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摘要：本文根据笔者的工作经验主要对深层搅拌桩加固复合地基施工技术原理及其在工程中应用注意事项做出了简要的探讨，以供参考。
关键词：搅拌桩；地基处理；施工技术
1引言
近年来，随着我国建筑工程技术的不断提高，各种地基处理技术、方法得到不同程度的应用。实际工程中经常会遇到天然地基无法满足要求而需要人工处理的情况，因而地基问题受到了广大工程技术人员的广泛关注。地基处理方法很多，大面积软土地基处理目前采用较多的一种是深层搅拌喷粉桩，它具有加固效果显著、形式灵活多样、无环境污染、施工机具简单、施工速度快、节省投资等优点。
2深层搅拌喷粉桩
2.1深层搅拌喷粉桩的原理及其在工程中应用
深层搅拌法是利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂(常用水泥作为主固化剂)，通过特别的深层搅拌机械，用高压空气通过钻机搅拌叶片的转动，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌混合，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，形成具有整体性、稳定性和足够强度拌和柱体(水泥土)，与原地层共同起复合的作用来承受上部的荷载。
深层搅拌喷粉加固的土质一般有淤泥、淤泥质土、粉土、含水量较高的粘土和亚粘土等，加固深度达12一18m，甚至25一30m，它的应用范围有以下三个方面：
1)一般的工业与民用建筑的地基处理：由于加固土的桩体强度及弹性模量远远大于天然地基土体，水泥桩与桩之间土形成复合地基，提高了地基承载能力，减少了地基变形。
2)基坑支护工程：由于经过搅拌后形成的交叉水泥土桩体具有较高的强度和密实性，在基坑开挖深度不很大时，能够在基坑外围同时起到挡土和隔水作用。
3)防渗帷幕：水泥搅拌桩能够搭接施工组成连续的水泥土帷幕墙，用于粉土、夹砂层、沙土地基的防渗工程。
2.2影响深层水泥搅拌喷粉桩工程特性的主要因素
工程实践分析表明：影响深层水泥搅拌喷粉桩工程特性的主要因素是水泥掺量、土的性质、搅拌的均匀程度、施工工艺控制、养护的时间和温度等方面。
1)水泥掺量：一般来说水泥土桩的无侧限抗压强度随水泥的掺合量的增加而提高，掺合量在7%一20%之间为最佳。在饱和的淤泥或淤泥质土中采用的平均掺合量16%，并在桩体不同部位采用变掺合量的施工工艺，可获得比较满意的效果。
2)土体的性质：土体的含水量、密度、有机物含量等物理力学性质是影响深层搅拌水泥喷粉桩的强度的重要因素，土中含水量不宜太低(40%以下)也不宜过高，较为合适范围是50——85%；土体越松散、有机物含量越高，加固效果越差。在新填土量较厚和有机腐植物含量较高的地方，不宜采用水泥深层搅拌喷粉桩进行地基处理。
3)搅拌的均匀程度：搅拌的均匀程度对水泥土桩体的强度影响很大，但达到一定搅拌时间后，强度随搅拌时间的增加增长缓慢。在实际工程中采用二搅一喷的较多；二搅二喷方式一般可满足较高的设计要求；最高的有四搅四喷的方式。
4)施工工艺控制：深层搅拌喷粉桩处理的复合地基，所使用的机械设备和水泥掺合量等其他指标，在设计确定的同样条件下，施工工艺控制尤其重要。就目前在工程实践中，成功与失败的处理例子都有。现场按照设计参数实际控制好坏直接关系到成桩质量，特别是水泥掺合量的控制以及复搅深度与时间控制。也就是说，人为因素所造成的工艺控制直接影响成桩质量。
