4.11.1 特点及适用范围
水泥土搅拌桩（又称深层搅拌桩）地基是利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部，就地将软土和固化剂（浆体或粉体）强制拌合，利用固化剂和软土发生物理、化学反应，使其凝结成具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥加固体，与天然地基一起形成复合地基。
1水泥土搅拌桩的特点是：在地基加固过程中无扰动、无噪声，对环境无污染；对土无侧向挤压，对邻近建筑物影响很小；可按建筑物要求作成柱状、壁状、格栅状和块状等加固形状；可有效地提高地基强度（当水泥掺量为8％和10％时，加固体强度分别为0. 24MPa和0. 65MPa，而天然软土地基强度仅0. 006MPa）；同时施工期短，造价低，效益显著。
2适用范围：水泥土搅拌桩适用于加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力不大于120kPa的勃性土地基，对超软土效果更为显著。多用于墙下条形基础、大面积堆料厂房或地块的地基；在深基坑开挖时用于坑壁及边坡支护、坑底抗隆起加固或作止水帷幕墙等。 4.11.2 施工准备 4.11.2.1 技术准备 1设计：
(1) 固化剂宜选用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%～12%，其余宜为12%～20%。湿法的水泥浆水灰比可选用。0.45～0.55。外加剂可根据工程需要和土质条件选用具有
早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料，但应避免污染环境。 (2) 水泥土搅拌桩的设计，主要是确定搅拌桩的置换率和长度。竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定，并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层；为提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩，其桩长应超过危险滑弧以下2m。
湿法的加固深度不宜大于20m，干法不宜大于15m。水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。
(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或多桩复合地基荷载试验确定。
(4) 单桩竖向承载力特征值应通过现场荷载试验确定。初步设地时可按式(4.11.2.1-1)估算。并应同时满足式(4.11.2.1-2)的要求，应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于（或等于）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力：
RaupqsiliaqpApi1n(4.11.2.1-1)
Ra=ηfcuAp (4.11.2.1-2)
式中 fcu ——与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固 块（边长为70.7mm的立方体，
也可采用边长为50mm的立方体）在标注养护条件下90d龄期
的立方
体抗压强度平均值（kPa ）；
η——桩身强度折减系数，干法可取0.20～0.30；湿可可取0.25～0.33； μp——桩的周长(mm)；
lsi ——桩周第1层土的侧阻力特征值。对淤泥可取4～7kPa；对淤泥质土可取6～
12kPa；对软塑状态的黏性土可取10～15kPa；对可塑状态的黏性土可以取
12～18kPa；
li ——桩长范围内第1层土的厚度(m)；
qp ——桩端地基土未经修正的承载力特征值(kPa ),可按现行国家标准《建筑地
基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定确定；
α——桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.4～0.6，承载力高时取低值。
（5） 竖向承载搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度可取200～300mm。其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒经不宜大于20mm。
（6） 竖向承载搅拌复合地基中的桩长超过10m时，可采用变掺量设计。在全桩水泥掺量不变的前提下，桩身上部1/3桩长范围内可适当增加水泥掺量及搅拌次数；桩身下部1/3桩长范围内可适当减少水泥掺量。
（7） 竖向承载搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力和变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固形式。桩可只在基础平面范围内布置，独立基础下的桩数不宜少于3根。柱状加固可采用正方形、等边
三角形等布桩形式。
（8） 当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定进行下卧层承载力验算。
（9） 竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层的平均压缩变形s1与桩端下未加固土层的压缩变形s2：
搅拌桩复合土层的压缩变形s1可按式(4.11.2.1-3)、式(4.11.2.1-4)计算：
s1(pzpz1)l2Esp (4.11.2.1-3)
Esp = mEp \\ +(1-m)Es (4.11.2.1-4)
式中 pz——搅拌桩复合土层顶面的附加压力值(kPa )； pz1——搅拌桩复合土层底面的附加压力值(kPa )； Esp——搅拌桩复合土层的压缩模量(kPa )；
Ep ——搅拌桩的压缩模量，可取(100～120)fcu (kPa )。对桩较短或桩身强度较低者
可取低值，反之可取高值；
s
E——桩间土的压缩模量(kPa )。
桩端以下未加固土层的压缩变形S2可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定进行计算。
