水泥土搅拌桩是一种用于加固饱和软黏土地基的方法，利用水泥作为固化剂，通过特制搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生的系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。利用回转搅拌叶片将压入软土内的水泥浆与周围软土强制拌合形成水泥加固体。随着公路建设规模增大，采用水泥搅拌桩处理软土地基成为常用技术措施。在工程地质复杂的情况下，水泥搅拌桩施工中常遇到各种施工技术难题，严重影响软土地基处理质量。苏锡常南部高速公路常州—无锡段主体工程建设过程中采用调整双向水泥搅拌桩施工技术参数等措施，较好地解决了太湖围湖区搅拌桩成桩质量问题。

　　 苏锡常南部高速公路常州—无锡段主体工程采用两搅一喷湿喷法工艺施工双向水泥搅拌桩，设计车辆荷载等级为公路-Ⅰ级，道路等级为高等级公路，设计速度采用120km/h，路基全宽34.5m，位于无锡马山半岛，属于太湖湖荡平原，经历过围湖造田，导致该区域地质较为复杂多变，给高速公路建设软土地基处理施工造成很大麻烦。在施工过程中，要采取合适的施工技术，以确保双向水泥搅拌桩成桩质量。该地区土层勘察报告揭示的地质情况如下。

　　 1)(1)_b素填土灰黄色，湿，松散～稍密，以黏土为主，具有高压缩性，揭示深度0～0.50m，厚0.50m。

　　 2)(2)₁黏土灰黄色，可塑～硬塑，土质较均匀，含铁锰氧化物，具有中等～中偏低压缩性，浅部较连续分布，揭示深度0.50～6.50m，厚5.50m。

　　 3)(2)₂粉质黏土灰色，软塑～可塑，具有中等～中偏高压缩性，较连续分布，揭示深度6.50～8.90m，厚2.40m。

　　 4)(2)₃粉土部分为粉砂层，灰色～灰黄色，湿，稍密为主，夹粉质黏土及粉砂薄层，局部互层状分布，具有中等～中等偏低压缩性，较连续分布于场区中部，揭示深度8.90～10.80m及12.20～14.10m，均厚1.90m。

　　 5)(2)₄软粉质黏土部分为淤泥质粉质黏土，灰色，流塑～软塑，属高灵敏度土，该层主要为粉质黏土夹粉砂互层状分布，连续分布于2～3层下，揭示深度10.80～12.20m，厚1.40m。

　　 6)(3)₁黏土黄色～灰黄色，硬塑，局部可塑，土质不均，夹铁锰质结核，局部富集达30%，一般粒径0.2～3.0cm，最大可见粒径8.0cm，具有中等～中等偏低压缩性，揭示深度14.10～19.00m，厚4.90m。

　　 软弱土主要为(2)₄层淤泥质粉质黏土，特殊性岩土物理指标如表1所示。

　　 为解决软土地基不均匀沉降问题，防止出现路面起伏、桥头跳车问题，加强桥头部位软土地基处理，主要采用水泥搅拌桩方案处理软土地基，桩间距采用1.2m。

　　 水泥土双向搅拌桩桩径50cm，桩长为14m，设计水泥用量55kg/m，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，石膏粉掺入量取水泥用量的2.0%，水泥浆水灰比为0.5。桩身无侧限抗压强度28d龄期≥0.7MPa,90d龄期≥1.2MPa。施工工艺为两搅一喷施工工艺(见图1)。

　　 根据JGJ 79—2012《建筑地基处理技术规范》中泥浆泵工作压力宜≥5MPa的建议和《〈江苏省高速公路水泥搅拌桩施工指导意见(修订)〉的通知》中相关双向水泥搅拌桩湿喷法施工中设备要求，选取SJBⅡ型定型设备和搅拌采用KN3 110-A型水泥自动配料搅拌机(见表2)。