5)养护龄期和温度：深层搅拌水泥喷粉桩处理的复合地基，水泥土桩强度同混凝土一样随龄期的增长而增大，但其规律与混凝土不同，水泥土的强度在龄期超过28天后仍有明显的增长，在龄期超过90天后其强度增长才缓慢；处理完成的地基据资料反映，达到真正的稳定要长达3年时间。在相同的龄期条件下，水泥土桩的强度随养护温度的提高而增长。
3深层搅拌喷粉桩的施工和质量检验
3.1深层搅拌喷粉桩的施工
3.1.1材料和施工机械的选用
水泥选用P425普通硅酸盐水泥；机械选用PH一5A型粉喷桩机、粉体发生器、空压机等。
3.1.2施工工艺
1)施工准备：①桩位放样。根据控制点定出基轴线，按等间距平格网平差放样，布置出所有桩位，并按施工顺序编列出行和列。②成桩试验。施工前进行成桩试验，取得钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、單位时间的喷入量等参数，确定搅拌的均匀性，选择下钻和提升的合理参数及技术措施。
2)钻机就位对中：进行机械组装，移机就位，使钻头中心对正桩位中心，调整钻机平台、导向架，使搅拌轴保持垂直(要求钻机倾斜小于1.5%、钻头对中心位误差小于5cm)。测定钻杆长度、记录储灰罐初始读数及钻杆初始标高。
3)预搅钻进：启动搅拌机下钻，待钻机接近地面时，启动空压机(喷射压缩空气，使钻进顺利进行，不致堵塞射口，同时减少扭矩)，使钻头旋转钻进，保持钻速0.5一0 . 9m/min，让送粉前的土体充分松动、粉碎，利于第一次喷粉。
4)提升喷粉：钻进到位后，调整钻头成反向旋转，不提升，打开送料阀门，启动粉体发送器，喷送水泥粉，确认水泥粉已到桩底后，提升搅拌钻头，边旋转以0.5——0.9 m/min的速度提升，搅拌速度30r/min，保持送粉空气压力为0.27——0.35Mpa，气流为1——1. 6m3/min，保持桩身50kg/m的喷粉量。
施工时注意：①提升过程必须保持与送粉一致，不允许先提升后喷粉；②喷粉过程中，若发现套管漏气或堵塞管道则立即停止喷粉；③时刻观察供粉计量仪的数字变化，若发现明显减少或突然停止，要立即记录，以利于停粉或复搅；④由于人为因素影响，现场监理工程师和管理人员在过程控制中，应严格把握各种设计参数的有效控制，确保实际施工情况与设计和成桩试验确定参数的一致。
5)停粉：当钻头提升到离地面50cm时，打开关气阀门关闭料阀，喷粉机停止喷粉，改送压缩空气。注意不要将水泥粉带出地表，以防止给后面的施工造成困难和污染环境。
6)复搅钻进：为了提高桩身强度，适应荷载应力的传递，需进行复搅。复搅深度一般为桩身长的1/2一1/3，桩长不足5m的要整桩复搅；或者根据设计要求进行复搅。当第一次停粉后，应立即换档下沉，进行复搅，工艺如前，观察复搅深度。
7)提升喷粉、停粉：工艺如前。提升钻头至离地面30cm时钻头在原位钻动2min(使剩余水泥粉不致带出地表)，将搅拌钻头提升到地面上，停止主机、空压机，填写施工记录。
3.1.3施工中常见问题及处理
施工中常见问题有：预搅下沉困难，搅拌桩偏位，喷粉量不足或断桩等等；出现情况后应及时与设计工程师联系，采取有效措施进行补桩或其他方式处理，保证施工正常进行。涉及人为因素应采取必要措施予以纠正。
3.2深层搅拌喷粉桩的质量检验
施工质量检验包括开挖检验、取样检验和承载力荷载试验等。软土地基的处理效果是通过施工的全过程质量控制和现场进行检验来反映的。
