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摘要：水泥搅拌桩目前在建设工程中广泛的使用于软弱地基处理之中，本文结合水泥搅拌桩在实际水利工程中应用的实例，对水泥搅拌桩复合地基的设计和静载试验进行相关的分析和探讨，总结出几点水泥搅拌桩的特点，从而为以后的实际工程提供参考。
关键词：水泥搅拌桩; 水利工程
Abstract: the cement mixing pile in construction engineering at present the extensive use of the in soft ground treatment in, combining with the cement mixing pile in the actual water conservancy project in case of the application of cement mixing pile composite foundation for the design and static load test of related analysis and discussion, summarizes some characteristics of the cement mixing pile, and the practical project for the future reference.
Keywords: cement mixing pile; Water conservancy project
中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
水泥土搅拌桩利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部就地将软土和浆体或者粉体等固化剂强制拌合，同时利用两者之间发生的一系列的物理和化学的反应使其凝结成为具有整体性和稳定性并且高强度的水泥加固体，从而与天然的地基形成复合地基。在施工的过程中，该方法具有无噪音和振动、对环境没有污染、机械化程度较高、施工简单速度快、低造价、质量保证等优点，如果出现问题，其补救的办法也较为简便，广泛的使用在实际工程的建设中。
水泥土搅拌法
水泥土搅拌桩分类
水泥土搅拌法可以有多种的分类方式，按照其使用的水泥物理状态的不同可以将其分为两类，即浆体搅拌法和粉体搅拌法。在土中含水量大于30%的时候适合使用粉体搅拌法，在含水量低于30%的时候需要注水后再进行搅拌。其中搅拌法按照所具有的搅拌头数的差异可以分为单头、双头和多头三类。
适用范围
水泥土搅拌法最适用的是各种成因的饱和粘土的加固。水泥固化剂适用于正常固结的淤泥和粘性土、粉土、饱和黄土、砂砾、粉砂及中粗砂等地基的加固中。在地基中只夹杂着少量个别的漂石、卵石或者是粒径不大于20cm，成土厚度小于20cm时，水泥土搅拌法都是适用的。对于大漂石砂砾卵石层，可采用高喷防渗墙。
水泥土的加固机理
水泥土搅拌法是将水泥浆固化剂与外加剂输送到软土中进行充分的搅拌，固化剂(浆液或粉体）和软土之间产生一些的物理和化学的反应后改变了原状土的结构，从而使之成为具有稳定性和高强度的水泥固化材料。对软土进行加固时，水泥颗粒表面的矿物会很快的与软土中的水发生反应，并且通过离子交换和团粒化等作用生成了氢氧化钙、硫酸钙等化合物，使其形成更加坚固的联合体，进一步的提高水泥土的强度。
特点
水泥土搅拌法在实际工程中有如下的特点：实现了原土利用的最大限度；深层搅拌所形成的水泥土墙的渗透性较小；施工的速度快，造价较低；粉喷法水泥渗入比可以根据工程的需要和土的性质的要求发生变化，在同一根桩中也可以使用不同的水泥渗入比来实现有强度变化的桩体。
二、实际工程中的应用
在大坝防渗中的应用。以广东省内某水库堤坝为例，该水库位于广东省境内某乡镇，是一个中型的水利枢纽工程，总库容量是2875万立方米。但是在经过大水的侵蚀之后有了严重的渗漏现象，导致无法正常的发挥水库的功能。