2 沉层搅拌机定位时，必须经过技术复核确保定位准确，必要时请监理人员进行轴线定位验收。
3 施工前应标定搅拌机械的灰浆输送量、灰浆输送管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数，并根据设计通过试验确定搅拌桩材
料的配合比。
4 编制施工方案和技术交底。
4.11.2.2 材料准备
1 水泥：强度等级为32. 5级的普通硅酸盐水泥，要求无结块。 2 砂子：用中砂或粗砂，含泥量小于5％。
3 外加剂：塑化剂采用木质素磺酸钙，促凝剂采用硫酸钠、石膏、氯化钙、三乙醇胺等，应有产品出厂合格证，掺量通过试验确定。 4.11.2.3 主要机具
深层搅拌机，起重机，灰浆搅拌机，灰浆泵，冷却泵，机动翻斗车，导向架，集料斗，磅秤，提速测定仪，电气控制柜，铁锹，手推车等。常用深层搅拌机主要性能见表4.11.2.3。
表4.11.2.3 常用深层搅拌机技术性能
型 号 性 能 电机功率（kW) 额定电流(A) 搅拌轴转数（r/min) 额定扭矩（N·m) 搅拌轴数量（根） 搅拌头距离(mm) 2×30 46 2 2×30 2×60 43 2 × 6400 2 515 700 0.71 2×40 2×75 43 2×8500 2 515 700 0.71 28、50、92 500 SJB-1 SJB30 SJ B40 GPP-5 搅拌头直径(mm) 700～800 一次处理面积（m2） 0.71-0.88 加固深度(m) 外形尺寸（主机）12 10～12 950 × 482 15～18 12.5 950 × 482 4140 × 2230 × × 1737 2. 45 15490 (mm) 总重量（主机）（t) 最大送粉量 (kg/min) 储料量(kg) 给料方式（叶轮压 送式） 送料管直径(mm) 最大送粉压力 （MPa ) 11.2.4 作业条件
1 施工场地应先整平，清除桩位处地上、地下一切障碍物，场地低洼处用勃性土料回填夯实，不得用杂填土回填。
2 设备开机前应经检修、调试，检查桩机运行和输料管畅通情况。 3 开工前应检查水泥及外加剂的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度（主要是水泥浆流量计和其他计量装置）。 4.11.3 材料质量控制
1 施工所用水泥，必须经强度试验和安定性试验合格后才能使用。 2 所用砂子必须严格控制含泥量。
3 外加剂：塑化剂采用木质素磺酸钙，促凝剂采用硫酸钠、石膏、氯化钙、
0.5 50 200 100 4. 5 × 1617 2. 25 三乙醇胺等，应有产品出厂合格证，掺量通过试验确定。 4.11.4 施工工艺 4.11.4.1 工艺流程
地上（下）障碍物清除→深层搅拌机定位、调平→预搅下沉至设计加固深度→配制水泥浆（粉）→边喷浆（粉）边搅拌提升至预定的停浆（灰）面→重复搅拌下沉至设计加固深度→根据设计要求，喷浆（粉）或仅搅拌提升至预定的停浆（灰）面→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩 4.11.4.2 施工要点
1 施工时，先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将储料罐砂浆泵与深层搅拌机接通，开通电动机，搅拌机叶片相向而转，借设备自重，以0.38～0.75m/min的速度沉至要求的加固深度；再以0.3～0.5m/min的均匀速度提起搅拌机，与此同时开动砂浆泵，将砂浆从深层搅拌机中心管不断压人土中，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直到提至地面，即完成一次搅拌过程。用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆上升，即完成一根柱状加固体，外形呈8字形（轮廓尺寸：纵向最大为1.3m，横向最大为0.8m)，一根接一根搭接，相搭接宽度宜大于l00mm,以增强其整体性，即成壁状加固，几个壁状加固体连成一片，即成块状。
2 搅拌桩的桩身垂直偏差不得超过1.5％，桩位的偏差不得大于50mm,成桩直径和桩长不得小于设计值。当桩身强度及尺寸达不到设计要求时，可采用复喷的方法。搅拌次数以一次喷浆、一次搅拌或二次喷浆、三次搅拌为宜，且最后一次提升搅拌宜采用慢速提升。
3 水泥土搅拌桩施工工艺由于湿法（喷浆）和干法（喷粉，又称粉喷桩）的施工设备不同而略有差异。 （1) 湿法作业：
1) 所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制
水泥浆液的罐数、水泥和外加剂用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录；喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。 2) 施工时，设计停浆面一般应高出基础底面标高0. 5m,在基坑开挖时，应将高出的部分挖去。
3) 施工时，因故停喷浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0. 5m,待恢复供浆时，再喷浆提升。若停机时间超过3h,应清洗管路。
4) 壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h,如间歇时间过长，应采取钻孔留出桦头或局部补桩、加桩等措施。
5) 搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，并应有专人记录。
6) 当水泥浆液到达出浆口后应喷浆搅拌30s,在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。
7) 搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。
8) 每天加固完毕，应用水清洗贮料罐、砂浆泵、深层搅拌机及相应管道，以备再用。
（2）干法作业：
1) 喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气（粉）管路、接头和阀门的密封性、可靠性。送气（粉）管路的长度不宜大于60m.
