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摘 要：随着我国建筑行业近年来的不断发展与进步，各种地下连续墙支护技术都已经被广泛的应用到了民用建筑、工业建筑及市政工程当中，大大提高了建筑物地下空间的利用率。水泥搅拌桩就是将水泥作为固化剂当中的主要成分来使用，这是建筑物软基处理当中的一种常用方法。搅拌机将注入的水泥不断喷入土体当中并进行充公的搅拌，使之与土体发生一系列的物理反应，最终土体硬结，基础强度大大提升。本文主要立足于某实际建设例子，从地质条件、材料选择及施工工艺等方面对搅拌水泥桩在基坑围护中的实际应用问题进行全面探讨。
关键词：搅拌水泥桩；基坑围护；建筑施工
水泥搅拌桩适合于淤泥质土、泥炭土及粉土土质的处理，一般将其按材料的喷射状态分为湿法与干法两大类。其中，湿法所用的材料以水泥为主，充分搅拌使其分布均匀，但水泥土从浇筑到硬化所耗费的时间较长；干法所用的材料以水泥干粉为主，具有硬化耗时短，能有效提高桩间强度的特点，但其在搅拌当中的均匀性比较差，很难进行全程的复搅。
1 选择适用的土质
深层搅拌桩一般用于一些含水量比较高而且地基本身的承载能力较小（120kPa以内）的粘性土质等地基的处理。如果要用深层搅拌桩来对一些地下水具有侵蚀性或是用于泥炭土质的处理，应在处理前进行实地的试验以确定其适用性。冬季气温低，外界温度的变化也会对地基的处理工作带来一些不良的影响，所以在冬季进行试验或地基处理一定要注意温度的变化。
深层搅拌水泥土桩在进行实际地基处理的过程当中，一定要对现场土质进行复合地基载荷试验，通过实验确定地基的承载力标准，然后再进行地基处理工作。
2 工程实例
2.1 工程概况
某工程的基坑工程，其外边缘尺寸分别为49.63×5.80米和56.45×12.50米；开挖深度自室外自然地面标高至坑底分别为6.30米和4.20米；吸水井与水泵室距离为4.00米，吸水井东面有DN1820和DN2220两条管道通过，西、北面为道路和临建，水泵室东、南、西面为空旷地。
2.2 具体设计要点
水泥桩挡土墙当墙后土重度为γ，内摩擦角为φ，粘聚力为C=0，土对墙背摩擦角δ=0，水泥桩挡土墙后土表面均布荷载为q，墙高H，墙后地下水位在墙底面以上h米处，地下水位以下土重度γ1，水重度γw=10KN/m3，地下水位处土产生的主动土压力强度为бa1，则：
（1）墙底主动土压力强度：бa2=[γ（H-h）+（γ1-γw）h]tg（450-Φ/2）
（2）地下水位以上土产生的主动土压力：Ea1=1/2бa1（H-h）
（3）地下水位以下土产生主动土压力：Ea2=1/2[бa1+бa2]h
（4）地下水对墙背产生的水压力：Ew=1/2γwh2
（5）挡土墙后土表面均布荷载产生的主动土压力：Ea3=qHtg（450-Φ/2）
墙背总主动土压力：Ea=Ea1+Ea2+Ea3+Ew
挡土墙的稳定性，应符合下列要求：
（1）抗滑安全系数：K=（Gn+Eam）μ/（Eat-Gt）>=1.3
（2）抗倾覆安全系数：Kt=（Gx0+Eazxf）/Eaxzf>=1.5
Gn=Gcosα0；Gt=Gsinα0； Eat=Easin（α-α0-δ）；Ean=Eacos（α-α0-δ）； Eax=Easin（α-δ）； Eaz=Eacos（α-δ）； xf=b-zctgα； zf=z-btgα0。
式中：G-挡土墙每延米自重；x0-挡土墙重心离墙趾的水平距离；α0-挡土墙的基底倾角；α-挡土墙的墙背倾角；δ-土对挡土墙背的摩擦角；b-基底的水平投影宽度；z-土压力作用点离墙踵的高度；μ-土对挡土墙基底的摩擦系数。
