深层搅拌法处理地基
【摘要】在工程建设过程中地质条件的情况是“随机”的，但是工程技术经过前人的实践以及如今的不断研究也得到了不断地发展。工程建设过程中常常都会遇到地基较软或者地基不稳定的情况，这就必须要对地基进行处理确保了地基足够的稳定性以及地基的质量，只有这样才能够进一步进行建设。本文主要针对工程建设过程中对于软土进行处理的深层搅拌法，软土地基的特点，加固方法的原理以及主要的两种搅拌方法施工过程进行了探讨分析。
【关键词】地基施工；深层搅拌法；水泥搅拌法；地基加固
一、前言
深层搅拌法常常都被应用到建筑工程建设的地基施工中，经过长时间的验证深层搅拌法确实能够有效加固地基，提高地基的整体性以及稳定性，也能够最大限度上减少由于地基土质不稳定导致的地基沉降。所以近年来深层搅拌法越来越多的被应用到工程建设过程中，技术也越来越成熟，其实际施工效率也在逐渐提高。可以说深层搅拌法对于地基处理而言有着极其重要的意义以及作用。
二、深层搅拌法处理地基概述
一般来说深层搅拌法适用在饱和软粘土地质条件下，因为利用水泥、石灰等材料与深层地基中的软粘土进行充分的搅拌混合能够通过一系列的作用，对原本松软、流动性强、强度低的地基起到良好的加固作用。在施工过程中水泥、石灰等作为固化剂掺入到地基土质层中，加上机械的搅拌作用就能够在粘土与固化剂充分混匀的基础上形成整体性强的地基整体，同时会具备良好的水稳定性，也能够提高地基原有的强度。利用深层搅拌法处理地基能够有效提高地基的承载力，对于防止地基沉降也能够起到有效作用。如今在高速公路边坡加固施工中也常常会使用到该技术。而深层搅拌法施工中主要就是水泥深层搅拌桩施工与石灰深层搅拌桩施工两种常用的方法。
三、软土地基特点
软粘土就是一种流塑状态的饱和粘土，一般有一些通用的性质，比如含水量大，载重的能力比较低，可压缩性又比较高。这样就给施工工作造成许多的麻烦。软土有一些基本的工程性质，在此做简要的总结：1、软土的的透水性比较低，可以说软土就没有透水性，这样就造成，很难让软土去排水凝固，所以建筑物的
沉降也是比较慢的，一般长达数十年才会反映出来。2、软土具有很强的压缩性，一半软的的压缩系数都非常的大。这样就造成了软土在受到垂直压力的时候就会有较大的沉降，特别是建筑物，在软土上就很容易出现较大的沉降。3、软土具有触变性，软土还是有固体特征的，软土一般情况都是处于一个固体性质，但是一旦遭到破坏，就会失去稳定结构，变成类似流体的状态。4、软土非常的不均匀，组成软土的颗粒不均匀，也就导致了软土的不均匀，这样的话，在软土面上建造建筑物，一旦荷载不均匀，那么就会产生差异沉降，这对于建筑物来说也是比较危险的。而且软土的沉降速度是非常快的，这种快速沉降就会造成建筑物的快速破坏。软土的产期强度不会随着时间增强，长期强度不如瞬时强度，这样的话，对建筑物的损害就不言而喻了。
四、水泥加固土的原理
使用机械将水泥等固化材料与软土进行机械搅拌混合进行地基的加固，实际上是以水泥土物理化学反应原理作为基础的，但是由于混凝土的凝结固化过程有所不同。在水泥土搅拌加固的过程中实际上水泥的量与土质原本的总量相比是非常少的，通常情况下水泥掺量只会占到加固土总质量的百分之七到十五之间。然后土质作为一种活性介质会对水泥的水解、水化反应产生一定的影响，所以整个过程所需要的时间较为漫长。
1、水泥的水解和水化作用