1)记录检查：检查操作人员在施工过程中记录的压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、喷粉(停粉)标高、桩长、垂直度、单桩喷粉量等有关参数，重点检查搅拌深度、水泥粉喷入的连续性及喷入总粉量，对不合格的桩应进行补桩。
2)开挖检验：在已完成的工程桩中按设计要求比例开挖抽检，检查桩位、桩数、桩身水泥混合程度及桩头强度，如发现漏桩、桩位偏差过大和桩头、桩身强度偏低，必须及时采取补救措施。
3)取芯抽样：在成桩28天后，按设计要求比例抽查桩体，从桩顶以下按比例分段取样制作试块，分别进行无侧限抗压强度试验。同时检验成桩桩身完整性、搅拌均匀程度等等。
4)荷载试验：现场检测分为单桩承载力和复合地基(二桩、四桩)承载力两种，复合地基承载力荷载试验压板采用1一4耐钢板，试验设备是通过严格校验的千斤顶、大量程百分表、承压钢板、垫块、主梁、副梁，采用快速维持荷载法分级进行加载，加载采用压重平台反力装置，采用砂袋堆成平台，用油泵控制千斤顶加载，荷载量通过压力表控制，加载过程分为8——12级，桩顶(地基土面)沉降通过百分表测量。现场检测单桩承载力和复合地基承载力数量按规程均为1%，所检测桩点均为随机抽样。
4结束语
深层搅拌喷粉桩加固复合地基处理技术，是一项比较先进和成熟的地基处理技术。适应于深层淤泥、淤泥质土、粉土、含水量较高的粘土和亚粘土等，加固效果明显，施工简便、造价低廉和施工工期短等优点。它能有效减少总沉降量和侧向位移。但是也存在局限性。根据应用情况在使用该技术时应注意以下问题：
1)地基加固深度不宜太深，通过经济技术比较后一般加固桩长宜控制在15m以内；加固后地基承载力要求不宜太高。
2)场地新回填土较厚时不宜采用，一般新回填土厚度应小于2m，否则加固效果也不经济。
3)虽然是复合地基，但水泥搅拌桩应尽量布置在结构基础之内，以减少基础的沉降。加固范围的土壤含水量应适中。
4)深层搅拌喷粉桩加固的复合地基处理技术，它受人为影响因素较大，施工现场的全过程质量控制尤为重要。
关键词：搅拌桩；地基处理；施工技术
1引言
近年来，随着我国建筑工程技术的不断提高，各种地基处理技术、方法得到不同程度的应用。实际工程中经常会遇到天然地基无法满足要求而需要人工处理的情况，因而地基问题受到了广大工程技术人员的广泛关注。地基处理方法很多，大面积软土地基处理目前采用较多的一种是深层搅拌喷粉桩，它具有加固效果显著、形式灵活多样、无环境污染、施工机具简单、施工速度快、节省投资等优点。
2深层搅拌喷粉桩
2.1深层搅拌喷粉桩的原理及其在工程中应用
深层搅拌法是利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂(常用水泥作为主固化剂)，通过特别的深层搅拌机械，用高压空气通过钻机搅拌叶片的转动，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌混合，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，形成具有整体性、稳定性和足够强度拌和柱体(水泥土)，与原地层共同起复合的作用来承受上部的荷载。
深层搅拌喷粉加固的土质一般有淤泥、淤泥质土、粉土、含水量较高的粘土和亚粘土等，加固深度达12一18m，甚至25一30m，它的应用范围有以下三个方面：
1)一般的工业与民用建筑的地基处理：由于加固土的桩体强度及弹性模量远远大于天然地基土体，水泥桩与桩之间土形成复合地基，提高了地基承载能力，减少了地基变形。
2)基坑支护工程：由于经过搅拌后形成的交叉水泥土桩体具有较高的强度和密实性，在基坑开挖深度不很大时，能够在基坑外围同时起到挡土和隔水作用。
