探讨：我总结的搅拌桩施工6个禁忌

搅拌桩是一种非常好的处理软土层工艺，在文章“水泥土搅拌捡屎”中有所介绍。评论区有朋友留言，希望能介绍下在复合地基中的应用。说实话，水平一般，能力有限，不敢乱说。

近日恰有朋友问，一个项目中，做的水泥搅拌桩复合地基，抽芯检测后，桩身范围内淤泥质土层段成桩效果不好，强度很低，其他土层强度较好，咨询下大概什么原因。

借此由头，查询了一些规范、手册资料，简单归纳总结一下搅拌桩施工中的一些禁忌症，和大家交流。

水泥土搅拌桩分为喷浆搅拌法（也称湿法）和喷粉搅拌法（也称干法）。所谓喷浆搅拌，就是边搅拌边喷入水泥浆，把水泥浆与土充分搅拌；喷粉搅拌，就是边搅拌边喷水泥干粉，把水泥干粉与土充分搅拌。

双轴喷浆钻机意图

单轴喷浆钻机示意图

单轴粉喷桩机示意图

规范、手册均指出，水泥土搅拌桩法适用于处理淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土（软塑、可塑）、粉土（稍密、中密）、粉细砂（松散、中密）、中粗砂（松散、稍密）、饱和黄土等土层。

但也指出，对采用水泥土搅拌桩处理地基的场地，除遵守《岩土工程勘察规范》外，还应查明地基土层的PH值、塑性指数、有机质含量、地下障碍物及软土分布情况、地下水位及流动规律等。为什么要查明这些情况呢？因为有些情况并不适合采用水泥土搅拌方法处理复合地基。如确需采用，必须通过试验确定并采取有效辅助措施。

1，处理泥炭土、有机质土不适合：软土与水泥经搅拌后的加固作用，是基于水泥和土拌合后发生的一系列物理化学反应。当利用水泥加固软土时，水泥和水作用生成的各种水化物与活性黏土颗粒发生反应，产生离子交换和团粒化作用，随着水泥水化反应深入，形成硬凝反应；同时，水泥水化物中游离的氢氧化钙吸收水中的二氧化碳反应，使土的分散程度降低、压缩性降低、强度提高、渗透性降低。

天然软土中有机质含量多少对强度影响较大，有机质会阻碍水泥水化反应，土中有机质含量由1%增大到 10%时，水泥土强度降低达30%。对高有机质含量土加固时，应掺入其他外加剂，方能收到一定的加固效果。比如在水泥中加入磷石膏，资料显示，水泥中加入5%磷石膏，水泥土强度可提高2-4倍。当然也可在此地层范围内适当提高水泥掺量，以达到理想效果。

2，处理地下水PH值小于4的酸性土和腐蚀性环境不适合：地下水PH值小于4时，水中的酸性物质与水泥发生反应；同样在含有大量硫酸盐（如海水渗入地区），硫酸盐与水泥发生反应，对水泥都有结晶性侵蚀，造成水泥出现开裂、崩解而失去强度，加固效果差。因此对于此情况，可以适当掺加白灰（比如水泥掺量的5%）调整酸碱度，使用抗硫酸盐水泥等方法，使结晶膨胀控制在一定范围内。

3，处理塑性指数（I_P）大于25的黏性土不适合：黏土塑性指数大于25，土的黏性很强，施工中搅拌头叶片极易被黏土糊死，形成泥团，无法使水泥浆与土充分拌和，也就无法提高水泥土强度。

糊钻土团

对于此情况，应调整钻头叶片、喷浆系统和施工工艺等措施。比如采取双向反向钻头、采取喷气辅助喷浆等方法。

4，处理天然含水量小于30%的土，不适合喷粉搅拌法：地基土中天然含水量小于30%时，喷粉搅拌不能使水泥充分水化，影响加固效果。应避免使用喷粉搅拌，可使用喷浆搅拌方法施工。

5，处理含大块孤石或障碍物较多的杂填土，不适合：常用的水泥土搅拌机械 多是采用双层十字杆形搅拌头，适合搅拌加固软土，但是对于块径大于100mm的石块、树根、生活垃圾等切割能力差，即便是勉强搅拌穿过障碍物，施工效率低、机械磨损大。施工前应翻槽挖除后换填素土。

