1.施工前的水泥土配合比试验
深层搅拌桩技术在加固机理、设计计算、施工工艺等方面还有不完善的地方，有些还处于半理论半经验的状态，因此，在施工前除要获得必需的资料数字外，应特别重视水泥土的室内配合比试验。
(1)施工前应取得的资料
1)工程地质资料:查明填土层的厚度和组成，软土层的分布范围和厚度以及各土层的物理、力学性能。
2)土质分析资料:了解土的主要成分及有机质含量，判断水泥加固地基土的效果。
3)水质资料:对拟加固场地地下水的pH值、硫酸盐含量、侵蚀性二氧化碳等进行分析，以判断对水泥的侵蚀性。
(2)水泥土的室内配比试验
在施工前必须进行室内配比试验，根据现场地基土的性质，选择合适的固化剂及外掺剂制备水泥土，进行强度试验，为设计施工提供必要的参数。
1)试验目的:了解水泥掺入量、水灰比、水泥的品种及外掺剂掺量对水泥土强度的影响，为设计计算及施工工艺控制提供可靠的参数。
2)土样制备:在拟加固现场的不同区域采集土样，土样一般有两种:①原状土样:把在现场钻取或挖取的原状土密封在双层塑料袋内，并在24小时内制成试场。②风干土样:将现场采取的土样进行风干、碾碎并通过2～5mm的筛子，所形成的粉状土料。
3)固化剂的选择:①水泥品种:选用不同品种、不同强度等级的水泥(一般为32.5级、42.5级)。水泥出厂日期不应超过3个月，并应在试验前重新测定其标号。②水泥掺入比:指掺入的水泥重量与被加固的软土重量之比，可根据要求选用7%～20%。
4)外掺剂的选择:可在水泥土中加入木质素磺酸钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙及粉煤灰等，通过试验确定经济合理的加量。
5)试验设备与规程:目前一般仍按土工、混凝土及砂浆试验仪器和规程进行试验。
6)试件的制作和养护:由配方分别称量土、水泥、外掺剂和水。用搅拌铲人工拌和均匀，然后在70.7mm×70.7mm×70.7mm或50mm×50mm×50mm的试模内装入一半试料，击振试模50下，紧接着填入其余试料再击50下，最后将试块表面刮平盖上塑料布，以防水分过量蒸发。试样成型后，根据水泥土强度决定拆模时间，一般为1～2d。拆模后，将试样装入塑料袋内，进入标准水中养护。
(3)水泥土搅拌桩的野外试验
1)试验目的:①根据室内配比结果求得的最佳配方进行现场试验。②在相同的水泥掺入比情况下，由现场试验得到的结果，推出室内试块与现场桩身强度之间的关系。③确定施工工艺参数，如泵送时间、搅拌机提升速度、复搅次数、深度等。对喷液施工，还要确定水泥浆的水灰比。④比较不同桩长与不同桩身强度时的单桩承载力。⑤确定水泥土搅拌桩复合地基承载力。
2)试验方法:①在桩身不同部位采取现场试样，在试验室内分割成与室内试块同样尺寸的试样。在相同龄期时，比较室内外试样强度之间的关系。②进行单桩与复合地基承载力试验。③进行复合地基承载力试验时，可在载荷板下埋设土压力盒，以了解复合地基的反力分布及桩土应力分配情况。
3)试验结果:根据现场水泥土强度与室内水泥土试块强度的关系，一般为室内强度的20%～50%，推算出单桩和复合地基承载力特征值，结合具体工程要求确定合理的施工工艺参数。
2.施工技术参数选择
(1)桩长
根据工程要求的置换率和承载力确定桩长。一般湿法的加固深度不宜大于20m，干法的加固深度不宜大于15m。
(2)加固形式选择
搅拌桩应根据地基土性质及上部建筑对变形的要求进行选择，可采用柱状、壁状、格栅状、块状等不同形式。
1)柱状加固形式:这种加固形式适用于处理局部饱和软粘土夹层和表层与桩端土质较好的建筑物地基。一般工业厂房的独立柱基础、设备基础、构筑物基础、多层住宅条形基础下的地基加固以及用来防治滑坡的抗滑桩等常采用这种加固形式。
2)壁状和格栅加固形式:在深厚软土层或土层分布不均匀的场地，对于上部建筑长高比大、刚度小、易产生不均匀沉降的长条状住宅楼，采用壁状与格栅状加固形式可以减少产生不均匀沉降的可能性。这种形式也常用作基坑开挖的围护结构及用来防止边坡塌方和岸壁滑动。
3)块状加固形式:这种形式适用于上部结构单位面积荷载大，不均匀沉降控制严格的构筑物地基。在软土地区开挖深基坑时，为防止基坑隆起或增大坑底土的被动土压力及对基坑进行封底隔渗处理等也常采用块状加固形式。
(3)桩径
深层搅拌桩的桩径一般为500～700mm。
(4)褥垫层
竖向承载的复合地基应在基础和桩之间设置150～300mm厚褥垫层。其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于20mm。
3.水泥浆搅拌法施工
(1)搅拌机械