该挡墙按格栅形组合，形成土、桩结合体受荷，采用9排直径为700mm水泥土桩，相邻两桩搭接度为200mm，以确保挡墙的挡水性能。经计算，桩长为8.50米，墙宽4.7米，墙顶距室外自然地面为3.00米，按1：1放坡，坡腳做砖砌明沟（500×500，i=2%）及集水井（钢筋砼井圈，Ф1000×1200）进行明沟排水；开挖边坡采用Ф100～150，长3.20米，@600mm木桩并堆砂包护坡。在吸水井基坑底做砖砌明沟及集水井进行排降水。
2.3 具体的施工过程
2.3.1 施工前的准备工作
（1）在进行正式的施工工作前，一定要仔细检查施工场内的各个角落，及时将场内的杂物清理掉，在桩位处地上地下的一些大石块、生产垃圾及树根等都要及时清除，对于场地上的一些低洼处，也一定要用粘性的土料进行填充并压实。（2）施工用料计划是施工当中各项工作都能及时得到物料补给的有效保障，因此，在正式施工前，也应编制出一套完备的施工用料计划表。（3）基坑围护不同于一般的建筑工程，在施工当中对精准度要求非常高，为了方便施工人员在施工过程当中的工作，在进行正式施工前，一般都会在施工场地标注好标高、桩位、轴线等，并在处的合适位置设计控制角桩。
2.3.2 施工设备与施工工序的安排
（1）在正式施工前，一定确保各种施工设备能够到位，常用的有：灰浆搅拌机、履带式或步履式深层搅拌机、灰浆泵等。（2）施工工序：定位→预搅下沉→喷浆搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→完成移机。
2.3.3 施工当中的施工工艺要求
（1）桩机到达标定孔后对中、操平、校正垂直度，保证塔身与地面成90度，确保桩垂直度误差在1.5‰以内。（2）待深层搅拌机冷却水循环正常后启动搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉，下沉速度由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于10A，预搅时，不宜冲水，当遇到较大硬土层下沉太慢时，可适量冲水，以利钻进。（3）待深层搅拌机下沉至一定深度时，即开始按预定掺入比和水灰比拌制水泥浆，并将水泥浆倒入备料斗备喷。（4）搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵，其出口压力保持0.4～0.6mpa，使水泥浆自动连续喷入地基，搅拌机旋喷速度控制为0.8m/min左右，当提升到达桩设计标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。（5）将喷入土体当中的水泥浆与土进行反复的搅拌，使之充分下沉到标准深度，然后再沿着桩体在基坑底下1m左右的地方进行复喷。另外，相连的桩体在进行搭接时，为了确保其整体性与防渗性，一般要求互相搭接的距离在20mm左右。（6）在所有的施工工序完成以后，一定要向集料斗中注入一定量的清水并开户灰浆泵，对管道当中的残余水泥浆及钻头沾附土进行及时高效的清理。
2.4 最终施工效果
以该深层搅拌水泥土桩围护、桩格栅结合体为参照物，如果基坑在完工后28天的正常使用过程当中没有任何明显的破损或是弯折情况，桩体本身完好，桩体的最大位移在58mm以内以及坑内的渗水量满足现场施工的要求。
结束语
随着各种高工设备与施工工艺的不断面世，深层搅拌水泥桩不仅作为一种复合地基得到了建筑业的认可，而且作为一种新型、经济的基坑围护方式，得到了广泛的应用与研究。搅拌水泥桩的使用，使得基坑围护结构与周围环境保护有效结合，成为一个统一的整体进行设计与施工，并在实际应用的过程当中得以全面控制与协调作业，不仅大大提高了基坑和周围环境的稳定性与安全性，还在一定程度上节省了工程耗时，大大降低了工程成本。
参考文献
[1]折学森，聂森堂.关于路堤下桩土复合地基沉降计算的探讨[A].中国土木工程学会第七届年会暨茅以升诞辰100周年纪念会论文集[C].1995.