3)防渗帷幕：水泥搅拌桩能够搭接施工组成连续的水泥土帷幕墙，用于粉土、夹砂层、沙土地基的防渗工程。
2.2影响深层水泥搅拌喷粉桩工程特性的主要因素
工程实践分析表明：影响深层水泥搅拌喷粉桩工程特性的主要因素是水泥掺量、土的性质、搅拌的均匀程度、施工工艺控制、养护的时间和温度等方面。
1)水泥掺量：一般来说水泥土桩的无侧限抗压强度随水泥的掺合量的增加而提高，掺合量在7%一20%之间为最佳。在饱和的淤泥或淤泥质土中采用的平均掺合量16%，并在桩体不同部位采用变掺合量的施工工艺，可获得比较满意的效果。
2)土体的性质：土体的含水量、密度、有机物含量等物理力学性质是影响深层搅拌水泥喷粉桩的强度的重要因素，土中含水量不宜太低(40%以下)也不宜过高，较为合适范围是50——85%；土体越松散、有机物含量越高，加固效果越差。在新填土量较厚和有机腐植物含量较高的地方，不宜采用水泥深层搅拌喷粉桩进行地基处理。
3)搅拌的均匀程度：搅拌的均匀程度对水泥土桩体的强度影响很大，但达到一定搅拌时间后，强度随搅拌时间的增加增长缓慢。在实际工程中采用二搅一喷的较多；二搅二喷方式一般可满足较高的设计要求；最高的有四搅四喷的方式。
4)施工工艺控制：深层搅拌喷粉桩处理的复合地基，所使用的机械设备和水泥掺合量等其他指标，在设计确定的同样条件下，施工工艺控制尤其重要。就目前在工程实践中，成功与失败的处理例子都有。现场按照设计参数实际控制好坏直接关系到成桩质量，特别是水泥掺合量的控制以及复搅深度与时间控制。也就是说，人为因素所造成的工艺控制直接影响成桩质量。
5)养护龄期和温度：深层搅拌水泥喷粉桩处理的复合地基，水泥土桩强度同混凝土一样随龄期的增长而增大，但其规律与混凝土不同，水泥土的强度在龄期超过28天后仍有明显的增长，在龄期超过90天后其强度增长才缓慢；处理完成的地基据资料反映，达到真正的稳定要长达3年时间。在相同的龄期条件下，水泥土桩的强度随养护温度的提高而增长。
3深层搅拌喷粉桩的施工和质量检验
3.1深层搅拌喷粉桩的施工
3.1.1材料和施工机械的选用
水泥选用P425普通硅酸盐水泥；机械选用PH一5A型粉喷桩机、粉体发生器、空压机等。
3.1.2施工工艺
1)施工准备：①桩位放样。根据控制点定出基轴线，按等间距平格网平差放样，布置出所有桩位，并按施工顺序编列出行和列。②成桩试验。施工前进行成桩试验，取得钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、單位时间的喷入量等参数，确定搅拌的均匀性，选择下钻和提升的合理参数及技术措施。
2)钻机就位对中：进行机械组装，移机就位，使钻头中心对正桩位中心，调整钻机平台、导向架，使搅拌轴保持垂直(要求钻机倾斜小于1.5%、钻头对中心位误差小于5cm)。测定钻杆长度、记录储灰罐初始读数及钻杆初始标高。
3)预搅钻进：启动搅拌机下钻，待钻机接近地面时，启动空压机(喷射压缩空气，使钻进顺利进行，不致堵塞射口，同时减少扭矩)，使钻头旋转钻进，保持钻速0.5一0 . 9m/min，让送粉前的土体充分松动、粉碎，利于第一次喷粉。
4)提升喷粉：钻进到位后，调整钻头成反向旋转，不提升，打开送料阀门，启动粉体发送器，喷送水泥粉，确认水泥粉已到桩底后，提升搅拌钻头，边旋转以0.5——0.9 m/min的速度提升，搅拌速度30r/min，保持送粉空气压力为0.27——0.35Mpa，气流为1——1. 6m3/min，保持桩身50kg/m的喷粉量。
