深层搅拌法        (deep mixing method)

使用深层搅拌机械，在地层深处将软土和固化剂强制搅拌在一起，使软土硬结成具有足够强度的地基处理方法。采用水泥浆作固化剂，由于形成的加固体是柱状，故又称“水泥土搅拌桩”。此法具有施工无振动、无噪声、加固费用低等优点。

简史         二次世界大战以后，美国研制出就地搅拌桩(MTPI法)，使用空气压缩机从不断旋转的中空轴端部向周围被搅松的土中压入水泥浆，经叶片的搅拌而形成水泥土桩。1953年日本引进这项技术，1967年日本研制出石灰搅拌机，1974年又研制出水泥搅拌机械，从而形成一种用水泥深层搅拌加固软土地基的新方法((CMCI法)，加固深度可达32m。以后日本又开发出多种深层搅拌机械，形成不同名称的深层搅拌法，如在原位将天然堆积土或吹填土的软弱地基使之固结硬化，改良成可以承受住上部结构物的良好地基的DCM工法；将浆液状水泥类硬化剂压入软弱地基中，再用搅拌叶片连续拌合，利用水化反应及波特兰反应，使土颗粒间的结构硬化而达到改良地基的DeMIC工法；使用水泥类稳定处理剂的深层搅拌工法，即DCCM工法等。原苏联在1970年也研制出一种淤泥水泥土桩，用于港口建筑工程中。北欧诸国是使用生石灰粉作为固化剂，使用单搅拌轴型深层搅拌机，进行软土地基加固。中国从1977年开始深层搅拌法的室内试验和搅拌机械的研制工作，1978年研制出SJB - 1型双搅拌轴、中心管输浆的深层搅拌机及其配套设备。到1988年止已在工业厂房、民用建筑、市政工程中打设水泥土搅拌桩27000余根，约30万延米。

适用范围         适用于加固各种成因的饱和软粘性土。含有蒙脱土粘土矿物的软土加固效果较好；含伊里土、氯化物和水铝英石等粘土矿物的软土以及有机质含量高、酸碱度(pH值)较低的软土加固效果较差。

加固机理         水泥和粘性土搅和后，水泥颗粒表面的矿物很快与土中水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙和含水铁酸钙等化合物。由于离子交换和团粒化作用、硬凝反应、碳酸化作用，使水泥土的强度和水稳性得到很大提高，可压缩性得到显著降低。

离子交换使土粒表面吸附的钙离子扩散层减薄，土粒分散度降低，形成较大的土团粒。土中拌入水泥，土团粒之间的空隙基本上被水泥颗粒填满。土团粒内的土颗粒在水泥水解产物的长期渗透作用下，逐渐改变其性质，产生强度较大的、具有水稳性的水泥土区和强度较小的土块区。二者在空问相互交替，形成一种独特的水泥土结构。

搅拌桩和地基设计         包括加固体形状选择、确定单桩容许承载力，确定桩长和水泥掺入比，复合地基容许承载力计算。

加固体形状选择        可选用柱状、壁状、格栅状或块状。

间隔一定距离的搅拌桩称为柱状加固体。适用于独立基础、设备基础、条形基础和承受大面积地面荷载的地坪。

搅拌要相互搭接，联成壁状称为壁状加固体。可作为地下挡土结构。

壁状加固体在纵横二个方向上相互交叉成方格状称为格栅状加固体。适用于结构刚度较小、对不均匀沉降比较敏感的建筑物。

搅拌桩在纵横二个方向上都搭接在一起，形成大块整体称为块状加固体。适用于对不均匀沉降要求严格的地基，防止基坑底隆起和封底。

单桩容许承载力确定          可采用单桩荷载试验方法，没有试验条件时也可以采用计算方法确定。计算公式有

P_a = f_uSL + AR_u / K₁和

P_a =Q_uA / ZK₂

式中P_a为单桩容许承载力，kN；f_u为桩侧土的平均极限摩阻力，kPa，一般通过现场荷载试验求得；S为桩周长度，cm，L为桩身长度，cm；A为桩身横截面cm² ；R_u 为桩端土的极限承载力，kPa；q_u 为室内水泥土的试块无侧限抗压强度，kPa；K₁ 为容许承载力的安全系数，一般取2～2．5；K₂ 为水泥土强度的安全系数，一般取1．2～1．5。

桩长和水泥掺入比确定         当加固深度受限制时，取加固深度作为桩长计算容许承载力并确定桩身强度。当加固深度不受限制时，根据要求的单桩容许承载力反求桩长和确定桩身强度。根据桩身强度的室内试验资料确定相应强度的水泥掺入比。

复合地基容许承载力计算        由水泥土搅拌桩和其周围土体组成的地基称谓“复合地基”，其容许承载力(R_a )按下式计算：

R_a = P_aa_c / A +β(1 - a_c )P_s

式中a_c 为搅拌桩在复合地基中的置换率，％；P_s 为桩周围土的容许承载力，Pa；β为桩周土的承载力折减系数，当桩端为硬土层时取0．5～1．0，桩端不是硬土层时取0．10～0．40。

a_c =( R_a - βP_s) /( P_a / A) - βP_s 

搅拌桩施工       包括施工工艺和施工机械。

施工工艺        由预搅下沉、制备水泥浆、喷浆搅拌、重复搅拌和清洗等工序组成。

施工机械       主要是搅拌机及其配套设备，如灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵、电气控制柜、悬吊设备等。

搅拌机由动力、搅拌和输浆三部分组成，有中心管输浆式和叶片输浆式两种。中心管输浆式搅拌机，水泥浆从搅拌机中心内的管子输出，可使用多种固化剂。叶片输浆式，水泥浆从叶片上的小孔输出，只能使用纯水泥浆。