[2]张志建，陈日平.深水塑料排水板施工技术与设备在某工程中的应用[A].地方水利技术的应用与实践（第3辑）[C].2005.
[3]耿飞强.丹江特大桥钻孔灌注桩施工技术[A].全国城市公路学会第十八届学术年会论文集[C].2009.
作者简介：崔丽，身份证号码：232101198602011026。
关键词：搅拌水泥桩；基坑围护；建筑施工
水泥搅拌桩适合于淤泥质土、泥炭土及粉土土质的处理，一般将其按材料的喷射状态分为湿法与干法两大类。其中，湿法所用的材料以水泥为主，充分搅拌使其分布均匀，但水泥土从浇筑到硬化所耗费的时间较长；干法所用的材料以水泥干粉为主，具有硬化耗时短，能有效提高桩间强度的特点，但其在搅拌当中的均匀性比较差，很难进行全程的复搅。
1 选择适用的土质
深层搅拌桩一般用于一些含水量比较高而且地基本身的承载能力较小（120kPa以内）的粘性土质等地基的处理。如果要用深层搅拌桩来对一些地下水具有侵蚀性或是用于泥炭土质的处理，应在处理前进行实地的试验以确定其适用性。冬季气温低，外界温度的变化也会对地基的处理工作带来一些不良的影响，所以在冬季进行试验或地基处理一定要注意温度的变化。
深层搅拌水泥土桩在进行实际地基处理的过程当中，一定要对现场土质进行复合地基载荷试验，通过实验确定地基的承载力标准，然后再进行地基处理工作。
2 工程实例
2.1 工程概况
某工程的基坑工程，其外边缘尺寸分别为49.63×5.80米和56.45×12.50米；开挖深度自室外自然地面标高至坑底分别为6.30米和4.20米；吸水井与水泵室距离为4.00米，吸水井东面有DN1820和DN2220两条管道通过，西、北面为道路和临建，水泵室东、南、西面为空旷地。
2.2 具体设计要点
水泥桩挡土墙当墙后土重度为γ，内摩擦角为φ，粘聚力为C=0，土对墙背摩擦角δ=0，水泥桩挡土墙后土表面均布荷载为q，墙高H，墙后地下水位在墙底面以上h米处，地下水位以下土重度γ1，水重度γw=10KN/m3，地下水位处土产生的主动土压力强度为бa1，则：
（1）墙底主动土压力强度：бa2=[γ（H-h）+（γ1-γw）h]tg（450-Φ/2）
（2）地下水位以上土产生的主动土压力：Ea1=1/2бa1（H-h）
（3）地下水位以下土产生主动土压力：Ea2=1/2[бa1+бa2]h
（4）地下水对墙背产生的水压力：Ew=1/2γwh2
（5）挡土墙后土表面均布荷载产生的主动土压力：Ea3=qHtg（450-Φ/2）
墙背总主动土压力：Ea=Ea1+Ea2+Ea3+Ew
挡土墙的稳定性，应符合下列要求：
（1）抗滑安全系数：K=（Gn+Eam）μ/（Eat-Gt）>=1.3
（2）抗倾覆安全系数：Kt=（Gx0+Eazxf）/Eaxzf>=1.5
Gn=Gcosα0；Gt=Gsinα0； Eat=Easin（α-α0-δ）；Ean=Eacos（α-α0-δ）； Eax=Easin（α-δ）； Eaz=Eacos（α-δ）； xf=b-zctgα； zf=z-btgα0。
式中：G-挡土墙每延米自重；x0-挡土墙重心离墙趾的水平距离；α0-挡土墙的基底倾角；α-挡土墙的墙背倾角；δ-土对挡土墙背的摩擦角；b-基底的水平投影宽度；z-土压力作用点离墙踵的高度；μ-土对挡土墙基底的摩擦系数。
该挡墙按格栅形组合，形成土、桩结合体受荷，采用9排直径为700mm水泥土桩，相邻两桩搭接度为200mm，以确保挡墙的挡水性能。经计算，桩长为8.50米，墙宽4.7米，墙顶距室外自然地面为3.00米，按1：1放坡，坡腳做砖砌明沟（500×500，i=2%）及集水井（钢筋砼井圈，Ф1000×1200）进行明沟排水；开挖边坡采用Ф100～150，长3.20米，@600mm木桩并堆砂包护坡。在吸水井基坑底做砖砌明沟及集水井进行排降水。
