一、前言
    黄骅港软基处理广泛采用深层水泥土搅拌桩技术，期间既有成功的经验也有失败的教训。由于设备或工艺选择不当造成的返工，既浪费了大量金钱，也拖延了宝贵工期。如何合理选用搅拌设备和施工工艺一直是软基处理施工的研究课题。
    二、概况
    黄骅港某项目地基处理工程（一期）地基处理面积约28000m2，原地基由吹填淤泥及部分回填素土构成，经真空联合堆载预压处理后再进行水泥土搅拌桩地基加固处理。水泥土搅拌桩成日字形连续布置，直径650mm，咬合100mm，处理深度13m，水泥掺入量20%，设计桩芯平均无侧限抗压强度1.5mpa（90 天龄期），单桩承载力特征值180KN，复合地基承载力特征值200Kpa。
    三、双向搅拌桩机械及成桩原理
    水泥土搅拌桩是以水泥等为固化剂，通过搅拌桩机，边钻边喷射浆液，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌形成一个固化剂与桩的混合桩体，使得软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土搅拌桩。这种水泥土搅拌桩与桩周土一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降。通常水泥土搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法，搅拌桩机按轴数分为单轴、双轴、三轴，按叶片旋转方向分为单向和双向。本工程施工采用湿法，同心双轴双向（以下简称双向）水泥土搅拌桩机。
    双向水泥土搅拌桩机采用同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆上安装反向旋转叶片，通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，阻断水泥泥浆上冒，把水泥浆控制在两组叶片之间，保证水泥浆在桩体中均匀分布，确保成桩质量。
    四、施工工艺
    1、施工准备
    （1）对基底进行整平。
    （2）挖小排水沟，防止槽内积水。
    （3）测设并垒砌测量墩台。
    （4）根据桩位布置图进行桩位布设。
    （5）进场原材料检验。
    （6）对桩机进行联电试运行，检查监测仪器，落实施工人员数量。
    2、施工工序
    （1）定位：搅拌桩机就位、调平，钻头对准桩位。
    （2）制备水泥浆：按照设计配合比拌制水泥浆，水泥采用P.O 42.5 普通硅酸盐水泥，水泥浆比重1.73～1.75，水灰比为0.56～0.58，每立方水泥浆水泥用量为967～1003kg。
    （3）第一搅，下沉、喷浆：下钻之前先喷浆30～60S，待喷浆量正常后开始带浆下钻，边下沉边喷浆，此时双轴的叶片同时正反旋转，下钻直到设计深度。
    （4）第二搅，提升、喷浆：搅拌桩机下沉到设计深度后停止下沉，继续搅拌30～60S，使得桩端头水泥浆和土充分搅拌均匀，然后提升，边提升边喷浆，直至停浆面。
    （5）第三搅，下沉、喷浆：同第一搅，全部水泥浆应在本步骤喷完。
    （6）第四搅，提升：按设计速度提升，只提升不喷浆。如果在第三搅水泥浆没有用尽，可在本步骤继续喷浆。
    （7）清洗、移位：关闭搅拌机，查看钻头情况，双向水泥土搅拌桩机钻头一般并无大量粘附土，但有部分区域可能会出现软土将钻头抱死的情况，此时利用铁锹等工具将粘附土铲除，清理干净后将桩机移至下一个桩位。
    3、施工参数选择
    （1）第一搅下钻速度：原则上下钻速度不超过1.0m/min，也可以适当加快。
    （2）第二、三、四搅拌下沉和上升速度不得超过1.0m/min .
    （3）转速50～58r/min，电机功率不小于37KW 。
    （4）灰浆泵压力0.4～0.6 mpa，泵与桩机距离不得大于50m。
    （5）段浆量不小于10.9L/m 。
    五、检桩
    设计要求 90 天龄期桩体芯样无侧限抗压强度不小于1.5mpa,最小值是0.50mpa，核算成28 天的强度值为0.749mpa，最小值0.25mpa。取芯试验结果显示芯样均匀度和无侧限抗压强度均满足设计要求。结果表明，双向水泥土搅拌桩桩芯强度大于普通双轴搅拌桩桩芯强度。
    六、比较
    1、技术参数比较,普通双轴提升速度1.0m/min,下沉速度1.0m/min,完成时间100分钟；同心双轴双向提升速度1.0m/min,下沉速度1.0m/min,完成时间50 分钟。
    2、实际打设形态比较
    根据现场观察，双向水泥土搅拌桩打设时基本不冒浆，地面形成高约0.5m、直径0.6m 左右的土包，桩顶平整，取芯比较均匀，无断桩。普通双轴水泥土搅拌机打设时，冒浆比较严重，现场沟槽需挖深0.7～1.0m，才能使冒出的灰浆不外溢，同时取芯时经常会发生8m 以下无水泥的现象，这表明双向水泥土搅拌桩机水泥有效掺入量要好于普通双轴水泥土搅拌桩机。
    3、强度比较
    强度对比表明，双向水泥土搅拌桩机施工在初始两米强度小于普通双轴，在2m 以下强度则大于普通双轴。这是因为双向水泥土搅拌桩机把泥浆控制在2 组叶片之间不上冒，使得水泥搅拌均匀不流失，成桩质量自然较好。而普通双轴水泥土搅拌桩机因为土压力、孔隙水等原因造成水泥浆沿钻杆上行，导致桩体上部水泥含量高，越往下水泥含量越少，同时软土与叶片同向旋转，难以搅拌均匀，影响成桩效果。本次施工施工破除桩头时，普通双轴水泥土搅拌桩的泥浆硬化后的硬度较高，难以清除，也从侧面佐证了这个理论。
    4、功效对比
    普通双轴搅拌桩为3 喷6 搅工艺，完成一组桩的施工约为100min，即50min/根。
    同心双轴双向搅拌桩完成1 根的时间平均约为 50min。但由于受故障的影响，两种桩机都无法达到理论功效。对比显示，双向水泥土搅拌桩施工功效高于普通双轴水泥土搅拌桩施工功效。
    七、结论
    双向水泥土搅拌桩机首先由东南大学交通学院刘松玉教授［2］等人于2007 年提出，经过这些年的推广，黄骅港地基处理工程实践表明，双向水泥土搅拌桩法相比普通双轴水泥土搅拌桩法具有施工方便、操作简单、劳动强度低、不排污、成桩效果好等优点。