硅酸盐水泥的主要成分：氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫。这些氧化物又分别组成:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。用水泥加固软土时,水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应,生成氢氧化钙、含水硫酸钙、含水铝酸钙和含水铁酸钙等化合物。其中,硅酸三钙在水泥中含量最高超过百分之五十，同时决定了强度；硅酸二钙含量第二，增加后期强度；铝酸三钙水化速度快,促进早凝；铁铝酸四钙提高早期强度；而硫酸钙和铝酸三钙与水发生反应，对高含水量的软土强度增加有特殊意义。
2、粘土颗粒与水泥水化物的作用
（一）离子交换和团化作用。软粘土的颗粒与水泥之间进行离子交换的同时小颗粒的土质颗粒之间也会进行离子交换，这样就会形成更大的土质团。然后土
质团与水泥之间进行结合就会形成水泥土团并且土质之中的控制会被水泥填充，这样两者的联结体就具有了更高的强度和稳定性。
（二）凝硬反应。
水泥进入到软粘土质环境中发生水化反应并且不断深入，一段时间水化反应以后就会形成稳定的水化结晶体并且不会溶于水。混合物在空气中进一步的固结硬化从而提高了水泥的强度，增加了结构的稳定性，这样就保证了水泥土具有了良好的水稳性。
五、两种深层搅拌施工方法
1、深层的石灰搅拌桩
深层石灰搅拌桩被广泛的运用于，软土地基的处理施工当中。这种方法广发的运用于塑性指标比较高的软土地基施工，着这样的条件下，石灰的作用效果要比用水泥来固话的效果好得多，也可靠得多。深层石灰搅拌桩这种该方法，就是人共用外力强制的把石灰和软土地基中的种种土质来搅拌和混合。这样的话，石灰会和软土地基中的种种土质，物质发生化学反应，可以稳定地基，也可以增大软土地基的强度，使之满足施工要求。这种方法具有技术简单可行且经济合理的特点。这样的话，就可以有效的控制软土地基强度不够，沉降太多的问题。对整个工程都有较好的作用。
（一）材料的要求
主要是对石灰的要求。所有的石灰一定是要磨得很细的石灰，这样就可以在石灰和软土交办的过程中尽量避免桩体中石灰的凝聚。所以对实惠的选择要求就比较的高。石灰的最大粒径有一定要求，就是石灰最大粒径应＜2 mm。而且石灰的选择，必须是要无杂质的，镁和氧化钙的含量也应该是少于8.5%。石灰的储存时间也不能太长，不能超过三个月。这都是石灰选择的关键问题。
（二）施工准备工作也一定要细致，工作场地表层硬壳很薄时，就要做一些前期工作，比如就要找一些填料来先做一道铺设，通常是用砂石，这样的话才可以让重工机械能够在施工场地顺利的进行工作。合理的配置钻机，配置粉体发送器，还有空气压缩机等等。最后要确定好含灰量，确定好装机的长度截面，设置搅拌范围。
（三）施工的要点。主要就是施工过程一定要按规程来造作，从桩的对位，
到提升结束都要按顺序规程操作。也要做好人员安全工作。防止施工出现问题。
2、深层水泥搅拌桩施工
深层水泥搅拌桩的技术广泛用于淤泥，或是类似土质，还有灰炭土和粉土地基的施工。这种方法，同样是软体地基施工的主要方法之一，所以受，只要使用的合理，使用的恰当，就可以使软土硬结，提高地基强度。再用特制的深层搅拌机械做辅助，整个工程就能顺利有序的进行施工。
（一）首要的工作就是试桩。试桩是有许多的作用的，只有做好试桩工作，才能更好地确定水灰比，确定泵送时间、泵送压力，确定搅拌机提升速度、下钻速度，还有寻找到最佳的搅拌次数。这些都是工程整体施工的前提。每个标段的试桩不能少于5根，而且必须待试桩成功后，才能开始进行水泥搅拌桩整体工程的的正式施工。