1、水泥搅拌桩设计
1.1对于工程勘察的要求
水泥搅拌桩的场地要求除常规的工程地质勘察外，还应该对于土层的结构进行勘察，查明大块障碍物的尺寸和含量，水泥搅拌桩加固的深度范围内的含水量和有机质土层的有机含量以及地下水的侵蚀性等。
1.2总体布置
水泥土搅拌桩防渗墙用于防渗项目主要有以下的几点：堤坝的堤身和堤基，基坑支护和水闸的基础等工程。
1.2.1防渗墙体于堤顶的布置。将其布置与堤顶的时候要充分的考虑到上游堤肩，从而降低浸润线，还要考虑到机械设备最小的要求距离。
1.2.2防渗墙体于堤脚的布置。防渗墙布置于上游滩地的时候应该注意要尽量的靠近上游，从而可以减少堤坡铺盖的水平距离。
1.3防渗墙的深度
目前对于防渗墙的深度而言国内已经可以达到28米，而国外甚至可以达到60米之深。对于不同的工程需要有相对适应的深度值，在设备允许的情况下要求其深入基础不透水层深度应该不小于0.5m。水泥土防渗墙暂时无法深入基岩，可以先在基岩面增加喷浆量使其与基岩胶结。
1.4防渗墙的厚度
渗透稳定条件、变形条件、施工条件等都对防渗墙的厚度有影响。对水泥土防渗墙的设计是可以采用坡降法进行事先的计算。将水泥土防渗墙置于土层中使其尽量接近土层的强度和变形条件。施工的时候要对于实际施工的机械设备进行限制，在确定墙厚的时候要注意考虑到施工精度对其的影响。
施工技术
2.1施工的工序。主要包括有定位、预拌下沉、备水泥浆、提升喷浆和搅拌、重复搅拌、清洗、移位。
桩机定位：先要保证场地的平整和清洁，可以利用自行移动的方法，然后将搅拌机移至制定的位置并且保证对中，定位的时候必须要使用定位卡保证位置的准确性，误差要控制在50mm以内，而且要保證搅拌轴和导向架要与地面垂直，偏差控制在1%以内。
浆液配置：配置浆液的时候要严格控制浆液成分的比例，搅拌桩的水灰比在0.5~0.55之间，采用的是标号32.5R的矿渣硅酸盐水泥，桩体每延米水泥的用量为70kg/m。配置水泥应该得到严格的控制，保证用水量的准确性和搅拌时间。
喷浆成桩：泵机开启之后要确认其能够正常的喷出浆液，然后启动桩机使其下旋钻进喷浆成桩，在成桩的时候要注意喷浆的连续性，桩机钻进的速度不应大于1.0m /min，喷浆的速度控制在0.8m/min以下，转速在60r/min左右，喷浆量30L/ min，喷浆压力为1.0~1.4MPa，在钻进喷浆到达了设计的长度以后还要在原地喷浆30s，然后反转既而匀速上升。
提升搅拌：在搅拌后要进行的是提升搅拌，将搅拌头从桩底反转，使其匀速上升搅拌直至地面，提升的过程中如果遇到了软土包裹应该要及时将之清除。
重复钻进搅拌以及提升搅拌成桩：按照上述的步骤，直到喷浆量达到了预设的要求，继而停止搅拌不再送浆液。在成桩之后要注意对管路的清洗，将其残留的水泥浆用浆泵清洗，最后成桩的桩体直径和长度都应该达到设计标准。
2.2施工注意事项。
搅拌桩的施工应该要严格的按照预设的标准来进行，保证桩体的长度、桩位、喷浆量、桩长、桩数等是确定的参数值，对施工的所有过程应该注意施工的质量控制和检查，保证全程的施工监理。检查的重点是水泥用量、搅拌头转速、提升速度、桩长和桩径、复搅次数和深度以及停浆的处理方法等。
在施工的过程中应该对于以下的几点重点注意：场地应该是平整的状态，扫清一切的障碍物，保证场地的清洁；施工的放样应该要十分准确，不能有较大的误差，执行严格的控制点；桩机就位准确，对位的误差范围不能超过20mm；施工的桩顶标高要比预定设计的基底的标高要高出0.3~0.5m；采用复喷的方法加强水泥与土的搅拌的均匀性。
工程的质量检测和控制
施工的过程中首先要注意严格控制材料的质量，水泥的出场必须要进行进场检验，在使用前要注意查明必要的出厂证明，并且取样进行检测，而且进行复检来确定质量和指标性能均能达到设计标号的要求。施工人员将做好材料的检测数据归档以便于监理人员对其进行查询。注意对土体的含水量的检测，这是成桩质量的关键。保证土体含水量可以采用沿钻机钻杆加水到土内或者是表面加水浸泡的办法，确保成桩质量达到预期效果。
