基于水泥土搅拌桩的建筑软土地基加固技术探讨

摘要：为解决软土地基在建筑工程中所面临的稳定性和承载力不足问题，本文首先分析了建筑工程软土地基加固的应用原理，在此基础上，着重探讨了基于水泥土搅拌桩的建筑软土地基加固技术的具体应用，希望能为相关领域人员提供一定参考。

关键词：建筑工程；软土地基；水泥搅拌桩；加固

一、水泥土搅拌桩技术的基本原理

水泥土搅拌桩技术的原理基于土壤改良的概念，其核心在于通过物理和化学作用改善软土地基的工程性质。该技术通过特制的深层搅拌机械，将水泥等胶凝材料与软土在地基深处进行强制搅拌混合，形成具有较高强度和良好变形特性的水泥土搅拌桩。这一过程不仅涉及物理上的混合，还包括化学反应，即水泥与软土中的水分发生水化反应，生成水化硅酸钙等胶凝物质，这些物质在土颗粒间形成网状结构，增强了土体的凝聚力和内摩擦角，从而显著提高了地基的承载力和抗剪强度^[1-2]。水泥土搅拌桩的施工过程中，搅拌机械的钻杆在地基中旋转并向下推进，同时向土体中注入水泥浆。水泥浆与土体混合后，水泥颗粒逐渐水化，形成胶结体，这些胶结体填充在土颗粒间的孔隙中，减少了孔隙率，增加了土体的密实度，达到加固的作用。

二、水泥土搅拌桩的建筑软基加固的应用

（一）水泥浆配制

水泥浆的制备是一个基本步骤，直接影响到粉喷桩的成形和增强效果。配置的参数比例、流动性、凝结时间及强度等特征均须满足特定工程需求及地质情况。水泥砂浆的制备涉及到水泥、水、添加剂等原材料的选用以及配比的调控，从而保证水泥浆在搅拌时，能够有效使其与地基土完全混匀，从而构成一种综合性能优良、耐久稳定的支护桩结构^[3]。为提高其性能，在配制时，通过掺加减水剂、缓凝剂、膨胀剂等，可有效地改善其工作特性，并可使其具有更长的工作寿命，从而增强其均匀度和耐久性。水泥砂浆在生产中应严格掌握配料的称量精度、拌和均匀性以及混合时间，以防止由于人为原因引起的水泥浆的性质变化。由于水泥浆的性能决定着整个工程的整体性能及整体的力学性能，所以在进行工程实施之前，应对其开展严格的测试与参数优化调整，以便得到最优的配合比，常用的水泥浆配比参数的范围如下表所示。

表1水泥土搅拌桩配比参数主要范围

（二）搅拌桩钻孔

在水泥土搅拌桩施工工艺中，灌注桩成孔是一个非常重要的工序，必须根据设计及工程实际情况，对成孔的埋深、孔径等进行合理的设计。为防止因制孔误差而引起的桩位偏离，既影响搅拌桩受力均匀，又会对整体基础的整体稳定及承载能力产生不利影响，必须依据地层的物性及施工规模，选用合适的钻机。在软弱地层中，钻机的稳定与钻进压力的控制显得尤其重要，因为过度的钻进会引起地层的干扰，从而影响成形，而太小又会造成成孔深度不够，达不到设计要求^[4]。为此，在钻孔之前，必须先在同类地质环境下进行施工试验，以便得到最为合适的钻孔压力及速度。另外，在钻孔时要注重对土体进行防护，防止对周边环境产生不利影响。在软弱地层中，由于施工过程中会导致地层产生水平移动及地表下沉，为此，可采用防护桩或采用泥浆护壁等方法来减小对周边土壤的影响，保障钻孔质量。

（三）预搅拌浆下沉注浆

这一工序主要作用是通过钻出的孔洞向软弱地层中灌注水泥浆液，从而在土体内部得到一种既能满足工程需要的加固强度、又有理想的抗变形性能的混凝土桩。在搅拌机进行钻探的过程中，用高压泵送设备向土壤中均匀地灌注预先制备好的水泥浆。其中，灌浆压力的调控是一个非常重要的问题，高的注浆压力容易引起地基的损伤，小的又不能确保浆液和地基的充分搅拌。在实际工程中，要结合工程实际情况，合理地调节灌浆压力，使其达到理想的灌浆效果。在进行施工时，应依据搅拌设备的搅拌速率及浆液的流动性，对灌浆速率进行适当的调控，以保证浆液与地基之间的充分混合，达到理想的加固效果。

（四）成桩质量控制

水泥搅拌桩施工过程中，成桩质量的监控是施工过程中最关键的一步，其关键是保证每个桩都满足设计指标，为整体施工奠定基础。在成桩过程中，既要考虑其自身的理化特性，又要考虑其整体性、连续性和完整性。灌注桩的垂直度是施工过程中必须注意的问题，为了保证搅拌桩的准确位置及竖向钻进，必须使用高精度的定位装置（如图1）。其次，施工过程中还要注意搅拌充分，不均匀搅拌会引起局部应力集中，进而对整体结构产生不利影响。在施工过程中，必须充分搅拌，将水泥浆材料充分结合在一起，以保证其成为一个完整的网络。为此，必须对搅拌设备的转速及灌浆量进行精确的控制，使其与地基进行完全的混合，并使其成为一种均匀、连续的加固体。在施工完成后，可通过超声测试装置或钻井采样法，对搅拌桩的大小、深度及均匀度进行评价。成桩后的质量检测是质量控制的收尾阶段，这一阶段包括对搅拌桩的强度、弹性模量和渗透性等指标的测试。这些测试通常采用现场钻芯取样和实验室测试相结合的方法进行，以评估搅拌桩的实际性能是否达到设计要求。此外，还可以采用非破坏性测试技术，如电阻率测量或地震波速度测试，来评估搅拌桩的整体质量。

图1 水泥土搅拌桩的定位垂直钻孔

三、结语

综上，在建筑工程领域，软土地基因其特殊的地质性质而成为结构设计和施工中的一大挑战，其低强度和高压缩性往往导致建筑物沉降不均、承载力不足，甚至引发结构破坏，因此对软土地基进行有效加固显得尤为重要。水泥土搅拌桩技术作为一种新兴的地基加固方法，因其施工简便、成本相对较低、环境影响小等优势，近年来在工程实践中得到了广泛应用。该技术通过在软土地基中搅拌注入水泥浆，形成具有较高强度和良好变形特性的水泥土搅拌桩，从而显著提升地基的承载能力和稳定性。

文章来源：《产品可靠性报告》 https://www.zzqklm.com/w/kj/32519.html