施工时注意：①提升过程必须保持与送粉一致，不允许先提升后喷粉；②喷粉过程中，若发现套管漏气或堵塞管道则立即停止喷粉；③时刻观察供粉计量仪的数字变化，若发现明显减少或突然停止，要立即记录，以利于停粉或复搅；④由于人为因素影响，现场监理工程师和管理人员在过程控制中，应严格把握各种设计参数的有效控制，确保实际施工情况与设计和成桩试验确定参数的一致。
5)停粉：当钻头提升到离地面50cm时，打开关气阀门关闭料阀，喷粉机停止喷粉，改送压缩空气。注意不要将水泥粉带出地表，以防止给后面的施工造成困难和污染环境。
6)复搅钻进：为了提高桩身强度，适应荷载应力的传递，需进行复搅。复搅深度一般为桩身长的1/2一1/3，桩长不足5m的要整桩复搅；或者根据设计要求进行复搅。当第一次停粉后，应立即换档下沉，进行复搅，工艺如前，观察复搅深度。
7)提升喷粉、停粉：工艺如前。提升钻头至离地面30cm时钻头在原位钻动2min(使剩余水泥粉不致带出地表)，将搅拌钻头提升到地面上，停止主机、空压机，填写施工记录。
3.1.3施工中常见问题及处理
施工中常见问题有：预搅下沉困难，搅拌桩偏位，喷粉量不足或断桩等等；出现情况后应及时与设计工程师联系，采取有效措施进行补桩或其他方式处理，保证施工正常进行。涉及人为因素应采取必要措施予以纠正。
3.2深层搅拌喷粉桩的质量检验
施工质量检验包括开挖检验、取样检验和承载力荷载试验等。软土地基的处理效果是通过施工的全过程质量控制和现场进行检验来反映的。
1)记录检查：检查操作人员在施工过程中记录的压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、喷粉(停粉)标高、桩长、垂直度、单桩喷粉量等有关参数，重点检查搅拌深度、水泥粉喷入的连续性及喷入总粉量，对不合格的桩应进行补桩。
2)开挖检验：在已完成的工程桩中按设计要求比例开挖抽检，检查桩位、桩数、桩身水泥混合程度及桩头强度，如发现漏桩、桩位偏差过大和桩头、桩身强度偏低，必须及时采取补救措施。
3)取芯抽样：在成桩28天后，按设计要求比例抽查桩体，从桩顶以下按比例分段取样制作试块，分别进行无侧限抗压强度试验。同时检验成桩桩身完整性、搅拌均匀程度等等。
4)荷载试验：现场检测分为单桩承载力和复合地基(二桩、四桩)承载力两种，复合地基承载力荷载试验压板采用1一4耐钢板，试验设备是通过严格校验的千斤顶、大量程百分表、承压钢板、垫块、主梁、副梁，采用快速维持荷载法分级进行加载，加载采用压重平台反力装置，采用砂袋堆成平台，用油泵控制千斤顶加载，荷载量通过压力表控制，加载过程分为8——12级，桩顶(地基土面)沉降通过百分表测量。现场检测单桩承载力和复合地基承载力数量按规程均为1%，所检测桩点均为随机抽样。
4结束语
深层搅拌喷粉桩加固复合地基处理技术，是一项比较先进和成熟的地基处理技术。适应于深层淤泥、淤泥质土、粉土、含水量较高的粘土和亚粘土等，加固效果明显，施工简便、造价低廉和施工工期短等优点。它能有效减少总沉降量和侧向位移。但是也存在局限性。根据应用情况在使用该技术时应注意以下问题：
1)地基加固深度不宜太深，通过经济技术比较后一般加固桩长宜控制在15m以内；加固后地基承载力要求不宜太高。
2)场地新回填土较厚时不宜采用，一般新回填土厚度应小于2m，否则加固效果也不经济。
3)虽然是复合地基，但水泥搅拌桩应尽量布置在结构基础之内，以减少基础的沉降。加固范围的土壤含水量应适中。
4)深层搅拌喷粉桩加固的复合地基处理技术，它受人为影响因素较大，施工现场的全过程质量控制尤为重要。