3.1成桩7天后，进行开挖桩头的检测，开挖的深度应该要超过停浆面以下500mm，对搅拌的均匀性进行目测，初步测量桩径是否合格，检测的数量有一定的比例，是总桩数的5%，经检测本项目桩体全部合格。
3.2成桩3天后，采用轻型动力触探（N10）来对桩体的均匀性进行检测，检测的比例占施工总桩数的1%，通过对单个检测桩体N10临界值和变异系数判定桩身均匀性，本项目共检测25 根桩，在检测的过程中发现受检桩桩身均匀性较好。
3.3在成桩28天后就可以开始开挖基槽，对水泥土的深层搅拌的单桩和复合地基进行载荷试验，分别进行13组，发现承载力都可以满足设计的要求。沉降~时间S-lgt曲线无明显向下弯曲；荷载~沉降曲线P~S全部呈圆滑型，特征点不明显，无明显陡降段，全部的桩体在试验的范围内都能够承受最大荷载的压力，可以达到标准。
3.4最后采用双管单动取样器钻取芯样进行抗压强度的测试，保证桩体的质量进一步完善，钻芯取样8根，检测的结果是芯样的抗压强度平均值大于2.5 MPa，达到设计要求，有较强的抗压能力。
检测成桩质量的办法主要有开挖检查、低应变检测、抗压强度测试、轻型动力触探、承载能力测试等多重检测。在检测的时候要注意时间的把握和程序的正确性。在实际工程项目的检测中要严格的把关，将这几种检测的办法都应用到质量检测中去，使其全方位的满足设计要求。
小 结
搅拌桩在实际的水利工程的项目中应用是很广泛的，加固的效果良好而且质量稳定可靠。具有造价低、施工质量良好、周期较短、施工对环境的影响小、质量易于控制和处理成熟等优点，在软土场的施工中具有很重要的意義。在实际应用的过程中建议搅拌桩在落桩的时候应该落在承载力较高的土层上，增加每延米的水泥用量，而且根据土层的质量适当的进行调整，满足不同土层的要求，由于搅拌后期难度较大，应该增加桩养护的时间，使其达到良好的工程质量和经济效益。
参考文献：
[1]龚清.浅谈搅拌桩的设计和施工工艺[M ]. 北京:人民交通出版社,2007.
[2]于先思.全国重大工程项目地基处理工程实录[M].同济大学出版社，2007.
[3]JGJ79 -2002.建筑地基处理技术规范[S]．中国建筑工业出版社，2002.
关键词：水泥搅拌桩; 水利工程
Abstract: the cement mixing pile in construction engineering at present the extensive use of the in soft ground treatment in, combining with the cement mixing pile in the actual water conservancy project in case of the application of cement mixing pile composite foundation for the design and static load test of related analysis and discussion, summarizes some characteristics of the cement mixing pile, and the practical project for the future reference.
Keywords: cement mixing pile; Water conservancy project
中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
水泥土搅拌桩利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部就地将软土和浆体或者粉体等固化剂强制拌合，同时利用两者之间发生的一系列的物理和化学的反应使其凝结成为具有整体性和稳定性并且高强度的水泥加固体，从而与天然的地基形成复合地基。在施工的过程中，该方法具有无噪音和振动、对环境没有污染、机械化程度较高、施工简单速度快、低造价、质量保证等优点，如果出现问题，其补救的办法也较为简便，广泛的使用在实际工程的建设中。