1)搅拌机。国内目前的搅拌机有中心管喷浆和叶片喷浆两种方式。后者是使水泥浆从叶片上若干个小孔喷出，使水泥浆与土体混合较均匀，对大直径叶片和连续搅拌是适合的，但因喷浆孔小易被浆液堵塞，它只能使用纯水泥浆而不能采用其他固化剂，且加工制造较为复杂。中心管输浆方式中的水泥浆是从两根搅拌轴间的另一中心管输出。当叶片直径在1m以下时不影响搅拌均匀度，而且它可适用于多种固化剂，除纯水泥浆外，还可用于水泥砂浆，甚至掺入工业废料等的粗粒固化剂。
①SJB-1型深层搅拌机。该机是双搅拌轴中心管输浆的水泥搅拌专用机械。它包括电机、减速器、搅拌轴、搅拌头、中心管、输浆管、单向球阀等部件，如图7-22所示。搅拌机采用两面台30kW潜水电机，经二级行星齿轮减速驱动搅拌轴从而使拌和叶片旋转。固化剂注入被加固土中是通过灰浆泵从中心管下端管口压开单向球阀实现的。搅拌机中的搅拌头是一个重要的部件，它直接影响水泥浆和软土的拌和均匀程度，决定着地基的加固效果。②GZB-600型深层搅拌机。该机为单搅拌轴、叶片喷浆方式的搅拌机，如图7-23所示。它由电机、搅拌轴和输浆管搅拌头(图7-24)等部件组成。
图7-22 SJB-1型搅拌机(单位:mm)
图7-23 GZB-600型搅拌机(单位:mm)
图7-24 叶片喷浆搅拌头(单位:mm)
图7-25 SJB-1型搅拌机配套机械和控制仪表
2)配套机械。SJB-1型搅拌机配套机械(图7-25;表7-9)主要有灰浆拌和机、集料斗、灰浆泵和电气控制柜。
GZB-600型搅拌机配套机械(图7-26;表7-10)主要与以上不同的是PM2-15型灰浆计量配料装量，并配备测定灌浆压力和流量计量测定装置的电磁量计(图7-27)。
(2)施工工艺流程
水泥浆搅拌法的施工工艺流程，如图7-28所示。
1)定位:铺设走管与桩机平台，然后装塔架、再装导向架及搅拌轴、输浆管。电器系统必须装接地装置，供浆系统应在离搅拌机50m范围内。用起重机或塔架悬吊深层搅拌机到达指定桩位，桩位对中误差不大于50mm，搅拌轴和导向架的垂直度偏差不得超过1%。
2)预搅下沉:待搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于70A。如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。
3)制备水泥浆:待搅拌机下沉到一定深度时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
表7-9 SJB-1型搅拌机机械技术数据表
图7-26 GZB-600型搅拌机配套机械
图7-27 电磁流量计示意图
表7-10 GZB-600型搅拌机机械技术数据表
4)提升喷浆搅拌:搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷浆边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机。
5)重复上、下搅拌:搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机下入孔内设计深度旋转提升出地面。
图7-28 水泥土搅拌法施工工艺流程图
6)完毕:将搅拌机提升出地面。
7)清洗:向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。
8)移位:重复上述1)～6)步骤，再进行下一根桩的施工。
由于搅拌桩顶部与上部结构的基础或承载接触部分受力较大，因此，通常还可对桩顶1.0～1.5m范围内再增加一次输浆，以提高其强度。
(3)施工要点
1)施工前应平整场地，清除桩位处地上、地下一切障碍物(包括大块石、树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土料，不得回填杂填土。基础底面以上宜预留500mm厚的土层，搅拌桩施工到地面。在开挖基坑时应将上部质量较差桩段挖去。
2)水泥浆从砂浆搅拌机倒入贮浆桶前，需经过滤，将水泥块等杂物滤掉。贮浆桶容量应适中，要保证有一定余量，不会造成因浆液不足而断桩，还要防止浆液在贮浆桶内沉淀离析。
3)施工前应标定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等参数。宜用流量泵控制输速度，一般为30L/min，喷口压力保持在0.4～0.6MPa，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。
4)应有专人记录搅拌机每米下沉或提升时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。
5)为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆30s，使浆液完全到达桩端。