（二）施工的准备。整个施工现场要做好所有的先前工作，所有的场地要整平，清除所有的障碍物，在有坑，有低洼的地方回填土作业。并且准备好合格的水泥材料。所有的工程机械都要合理的布置，还有做好开工前的准备。保证机械的性能。
（三）施工需要注意的重点。主要就是工艺流程的控制，必须按照工艺流程合理的施工。在水泥搅拌桩开钻之前要确保所有的管道都是很干净的，不能有任何的堵塞。所有的施工都要符合规范的要求。每根桩柱的水泥用量，搅拌时间等等都要严格的控制。所有的施工都必须保证以安全为前提，必须以安全为首要条件。
六、结束语
深层搅拌法在地基处理过程中已经能够起到良好的效果，但是一项技术应用的同时还必须要发展，虽然深层搅拌法的经济效益好施工效率高，但是深层搅拌法施工管理、以及施工经济性的进一步提高都还需我们进行探讨。由于未来国家发展城市建设还需要大量的工程建设项目不断推进，所以不断提高工程建设过程中每一个部分施工的质量和经济性也都是有必要、有意义的。
参考文献
[1] 黄黎明. 水泥深层搅拌法加固软土地基的承载力特性研究[D]. 天津大学 2010
[2] 王燕. 水泥土搅拌桩复合地基的分析与工程应用研究[D]. 天津大学 2008
[3] 杨华. 高速公路路堤下水泥搅拌桩承载力及沉降的研究[D]. 华东交通大学 2009
[4] 封其坚. 珠江三角洲地区软土地基水泥搅拌桩处理及其检测方法的研究
[D]. 华南理工大学 2010
[5] 秦新义. 深层搅拌桩桩加固高速铁路软土地基效果的试验研究[D]. 中国地质大学 2010
[6] 李金清. 坑中坑基坑支护设计变形计算影响因素分析[D]. 天津大学 2012
[7] 杨志锋. 预应力管桩挤土效应研究及工程实测分析[D]. 天津大学 2012
深层搅拌法处理地基
【摘要】在工程建设过程中地质条件的情况是“随机”的，但是工程技术经过前人的实践以及如今的不断研究也得到了不断地发展。工程建设过程中常常都会遇到地基较软或者地基不稳定的情况，这就必须要对地基进行处理确保了地基足够的稳定性以及地基的质量，只有这样才能够进一步进行建设。本文主要针对工程建设过程中对于软土进行处理的深层搅拌法，软土地基的特点，加固方法的原理以及主要的两种搅拌方法施工过程进行了探讨分析。
【关键词】地基施工；深层搅拌法；水泥搅拌法；地基加固
一、前言
深层搅拌法常常都被应用到建筑工程建设的地基施工中，经过长时间的验证深层搅拌法确实能够有效加固地基，提高地基的整体性以及稳定性，也能够最大限度上减少由于地基土质不稳定导致的地基沉降。所以近年来深层搅拌法越来越多的被应用到工程建设过程中，技术也越来越成熟，其实际施工效率也在逐渐提高。可以说深层搅拌法对于地基处理而言有着极其重要的意义以及作用。
二、深层搅拌法处理地基概述
一般来说深层搅拌法适用在饱和软粘土地质条件下，因为利用水泥、石灰等材料与深层地基中的软粘土进行充分的搅拌混合能够通过一系列的作用，对原本松软、流动性强、强度低的地基起到良好的加固作用。在施工过程中水泥、石灰等作为固化剂掺入到地基土质层中，加上机械的搅拌作用就能够在粘土与固化剂充分混匀的基础上形成整体性强的地基整体，同时会具备良好的水稳定性，也能够提高地基原有的强度。利用深层搅拌法处理地基能够有效提高地基的承载力，对于防止地基沉降也能够起到有效作用。如今在高速公路边坡加固施工中也常常会使用到该技术。而深层搅拌法施工中主要就是水泥深层搅拌桩施工与石灰深层搅拌桩施工两种常用的方法。
三、软土地基特点
