规律”、“四措施”、“四创新”、“一展望”。
主要创新点如下：①对矿渣、粉煤灰提高水泥土抗腐性机理及掺砂提高水泥土强度机理进行了深入研究，处于国内领先水平；②在大量室内外试验基础上，应用先进的试验设计与数据处理方法，首次建立了深圳地区搅拌水泥土的强度预测模型。预测模型在工程实践中经受了检验，对深圳软土水泥搅拌桩施工具有指导意义；③在多项式回归分析的基础上，按照二种优化准则，首次建立了有约束的水泥土配方优化函数，用计算机得出了在一定条件下的最优配方；④提出了在搅拌水泥土中大量掺砂提高水泥土强度的创新理念，首次进行了掺砂提高水泥土强度的试验，并就搅拌桩施工设备的改进作了初步设计。
总之，本课题是一项试验工作量大，起点高，理论联系实际的工程研究项目。对深圳软土搅拌桩施工和国内类似地区该领域的研究与实践具有指导和借鉴作用。