水泥土搅拌法
水泥土搅拌桩分类
水泥土搅拌法可以有多种的分类方式，按照其使用的水泥物理状态的不同可以将其分为两类，即浆体搅拌法和粉体搅拌法。在土中含水量大于30%的时候适合使用粉体搅拌法，在含水量低于30%的时候需要注水后再进行搅拌。其中搅拌法按照所具有的搅拌头数的差异可以分为单头、双头和多头三类。
适用范围
水泥土搅拌法最适用的是各种成因的饱和粘土的加固。水泥固化剂适用于正常固结的淤泥和粘性土、粉土、饱和黄土、砂砾、粉砂及中粗砂等地基的加固中。在地基中只夹杂着少量个别的漂石、卵石或者是粒径不大于20cm，成土厚度小于20cm时，水泥土搅拌法都是适用的。对于大漂石砂砾卵石层，可采用高喷防渗墙。
水泥土的加固机理
水泥土搅拌法是将水泥浆固化剂与外加剂输送到软土中进行充分的搅拌，固化剂(浆液或粉体）和软土之间产生一些的物理和化学的反应后改变了原状土的结构，从而使之成为具有稳定性和高强度的水泥固化材料。对软土进行加固时，水泥颗粒表面的矿物会很快的与软土中的水发生反应，并且通过离子交换和团粒化等作用生成了氢氧化钙、硫酸钙等化合物，使其形成更加坚固的联合体，进一步的提高水泥土的强度。
特点
水泥土搅拌法在实际工程中有如下的特点：实现了原土利用的最大限度；深层搅拌所形成的水泥土墙的渗透性较小；施工的速度快，造价较低；粉喷法水泥渗入比可以根据工程的需要和土的性质的要求发生变化，在同一根桩中也可以使用不同的水泥渗入比来实现有强度变化的桩体。
二、实际工程中的应用
在大坝防渗中的应用。以广东省内某水库堤坝为例，该水库位于广东省境内某乡镇，是一个中型的水利枢纽工程，总库容量是2875万立方米。但是在经过大水的侵蚀之后有了严重的渗漏现象，导致无法正常的发挥水库的功能。
1、水泥搅拌桩设计
1.1对于工程勘察的要求
水泥搅拌桩的场地要求除常规的工程地质勘察外，还应该对于土层的结构进行勘察，查明大块障碍物的尺寸和含量，水泥搅拌桩加固的深度范围内的含水量和有机质土层的有机含量以及地下水的侵蚀性等。
1.2总体布置
水泥土搅拌桩防渗墙用于防渗项目主要有以下的几点：堤坝的堤身和堤基，基坑支护和水闸的基础等工程。
1.2.1防渗墙体于堤顶的布置。将其布置与堤顶的时候要充分的考虑到上游堤肩，从而降低浸润线，还要考虑到机械设备最小的要求距离。
1.2.2防渗墙体于堤脚的布置。防渗墙布置于上游滩地的时候应该注意要尽量的靠近上游，从而可以减少堤坡铺盖的水平距离。
1.3防渗墙的深度
目前对于防渗墙的深度而言国内已经可以达到28米，而国外甚至可以达到60米之深。对于不同的工程需要有相对适应的深度值，在设备允许的情况下要求其深入基础不透水层深度应该不小于0.5m。水泥土防渗墙暂时无法深入基岩，可以先在基岩面增加喷浆量使其与基岩胶结。
1.4防渗墙的厚度
渗透稳定条件、变形条件、施工条件等都对防渗墙的厚度有影响。对水泥土防渗墙的设计是可以采用坡降法进行事先的计算。将水泥土防渗墙置于土层中使其尽量接近土层的强度和变形条件。施工的时候要对于实际施工的机械设备进行限制，在确定墙厚的时候要注意考虑到施工精度对其的影响。
施工技术
2.1施工的工序。主要包括有定位、预拌下沉、备水泥浆、提升喷浆和搅拌、重复搅拌、清洗、移位。
桩机定位：先要保证场地的平整和清洁，可以利用自行移动的方法，然后将搅拌机移至制定的位置并且保证对中，定位的时候必须要使用定位卡保证位置的准确性，误差要控制在50mm以内，而且要保證搅拌轴和导向架要与地面垂直，偏差控制在1%以内。
浆液配置：配置浆液的时候要严格控制浆液成分的比例，搅拌桩的水灰比在0.5~0.55之间，采用的是标号32.5R的矿渣硅酸盐水泥，桩体每延米水泥的用量为70kg/m。配置水泥应该得到严格的控制，保证用水量的准确性和搅拌时间。