软粘土就是一种流塑状态的饱和粘土，一般有一些通用的性质，比如含水量大，载重的能力比较低，可压缩性又比较高。这样就给施工工作造成许多的麻烦。软土有一些基本的工程性质，在此做简要的总结：1、软土的的透水性比较低，可以说软土就没有透水性，这样就造成，很难让软土去排水凝固，所以建筑物的
沉降也是比较慢的，一般长达数十年才会反映出来。2、软土具有很强的压缩性，一半软的的压缩系数都非常的大。这样就造成了软土在受到垂直压力的时候就会有较大的沉降，特别是建筑物，在软土上就很容易出现较大的沉降。3、软土具有触变性，软土还是有固体特征的，软土一般情况都是处于一个固体性质，但是一旦遭到破坏，就会失去稳定结构，变成类似流体的状态。4、软土非常的不均匀，组成软土的颗粒不均匀，也就导致了软土的不均匀，这样的话，在软土面上建造建筑物，一旦荷载不均匀，那么就会产生差异沉降，这对于建筑物来说也是比较危险的。而且软土的沉降速度是非常快的，这种快速沉降就会造成建筑物的快速破坏。软土的产期强度不会随着时间增强，长期强度不如瞬时强度，这样的话，对建筑物的损害就不言而喻了。
四、水泥加固土的原理
使用机械将水泥等固化材料与软土进行机械搅拌混合进行地基的加固，实际上是以水泥土物理化学反应原理作为基础的，但是由于混凝土的凝结固化过程有所不同。在水泥土搅拌加固的过程中实际上水泥的量与土质原本的总量相比是非常少的，通常情况下水泥掺量只会占到加固土总质量的百分之七到十五之间。然后土质作为一种活性介质会对水泥的水解、水化反应产生一定的影响，所以整个过程所需要的时间较为漫长。
1、水泥的水解和水化作用
硅酸盐水泥的主要成分：氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫。这些氧化物又分别组成:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。用水泥加固软土时,水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应,生成氢氧化钙、含水硫酸钙、含水铝酸钙和含水铁酸钙等化合物。其中,硅酸三钙在水泥中含量最高超过百分之五十，同时决定了强度；硅酸二钙含量第二，增加后期强度；铝酸三钙水化速度快,促进早凝；铁铝酸四钙提高早期强度；而硫酸钙和铝酸三钙与水发生反应，对高含水量的软土强度增加有特殊意义。
2、粘土颗粒与水泥水化物的作用
（一）离子交换和团化作用。软粘土的颗粒与水泥之间进行离子交换的同时小颗粒的土质颗粒之间也会进行离子交换，这样就会形成更大的土质团。然后土
质团与水泥之间进行结合就会形成水泥土团并且土质之中的控制会被水泥填充，这样两者的联结体就具有了更高的强度和稳定性。
（二）凝硬反应。
水泥进入到软粘土质环境中发生水化反应并且不断深入，一段时间水化反应以后就会形成稳定的水化结晶体并且不会溶于水。混合物在空气中进一步的固结硬化从而提高了水泥的强度，增加了结构的稳定性，这样就保证了水泥土具有了良好的水稳性。
五、两种深层搅拌施工方法
1、深层的石灰搅拌桩
深层石灰搅拌桩被广泛的运用于，软土地基的处理施工当中。这种方法广发的运用于塑性指标比较高的软土地基施工，着这样的条件下，石灰的作用效果要比用水泥来固话的效果好得多，也可靠得多。深层石灰搅拌桩这种该方法，就是人共用外力强制的把石灰和软土地基中的种种土质来搅拌和混合。这样的话，石灰会和软土地基中的种种土质，物质发生化学反应，可以稳定地基，也可以增大软土地基的强度，使之满足施工要求。这种方法具有技术简单可行且经济合理的特点。这样的话，就可以有效的控制软土地基强度不够，沉降太多的问题。对整个工程都有较好的作用。