6)在成桩过程中，由于电压过低或其他原因造成停机，使成桩工艺中断时，为防止断桩，当搅拌机重新启动时，均应将搅拌机下沉0.5m(如采用下沉搅拌送浆时应提升0.5m)再继续制桩。停机超过3小时，为防止浆液硬结堵管，应拆卸输浆管彻底清洗管路。
7)设计要求搭接成壁状时，应连续施工相邻桩。施工间隔时间不超过24h，且搭接长度应大于100mm。
8)搅拌机提升复搅必须反转，否则正转提升易将土带起造成空洞。
9)每台班取水泥土试块一组(三块)，试块应取第二次复搅提升时从搅拌轴外壁返出的水泥土，取样位置在桩位图上标出，填好试块记录。
(4)施工中常见的问题及处理方法
施工中常见的问题及处理方法见表7-11。
表7-11 水泥浆搅拌桩施工中常见问题和处理方法
4.粉体喷射搅拌法施工工艺
粉体喷射深层搅拌法是利用喷粉机，使压缩空气携带粉体固化材料，经过高压软管和搅拌轴送到搅拌叶片背后面的喷嘴喷出，喷入旋转叶片背后产生的空隙中，并与土黏附在一起，在不断的搅拌作用下，固化材料与地基土均匀混合，而将固化材料分离后的空气传递到搅拌轴的周围，上升到地面释放掉。
与水泥浆深层搅拌法相比，粉体喷射深层搅拌法具有如下特点:
1)粉体固化材料可吸收软土地基中更多的水分，对加固含水量高的软土、极软土及泥炭土地基效果更显著。
2)粉体比浆液更易于与原土充分搅拌混合，有利于提高加固土体的强度。
3)粉体喷射搅拌钻头在提升搅拌时能对加固体产生挤压作用，也有利于提高加固土体的强度。
4)与浆喷搅拌相比，消耗的固化材料要少，且无地面拱起现象。
(1)施工机具和设备
粉体喷射搅拌法施工设备由喷粉桩机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头等组成。
1)GPP-5型钻机:它是一种步履式移位的钻机，由电动机、钻架、卷扬机、液压泵、转盘、主动钻杆、给进链条、变速箱等部件组成，如图7-29所示。
图7-29 GPP-5型深层喷射搅拌机简图
常用的钻机还有PH-5型及PH-5A型，它们的主要结构和GPP-5型钻机基本相同，其主要技术参数见表7-12。
2)YP-1型粉体发送器:它是一种定时量发送粉体材料的设备，其结构及工作原理如图7-30所示。
表7-12 GPP-5型、PH-5型及PH-5A型钻机主要技术参数表
3)空气压缩机:用它来提供压缩空气。
4)搅拌钻头:直径为Φ500～700，钻头的型式应保证在反向旋转提升时对固土体有压密作用。
(2)施工工艺
粉体喷射搅拌法施工顺序如图7-31所示。
图7-30 粉体发送器的工作原理
图7-31 粉体喷射搅拌法施工顺序
1)定位。根据设计，首先确定加固体的位置，使搅拌轴保持垂直。
2)预搅下沉。启动搅拌钻机，搅拌钻头正转预搅下沉。为了不致堵塞喷射口，此时并不喷射加固材料，而是喷射压缩空气。预搅下沉时喷射压缩空气，可使钻进顺利，负载扭矩小。随着预搅下沉，准备加固的土体在原位受到搅动。
3)预搅下沉结束。预搅下沉到设计深度时停止下沉，并应在原位转动1～2min。
4)提升喷粉搅拌。在确认加固料已喷至孔底时，搅拌钻头反向边旋转、边提升，同时，通过粉体发送器不断地将加固粉料喷入被搅动的土体中，使土体和粉体料进行充分拌和。当提升到设计停灰标高后，应慢速原地搅拌1～2min。
5)提升结束，搅拌桩形成。当钻头提升至距离地面0.3～0.5m时，发送器应停止向孔内喷射粉体，搅拌桩形成。
6)重复搅拌。为保证粉体搅拌均匀，需再次将搅拌头下沉到设计深度。提升搅拌时，其速度控制在0.5～0.8m/min左右。
7)钻头提升至地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工。
(3)施工要点
1)施工场地要求平整，并挖除含砖、瓦等杂物的表面杂填土，回填素土。清除地下障碍，对无法清除的障碍应探明其准确位置。
2)桩体喷粉要求一气呵成，不得中断。应按理论计算量往灰罐投料，投一次料，打一根桩，确保成桩质量。喷粉深度应在钻杆上标线控制。
3)喷粉施工时，为避免钻机移动和管路过长，施工次序宜先中轴后边轴，先里排后外排，钻机移动最长距离不超过50m。
4)施工过程中应经常测量电压，检查钻具、流量计、水气分离器送粉阀门、空压机和胶管灰路工作情况。
5)施工过程中要注意防止因管内水泥结块造成堵管，遇堵管时宜折洗管路或向上提升再打。第二次复打时要保证至少1.0m以上的重叠，以防止发生断桩。
6)设计要求搭接的桩体，需连续施工，一般相邻桩的施工间隔时间不超过8h。
7)送灰过程中如出现压力突然下降，一般相邻桩的施工间隔时间不超过8h。
8)控制好单位桩长喷粉量，实际每米喷粉量与设计要求的喷粉量误差不超过5kg。
(4)粉喷桩施工常见问题及处理方法
粉喷桩施工常见问题及处理方法见表7-13。
表7-13 粉喷桩施工常见问题及处理方法