深层搅拌法在建筑工程中的运用

张成

【摘要】本文结合工程案例，简要阐述深层搅拌法的原理，试用范围，施工工序，优缺点。

【关键词】深层搅拌法；原理；适用范围；施工工序；优缺点

深层搅拌法是利用石灰、水泥等材料作为固化剂，通过特有的深层搅拌机械，在土层内一边钻进一边喷射固化剂，经钻头旋转搅拌，使固化剂与软土强行搅拌在一起，从而形成抗压强度较高，整体性较好的复合地基。深层搅拌法常用于水利、市政、工程建筑中，因为其施工相对简便，工期短，成本相對较低等特点，常在工程建筑中作为基础加固处理。

1、案例

某小区建筑工程，19#为多层建筑（共6层），框架结构。19#楼与地下室最近距离为3.65m，其中19#基地标高为42.1，地下室基地标高为41.15，基础埋深为-8.3。考虑到一期预售和现场实际情况，所以19#优先地下室进行动工，并且19#楼回填土较深，待19#结构封顶后进行二期地下室施工。另外考虑到地下室比19#低95cm，担心在地下室土方开挖中对19#基础存在扰动，故经多方研究决定采用深层搅拌桩对19#基础进行加固处理。

2、深层搅拌法原理

深层搅拌法适用于加固饱和粘性土和粉土等地基。利用水泥或石灰等原材料作为固化剂通过特定的搅拌机械，就地将软土和固化剂进行强行搅拌，使土体结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。

本工程采用水泥与软土进行强行搅拌。

3、物理特点

一般来说，水泥土的无侧限抗压强度在0.3～3.0MPa之间，比天然软土强度提高数十倍到数百倍，在砂层可高达5.0MPa以上的，它受很多因素影响。

3.1土质。初始性质较好的土，加固后强度增量较大，初始性质较差的土，加固后强度增量较小。水泥土的强度与土的含砂量有关，当含砂量为40%～60%时，加固土强度达最大值。在加固软粘土时，若在固化剂中掺加适量的细砂，既可提高加固土的强度，又可节约水泥用量。由于本工程中回填土较厚，故在机械搅拌过程中，在水泥中加入适量的细砂形成水泥砂浆液，从而提高搅拌桩的自身强度。

3.2龄期。水泥土的抗压强度随其加固龄期而增长。我国《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）规定，取90d龄期试块的无侧限抗压强度为加固土强度标准值。一般情况下，7d、28d、90d的水泥土强度之间有如下近似关系：qu（28d）≈1.49qu（7d）；qu（90d）≈1.97qu（7d）；qu（90d）≈1.32qu（28d）。

3.3水泥掺入比。水泥掺入比通常指水泥掺入重量与被加固土天然湿容重的比（%）。

在实际应用中，当水泥掺入比小于7%时，加固效果往往不能满足工程要求，而当掺入比大于15%时，加固费用偏高。因此，我国《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）规定水泥的掺入比以7%-10%为宜。对含水率大于100%的土及孔隙率较大的杂填土，常采用较高的水泥掺入比。

4、适用范围

深层搅拌法适用于加固淤泥质土，含水量较大，回填土较厚且地基承载力较小的粉质粘土，沙土等软土地基。主要用于建筑物或构筑物加固软土地基，增大土体的抗剪强度。另外在搅拌桩中加入型钢，可以增大围护结构的刚度，用于深基坑土方开挖。

5、施工工序

5.1准备阶段

5.1.1现场整平。由于19#楼与地下室之间存在较深的回填土，土质较软，为了便于机械施工和移动，所以在机械进场前，现场整平夯实，并在地面铺设10cm的细石垫层。

5.1.2施工备料。选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，由于该品种水泥相对来说凝结硬化快，抗冻性较好等优点，故在地基加固过程中具有较好的优势。

5.1.3机械安装及调试。深层搅拌机组装，水泥浆液制备系统安装以及进出口处的连接。在机械组装完成后进行调试，注意观察搅拌轴旋转速度，输送浆液管及供水管畅通等。

5.1.4施工放线。定位桩位中心点，打木桩做出标记，从零点桩开始，沿施工方向每50米拉线放样，拉线确定施工方向，并在放样处依次标定桩位。

5.2施工阶段

5.2.1设备安装到位。为确保机械施工中不过大振动偏位，所以机械应加固牢靠。

5.2.2搅拌桩机定向移动，调平主机，钻头对准孔位。

5.2.3启动深层搅拌机械，进行钻进作业，钻进过程中为防止喷射口堵塞，应适当喷浆，同时减小负载扭矩。

5.2.4喷浆搅拌。搅拌机向下钻进过程中，连续喷入水泥浆液，在到设计桩长位置时，原地搅拌一分钟，在匀速提升，避免底部搅拌不匀。

5.2.5提升喷浆搅拌，再重复搅拌，待钻头提升至桩顶30cm时，停止喷浆。

5.2.6成桩完成，接着进行另一桩体施工。

6、优缺点

6.1优点

6.1.1充分利用原土。因为搅拌机械直接深入土层进行施工，所以避免了常规施工开挖土方，大大的降低了施工成本和安全隐患。

6.1.2搅拌时噪音相对较小，对临近建筑物或构筑物影响较小。

6.1.3桩体形式灵活多变。可采用柱状、壁状、块状等形式，根据成本和作用等方面选择适用的桩体形式。

6.1.4与普通钢筋混凝土桩相比，既可以节约原材料，也降低了钢材的使用。

6.1.5相对来讲施工简便，施工速度快，所以最大限度的降低管理成本。

6.1.6利用机械代替人工，提高了效能，降低人工成本。

6.2缺点

6.2.1由于深层搅拌桩是地下隐蔽施工工程，所以在施工中不利于质量控制，很容易存在搅拌不匀导致桩体强度达不到设计要求。

6.2.2不易控制桩位偏差。搅拌成桩过程中，由于机械加固不牢，机械振动使桩体偏位。

6.2.3易造成成本浪费。可能局部土层存在坚硬物质，导致搅拌桩未到设计桩长位置，便停止作业，导致浪费。

6.2.4检测困难。因为常规情况下取样轻便触探检测，可能存在局部底下环境复杂，比如土层存在渗水，使该处桩体达不到设计强度。

结语：

深层搅拌法不但可以作为基础加固处理，还具有支护和止水的作用。但由于深层搅拌法的局限性，该种方法相对而言在较深基坑开挖中不被广泛采用。所以对深层搅拌法的深入研究，对建筑工程、水利及市政工程具有长远的指导意义。

参考文献：

[1]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）.

[2]胡同安，黄新，刘毅.深层搅拌法的工程实践[J].工业建筑，1994.（09）.

[3]陈磊.深层搅拌法处理地基[J].建井技术，1999.（08）.

[4]林其乐.深层搅拌法处理海相淤泥质软土效果研究[J].低温建筑技术.2014（09）.