（一）材料的要求
主要是对石灰的要求。所有的石灰一定是要磨得很细的石灰，这样就可以在石灰和软土交办的过程中尽量避免桩体中石灰的凝聚。所以对实惠的选择要求就比较的高。石灰的最大粒径有一定要求，就是石灰最大粒径应＜2 mm。而且石灰的选择，必须是要无杂质的，镁和氧化钙的含量也应该是少于8.5%。石灰的储存时间也不能太长，不能超过三个月。这都是石灰选择的关键问题。
（二）施工准备工作也一定要细致，工作场地表层硬壳很薄时，就要做一些前期工作，比如就要找一些填料来先做一道铺设，通常是用砂石，这样的话才可以让重工机械能够在施工场地顺利的进行工作。合理的配置钻机，配置粉体发送器，还有空气压缩机等等。最后要确定好含灰量，确定好装机的长度截面，设置搅拌范围。
（三）施工的要点。主要就是施工过程一定要按规程来造作，从桩的对位，
到提升结束都要按顺序规程操作。也要做好人员安全工作。防止施工出现问题。
2、深层水泥搅拌桩施工
深层水泥搅拌桩的技术广泛用于淤泥，或是类似土质，还有灰炭土和粉土地基的施工。这种方法，同样是软体地基施工的主要方法之一，所以受，只要使用的合理，使用的恰当，就可以使软土硬结，提高地基强度。再用特制的深层搅拌机械做辅助，整个工程就能顺利有序的进行施工。
（一）首要的工作就是试桩。试桩是有许多的作用的，只有做好试桩工作，才能更好地确定水灰比，确定泵送时间、泵送压力，确定搅拌机提升速度、下钻速度，还有寻找到最佳的搅拌次数。这些都是工程整体施工的前提。每个标段的试桩不能少于5根，而且必须待试桩成功后，才能开始进行水泥搅拌桩整体工程的的正式施工。
（二）施工的准备。整个施工现场要做好所有的先前工作，所有的场地要整平，清除所有的障碍物，在有坑，有低洼的地方回填土作业。并且准备好合格的水泥材料。所有的工程机械都要合理的布置，还有做好开工前的准备。保证机械的性能。
（三）施工需要注意的重点。主要就是工艺流程的控制，必须按照工艺流程合理的施工。在水泥搅拌桩开钻之前要确保所有的管道都是很干净的，不能有任何的堵塞。所有的施工都要符合规范的要求。每根桩柱的水泥用量，搅拌时间等等都要严格的控制。所有的施工都必须保证以安全为前提，必须以安全为首要条件。
六、结束语
深层搅拌法在地基处理过程中已经能够起到良好的效果，但是一项技术应用的同时还必须要发展，虽然深层搅拌法的经济效益好施工效率高，但是深层搅拌法施工管理、以及施工经济性的进一步提高都还需我们进行探讨。由于未来国家发展城市建设还需要大量的工程建设项目不断推进，所以不断提高工程建设过程中每一个部分施工的质量和经济性也都是有必要、有意义的。
参考文献
[1] 黄黎明. 水泥深层搅拌法加固软土地基的承载力特性研究[D]. 天津大学 2010
[2] 王燕. 水泥土搅拌桩复合地基的分析与工程应用研究[D]. 天津大学 2008
[3] 杨华. 高速公路路堤下水泥搅拌桩承载力及沉降的研究[D]. 华东交通大学 2009
[4] 封其坚. 珠江三角洲地区软土地基水泥搅拌桩处理及其检测方法的研究
[D]. 华南理工大学 2010
[5] 秦新义. 深层搅拌桩桩加固高速铁路软土地基效果的试验研究[D]. 中国地质大学 2010
[6] 李金清. 坑中坑基坑支护设计变形计算影响因素分析[D]. 天津大学 2012
[7] 杨志锋. 预应力管桩挤土效应研究及工程实测分析[D]. 天津大学 2012