2.3 具体的施工过程
2.3.1 施工前的准备工作
（1）在进行正式的施工工作前，一定要仔细检查施工场内的各个角落，及时将场内的杂物清理掉，在桩位处地上地下的一些大石块、生产垃圾及树根等都要及时清除，对于场地上的一些低洼处，也一定要用粘性的土料进行填充并压实。（2）施工用料计划是施工当中各项工作都能及时得到物料补给的有效保障，因此，在正式施工前，也应编制出一套完备的施工用料计划表。（3）基坑围护不同于一般的建筑工程，在施工当中对精准度要求非常高，为了方便施工人员在施工过程当中的工作，在进行正式施工前，一般都会在施工场地标注好标高、桩位、轴线等，并在处的合适位置设计控制角桩。
2.3.2 施工设备与施工工序的安排
（1）在正式施工前，一定确保各种施工设备能够到位，常用的有：灰浆搅拌机、履带式或步履式深层搅拌机、灰浆泵等。（2）施工工序：定位→预搅下沉→喷浆搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→完成移机。
2.3.3 施工当中的施工工艺要求
（1）桩机到达标定孔后对中、操平、校正垂直度，保证塔身与地面成90度，确保桩垂直度误差在1.5‰以内。（2）待深层搅拌机冷却水循环正常后启动搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉，下沉速度由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于10A，预搅时，不宜冲水，当遇到较大硬土层下沉太慢时，可适量冲水，以利钻进。（3）待深层搅拌机下沉至一定深度时，即开始按预定掺入比和水灰比拌制水泥浆，并将水泥浆倒入备料斗备喷。（4）搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵，其出口压力保持0.4～0.6mpa，使水泥浆自动连续喷入地基，搅拌机旋喷速度控制为0.8m/min左右，当提升到达桩设计标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。（5）将喷入土体当中的水泥浆与土进行反复的搅拌，使之充分下沉到标准深度，然后再沿着桩体在基坑底下1m左右的地方进行复喷。另外，相连的桩体在进行搭接时，为了确保其整体性与防渗性，一般要求互相搭接的距离在20mm左右。（6）在所有的施工工序完成以后，一定要向集料斗中注入一定量的清水并开户灰浆泵，对管道当中的残余水泥浆及钻头沾附土进行及时高效的清理。
2.4 最终施工效果
以该深层搅拌水泥土桩围护、桩格栅结合体为参照物，如果基坑在完工后28天的正常使用过程当中没有任何明显的破损或是弯折情况，桩体本身完好，桩体的最大位移在58mm以内以及坑内的渗水量满足现场施工的要求。
结束语
随着各种高工设备与施工工艺的不断面世，深层搅拌水泥桩不仅作为一种复合地基得到了建筑业的认可，而且作为一种新型、经济的基坑围护方式，得到了广泛的应用与研究。搅拌水泥桩的使用，使得基坑围护结构与周围环境保护有效结合，成为一个统一的整体进行设计与施工，并在实际应用的过程当中得以全面控制与协调作业，不仅大大提高了基坑和周围环境的稳定性与安全性，还在一定程度上节省了工程耗时，大大降低了工程成本。
参考文献
[1]折学森，聂森堂.关于路堤下桩土复合地基沉降计算的探讨[A].中国土木工程学会第七届年会暨茅以升诞辰100周年纪念会论文集[C].1995.
[2]张志建，陈日平.深水塑料排水板施工技术与设备在某工程中的应用[A].地方水利技术的应用与实践（第3辑）[C].2005.
[3]耿飞强.丹江特大桥钻孔灌注桩施工技术[A].全国城市公路学会第十八届学术年会论文集[C].2009.
作者简介：崔丽，身份证号码：232101198602011026。