喷浆成桩：泵机开启之后要确认其能够正常的喷出浆液，然后启动桩机使其下旋钻进喷浆成桩，在成桩的时候要注意喷浆的连续性，桩机钻进的速度不应大于1.0m /min，喷浆的速度控制在0.8m/min以下，转速在60r/min左右，喷浆量30L/ min，喷浆压力为1.0~1.4MPa，在钻进喷浆到达了设计的长度以后还要在原地喷浆30s，然后反转既而匀速上升。
提升搅拌：在搅拌后要进行的是提升搅拌，将搅拌头从桩底反转，使其匀速上升搅拌直至地面，提升的过程中如果遇到了软土包裹应该要及时将之清除。
重复钻进搅拌以及提升搅拌成桩：按照上述的步骤，直到喷浆量达到了预设的要求，继而停止搅拌不再送浆液。在成桩之后要注意对管路的清洗，将其残留的水泥浆用浆泵清洗，最后成桩的桩体直径和长度都应该达到设计标准。
2.2施工注意事项。
搅拌桩的施工应该要严格的按照预设的标准来进行，保证桩体的长度、桩位、喷浆量、桩长、桩数等是确定的参数值，对施工的所有过程应该注意施工的质量控制和检查，保证全程的施工监理。检查的重点是水泥用量、搅拌头转速、提升速度、桩长和桩径、复搅次数和深度以及停浆的处理方法等。
在施工的过程中应该对于以下的几点重点注意：场地应该是平整的状态，扫清一切的障碍物，保证场地的清洁；施工的放样应该要十分准确，不能有较大的误差，执行严格的控制点；桩机就位准确，对位的误差范围不能超过20mm；施工的桩顶标高要比预定设计的基底的标高要高出0.3~0.5m；采用复喷的方法加强水泥与土的搅拌的均匀性。
工程的质量检测和控制
施工的过程中首先要注意严格控制材料的质量，水泥的出场必须要进行进场检验，在使用前要注意查明必要的出厂证明，并且取样进行检测，而且进行复检来确定质量和指标性能均能达到设计标号的要求。施工人员将做好材料的检测数据归档以便于监理人员对其进行查询。注意对土体的含水量的检测，这是成桩质量的关键。保证土体含水量可以采用沿钻机钻杆加水到土内或者是表面加水浸泡的办法，确保成桩质量达到预期效果。
3.1成桩7天后，进行开挖桩头的检测，开挖的深度应该要超过停浆面以下500mm，对搅拌的均匀性进行目测，初步测量桩径是否合格，检测的数量有一定的比例，是总桩数的5%，经检测本项目桩体全部合格。
3.2成桩3天后，采用轻型动力触探（N10）来对桩体的均匀性进行检测，检测的比例占施工总桩数的1%，通过对单个检测桩体N10临界值和变异系数判定桩身均匀性，本项目共检测25 根桩，在检测的过程中发现受检桩桩身均匀性较好。
3.3在成桩28天后就可以开始开挖基槽，对水泥土的深层搅拌的单桩和复合地基进行载荷试验，分别进行13组，发现承载力都可以满足设计的要求。沉降~时间S-lgt曲线无明显向下弯曲；荷载~沉降曲线P~S全部呈圆滑型，特征点不明显，无明显陡降段，全部的桩体在试验的范围内都能够承受最大荷载的压力，可以达到标准。
3.4最后采用双管单动取样器钻取芯样进行抗压强度的测试，保证桩体的质量进一步完善，钻芯取样8根，检测的结果是芯样的抗压强度平均值大于2.5 MPa，达到设计要求，有较强的抗压能力。
检测成桩质量的办法主要有开挖检查、低应变检测、抗压强度测试、轻型动力触探、承载能力测试等多重检测。在检测的时候要注意时间的把握和程序的正确性。在实际工程项目的检测中要严格的把关，将这几种检测的办法都应用到质量检测中去，使其全方位的满足设计要求。
小 结
搅拌桩在实际的水利工程的项目中应用是很广泛的，加固的效果良好而且质量稳定可靠。具有造价低、施工质量良好、周期较短、施工对环境的影响小、质量易于控制和处理成熟等优点，在软土场的施工中具有很重要的意義。在实际应用的过程中建议搅拌桩在落桩的时候应该落在承载力较高的土层上，增加每延米的水泥用量，而且根据土层的质量适当的进行调整，满足不同土层的要求，由于搅拌后期难度较大，应该增加桩养护的时间，使其达到良好的工程质量和经济效益。
参考文献：
[1]龚清.浅谈搅拌桩的设计和施工工艺[M ]. 北京:人民交通出版社,2007.
[2]于先思.全国重大工程项目地基处理工程实录[M].同济大学出版社，2007.
[3]JGJ79 -2002.建筑地基处理技术规范[S]．中国建筑工业出版社，2002.