2) 水泥土搅拌法（干法）喷粉施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪。
3）搅拌头每旋转一周，其提升高度不得超过16mm。 4)搅拌头的直径应定期复核检查，其磨耗量不得大于l0mm。
5)当搅拌头到达设计桩底以上1. 5m时，应即开启喷粉机提前进行喷粉作业。当搅拌头提升至地面下500mm时，喷粉机应停止喷粉。
6)成桩过程中因故停止喷粉，应将搅拌头下沉至停灰面以下lm处，待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。
7)在地基土天然含水量小于30％土层中喷粉成桩时，应采用地面注水搅拌工艺。
4 质量控制要点：
(1)施工前应检查水泥及外加剂的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备（主要是水泥浆流量计及其他计量装置）完好程度。
(2)施工中，应检查机头提升速度、水泥浆或水泥注人量、搅拌桩的长度及标高。
(3)施工结束后，应检查桩体强度、桩体直径及地基承载力。
(4)进行强度检验时，对承重水泥土搅拌桩应取god后的试件；对支护水泥土搅拌桩应取28d后的试件。 4.11.5 成品保护措施
1搅拌桩施工完毕，应养护14d以上才可开挖。基坑基底标高以上300mm,应采用人工开挖。
2桩头挖出后，应禁止机械在其上行走，防止桩头被破坏，并应尽快进行下道工序的施工。 4.11.6 安全、环保措施
1施工机械、电气设备、仪表仪器等在确认完好后方准使用，并由专人负责使用。
2深层搅拌机的人土切削和提升搅拌，当负荷太大及电机工作电流超过预定值时，应减慢升降速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能启动电机。
3施工场地内一切电源、电路的安装和拆除，应由持证电工专管，电器必须严格接地接零和设置漏电保护器，现场电线、电缆必须按规定架空，严禁拖地和乱拉、乱搭。
4所有机器操作人员必须持证上岗。‘
5施工场地必须做到无积水，深层搅拌机行进时必须顺畅。
6水泥堆放必须有防雨、防潮措施，砂子要有专用堆场，防止污染。 4.11.7质量标准
水泥土搅拌桩地基质量检验标准应符合表4.11.7的规定。
表4.11.7水泥土搅拌桩地基质量检验标准
允许偏差或允许值 项 序 检查项目 单位 水泥及外掺剂质1 量 主控项目 2 水泥用量 3 桩体强度 4 地基承载力 参数指标 设计要求 设计要求 续表4.11.7
设计要求 检 查看流量计 按规定方法 按规定方法 数值 查产品合格证书或抽样送检查方法 允许偏差或允许值 项 序 检查项目 单位 机头提升速1 度 2 桩底标高 mm ±200 +100 3 桩顶标高 一般项目 4 桩位偏差 5 桩径 6 垂直度 7 搭接 4.11.8 质量验收
4.11.8.1 检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。 4.11.8.2 检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。 4.11.8.3 质量验收记录： 1 地质勘察报告；
2 水泥、外加剂出厂合格证和复试报告；
3 施工记录（包括提升速度、复搅次数、喷浆、粉量等）； 4 桩体强度检验报告； 5 地基承载力检验报告；
6 检验批验收记录，按表4. 11.8.3“水泥土搅拌桩地基工程检验批质量验收记录表”填写。
mm ％ mm mm —50 人） ＜50 用钢尺量 测机头深度 水准仪（最上部500mm不计m/min ≤0. 5 量机头上升距离及时间 数值 检查方法 ≤0. 04D 用钢尺量，D为桩径 ≤1.5 ＞200 经纬仪 用钢尺量 表4.11.8.3 水泥土搅拌桩地基工程检验批质量验收记录表
GB 50202—2002
单位（子单位）工程名 称 分部（子分部）工程名 称 施工单位 项目经理 分包项目经分包单位 理 施工执行标准名称及编 号 施工单位检 监理（建设）单位 施工质量验收规范的规定 查评定记录 1 水泥及外掺剂质量 主控 项目 2 水泥用量 3 桩体强度 4 地基承载力 机头提升速度1 一般 项目 (m/min) 2 桩底标高(mm) 3 桩顶标高（mm) ±200 一100，一50 ≤0. 5 设计要求 参数指标 设计要求 设计要求 验收记录 验收部位 4 桩位偏差（mm) 5 桩径 6 垂直度（％） 7 搭接（mm) 施工单位检 查评定结果 专业工长（施工员） ＜50 ≤0. 04D ≤1.5 ＞200 施工班组长 项目专业质量检查员： 年 月 日 监理（建设）单位 专业监理工程师（建设单位项目专业技术负责人）：年
验收结论 月 日
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