　　 水泥搅拌桩质量的优劣直接关乎到地基处理效果，其中关键是注浆量、水泥浆与软土搅拌的均匀程度，因此在施工中应严格控制喷浆提升速度。

　　 根据《建筑地基处理技术规范》计算搅拌速度搅拌速度计算结果为1.021～1.023m/min。

　　 《〈江苏省高速公路水泥搅拌桩施工指导意见(修订)〉的通知》中关于技术参数建议如表3所示。

　　 根据计算结果和地方指导意见最终选定试桩技术参数如表4所示。

　　 在采用选定的施工设备和技术参数情况下，进行首次试桩，试桩9根，因现场质量问题而终止。主要出现的问题及分析如下。

　　 桩内土体包裹钻头，发生桩体跟随钻杆同心旋转，无法继续搅拌钻进。

　　 1)由于(2)₁层土属于黏土，位于上部，桩体受到土压力较小。同时由于该层黏土黏聚力较高，塑性指数较高，桩内土体对叶片切入的阻力较大。

　　 2)搅拌钻头叶片间距小，叶片推力(见图2)和钻杆旋转力矩(见图3)作用于叶片间土体，随钻杆旋转钻进，由于土体受到较大作用力，土体将钻头包裹，发生同心旋转现象。组合作用如图4所示。

　　 根据原因分析可知，应在叶片推力和钻杆旋转力矩作用方面寻找解决措施，分析如下。

　　 1)搅拌桩施工中，对桩内土体起切土搅拌作用的为内、外钻杆叶片，为保证叶片桩内土体和水泥浆液搅拌效果，需保证内钻杆(第3,4排)叶片尽可能不做调整，减小外钻杆(第1,2排)叶片参数(见表5)。

　　 2)钻杆旋转力矩作用可考虑从增加叶片间距，增加叶片对土体搅拌的整体长度及搅拌部分土体自身重力。

　　 通过同步监控数据显示段浆量不均，硬土地层段浆量超出较大，软土地层段浆量不足较多。同时硬土层出现浆液严重外涌。

　　 (2)₁,(2)₂层属于硬土层，其地基承载力相对(2)₄层较高，压缩系数相对(2)₄层较小。搅拌桩机钻进过程中，在硬土层所受阻力大，钻进进尺下降严重。同时因硬土层压缩系数较小，浆液喷出困难造成浆液外涌。

　　 根据原因分析可知，采取措施增加硬土层进尺，解决在不同土层段浆量不均匀现象。同时在最底层叶片下设置松土齿，提前松动原土层，保证在硬土层施工时达到“高速快切”的搅拌钻进，同时增大喷浆压力将水泥浆液快速充分地搅拌至土体中。调整前后对比如表6所示。

　　 施工过程中桩体抬升高度较大，个别出现1m左右的抬升高度。

　　 (2)₁,(2)₂层属于硬土层，压缩系数相对较小。浆液喷出困难，同时不能全部搅拌入土体中，在桩内形成浆液集中，产生较大上浮力，将上部土体顶升抬高。

　　 根据原因分析可知，在硬土层施工时，采取“高速快切”搅拌钻进，同时增大喷浆压力将水泥浆液快速充分地搅拌至土体中。同时调整喷浆口位置至底层叶片正下方，减小土体对喷浆的阻力，使浆液在叶片旋转时快速进入土体内，保证喷浆量与钻进速度匹配。钻进喷浆参数调整同问题2解决措施，喷浆口调整前后位置如图5所示。

　　 综合所有问题，最终调整的技术参数如表7所示。

　　 在采用调整后施工技术参数情况下，进行二次试桩，解决首次试桩中出现的现场质量问题。同时根据取芯检测试桩质量，桩体质量较好，其检测评定结果如表8所示。苏锡常南部高速公路常州—无锡段主体工程路基桥涵标在后期施工中的搅拌桩检测质量优良率很高。

　　 1)太湖围湖区高速公路建设处理深厚黏土覆盖层下深层软土采用双向水泥搅拌桩两搅一喷湿喷法工艺时，其搅拌钻进速度完全依靠规范公式计算的结果，无法保证施工质量。

　　 2)采用SJBⅡ型定型设备施工时，采用如表7中的施工技术参数，虽然部分参数超出规范要求，但可保证很好的成品质量。