二叶钻头

6，处理有流动地下水的饱和砂土，不适合：在饱和松散砂土（比如海边吹填土、受潮汐现象影响等）中施工水泥土搅拌，固化剂在尚未硬结时易被流动的地下水冲掉，加固效果受影响，质量较难控制。

另外，还要说几个施工方面的原因。主要可能存在于施工过程的偷工、减料行为，毕竟是目前施工市场赤裸裸的“最低价”价格已经到了让人不得不想歪招的地步。

偷工1，为减小施工时间，提高提升钻杆速度。喷浆型施工设备，钻轴旋转速度与提升速度无关联。资料显示，水泥浆与土在每一质点，只有搅拌20次以上，可以达到稳定加固质量，钻杆提升过快，实现不了质点搅拌20次，会降低加固质量。

搅拌次数与提升速度公式

偷工2，为减小施工时间，提高下沉钻杆速度。对于硬土层，加水可以软化地基土从而加快钻进。不严格按照水灰比配置水泥浆，且在钻进过程中任意给钻头注水，此举均会增加土的含水量，导致后期水泥土强度过低。

在复合地基中的搅拌桩水泥浆水灰比配置，一般控制在0.5-0.6，在满足水泥浆流动性基础上，尽量降低水灰比，也是为了尽量减少地基土含水量。

在止水帷幕工程中的搅拌桩，水泥浆水灰比一般控制在1.0-2.0，因为止水帷幕的质量重点不是水泥土强度，而是水泥土搅拌的均匀性、致密性，还有辅助插入型钢等加筋材料的可行性，强度不是最重要的，最重要的是不渗水。

地基土含水量与抗压强度关系

减料1，指不按设计要求投放水泥用量。加固体强度与水泥用量成正比关系。不投放设计要求的水泥用量，会降低加固强度。资料显示，水泥掺入比低于5%，起不到应有的加固作用。

减料2，随意降低水泥标号或使用不合格水泥。水泥强度提高一个标号（比如32.5提高到42.5），水泥土强度增加20%-30%。反之降低标号则会降低强度。另外，如果水泥“安定性”不合格，也是造成搅拌桩强度不够的原因，相关可参考文章“变软的搅拌桩”。

严格控制提升速度、严格遵守水泥投放量、严格进行水泥质量检验，都是保证施工质量的必要条件。

最后还有一点，水泥土增长强度过程，与混凝土不一样，比混凝土上强度要缓慢、绵长。混凝土强度一般是按照28天强度计算，水泥土在28天之后，还会持续增长。

不同龄期水泥土强度关系图

话又说到文首朋友问的问题。查询了该项目地勘报告，报告中描述其中一层“淤泥质黏土：灰色，流塑，土质不均，含有机质及贝壳碎屑，具有层理，高压缩性”、“塑性指数I_P达到20.6”，我猜，可能是有机质含量和塑性指数过大造成淤泥质土层搅拌桩体强度不够的主要原因了。

说在最后：沿海地区海相沉积的淤泥及淤泥质土层中，由于土中水及土中化学成分含其鼠及腐蚀性离子成分的含量差别很大，因此不同土层中水泥土的加固效果差异很大。有时，甚至在水泥土龄期较长的情况下，仍会出现加固体强度上不去的现象。

当芯样取出在空气中经暴露后，出现强度迅速变化增大的情况。这是对水泥土加固体尚在进行研究而当前未完全搞清的问题。

因此，即便是做了室内水泥土试验，实验结果比较理想，也要做场地试桩，以确认工艺适用性。避免大面积施工后出现承载力不合格情况，造成工期延误和其他经济损失。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012:178-187

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.复合地基技术规范[S].北京:中国计划出版社,2012:104-118

[3]龚晓南.地基处理手册（第三版）[M].北京:中国建筑工业出社,2008:465-546

[4]北京土木建筑学会.地基与基础工程施工技术措施[M].北京:经济科学出版社,2005:66-90

[5]顾晓鲁，郑刚，刘畅等.地基与基础（第四版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2019:676-679

[6]《工程地质手册编委会》.工程地质手册（第五版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2018:1162-1166

图片文字来自网络，版权归原作，如侵权联系删除。