深层搅拌法是利用特制机械设备在钻探到地下预计深度后，将以水泥或石灰等为固化剂的材料与地基软土进行强制搅拌混合，随钻杆的提升使软土和固化剂混合而逐步形成桩型的柱体。利用固化剂与软土之间形成的一系列物理和化学反应致使地基软土硬结，从而使其具有整体性、水稳定性和一定的强度，以达到根据需要处理地基的目的。 二、深层搅拌法的发展概况
利用石灰、水泥等固化材料加固处理软土地基的历史悠久。在我国春秋战国以前就曾用石灰、粘土和砂子制成三合土修筑驿道。秦始皇时代修建的万里长城及千里堤防都是采用由石灰加固土料的方法。
在吸取国外有关深层搅拌技术的基础上，于1977年10月我国由冶金部建筑研究总院和交
通部水运规划设计院开始进行深层搅拌法的室内试验和机械研制工作，于1978年末制造出国内第一台SJB—1型双搅拌轴、中心管道输浆、陆上型的深层搅拌机及其配套机械，并于1979年在塘沽新港开始进行机械考核和搅拌工艺试验，1980年初上海宝山钢铁总厂第五冶金建设公司在三座卷管设备基础软土地基加固工程中正式采用并获得成功。1980年11月由冶金部基建局主持，通过了“饱和软粘土深层搅拌加固技术”鉴定。
1980年天津市机械施工公司和交通部一航局科研所合作研制成单搅拌轴、叶片输奖型身层搅拌机，1981年在天津造纸厂蒸煮锅改造扩建工程上首次应用并获得成功。
随后深层搅拌机械不断改进完善，深层搅拌法的适应土质范围不断扩大。
三、深层搅拌法的适用范围
深层搅拌法适宜于加固各种成因的饱和软粘土。应用于有新吹填的超软土、沼泽地带的泥潭土、沉积的粉土和淤泥质土等。加固场所从陆上软土到海底软土。加固深度可从数米到五、六十米。
深层搅拌法可用于提高软土地基的承载能力，减少沉降量，增加边坡的稳定性。如：作
为建筑物或构筑物的地基、厂房内具有地面荷载的地坪、高填方路堤下的基层；进行大面积地基加固，以防止码头岸壁的滑动、深基坑开挖时边帮坍塌、坑底隆起和减少软土中地下构筑物的沉降；以及作为海中堤体的地基、地下防渗墙以阻止地下渗透水流、对桩侧或板桩背后的软土加固以增加侧向承载能力等。
四、水泥深层搅拌法机理
软土质与水泥采用机械强制搅拌加固的基本原理，是基于水泥加固土的物理化学反应过程。它与混凝土的硬化机理有所不同，混凝土的硬化主要是水泥在粗填充料中进行水解和水化作用，故凝结速度较快。而水泥加固土，由于水泥的参量很小，仅达被固结土质重的约12%左右，水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质—土的围绕下进行，因此硬化速度缓慢并且作用复杂，从而水泥加固土的强度增长过程比混凝土缓慢。
1. 水泥的水解和水化反应
普通硅酸盐水泥主要由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫等组成，这些不同的氧化物分别组成了硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等不同的水泥矿物。
用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物。
反应过程如下：
（1）硅酸三钙（3CaO•SiO2）在水泥中含量最高（约占全重的电解抛光50%左右），它是决定强度的主要因素。
2(3CaO•SiO2)+6H2O→3CaO•2SiO2•3H2O+3Ca(OH)2
（2）硅酸二钙（2CaO•SiO2）在水泥中的含量较高（占25%左右），它是产生后期强度的主要成分。
北斗卫星导航仪 2(2CaO•SiO2) +4 H2O→3CaO•2SiO2•3H2+Ca(OH)2
（3留言板制作）铝酸三钙（3CaO•Al2O3）占水泥重量的10%，水化速度最快，能促进早凝。
3CaO•Al2O3+6H2O→3CaO• Al2O3• 6H2O
（4）铁铝酸四钙（4CaO•Al2O3•Fe2O3）占水泥重量的10%左右，促进早期强度。
4CaO•Al2O3•Fe2O3+2Ca(OH)2+10H2→3CaO•Al2O3•6H2O+3CaO•Fe2O3•6H2O
上述反应过程中所生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能够迅速溶于水中，使水泥颗粒表面重新暴露出来，再同水发生反应，这样周围的水溶液就逐渐达到饱和。当溶液达到饱和后，水分子虽继续深入颗粒内部，但新生成物已不能再溶解了，只以细分散状的胶体析出，悬浮于溶液中形成胶体。
（5）硫酸钙（CaSO4）虽然仅占水泥含量的3%左右，它与铝酸三钙一起与水发生反应，却能生成一种被称为“水泥杆菌”的化合物：
3CaSO4+ 3CaO•Al2O3+ 32H2O→3CaO•Al2O3•3CaSO4•32H2O
在电子显微镜的观察，水泥杆菌最初以针状结晶的形式在比较短的时间里析出，其生成随着水泥参入量的多寡和期龄的长短而异。由X射线衍射分析可知，这种反应迅速，反应结果能把大量的自由水以结晶水的形式固定下来，这对于高含水量的软弱粘土的强度增长有着特殊意义，可使土中自由水的减少量约为水泥杆菌生成重量的46%左右。硫酸钙的参量不能过多，否则这种由32个水分子固化形成的水泥杆菌针状结晶能使水泥土发生膨胀而遭
到破坏。故而合适用量，在深层搅拌法这一种特定条件下可以充分利用这种膨胀势来增加软土加固效果。
2. 粘土颗粒与水泥水化物的作用机理
当水泥的各种水化物生成后，有的水化物自身继续硬化，形成水泥石骨架；有的水化物则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应。
（1）离子交换和团粒化作用
软土作为多相散布系，当它和水结合时就表现出一般的胶体特征，例如土中含量最多的二氧化硅遇水后，形成硅酸胶体微粒，其表面带有钠离子或钾离子，它们能和水泥水化生成的氢氧化钙中的钙离子进行当量吸附交换，使较小的土颗粒形成较大的土团粒，从而使土体强度提高。
水泥水化生成的凝胶粒子的比表面积约比原水泥颗粒大1000倍，因而产生很大的表面能，有强烈的吸附活性，能使较大土团粒进一步结合，形成水泥土团粒结构，并封闭各土团之间的空隙，而形成坚固的联结体系。使水泥土的强度大大提高。
（2）凝固硬化反应
在水泥水化反应的深入过程中，溶液中析出了大量的钙离子，当其数量超过上述离子交换的需要量后，则在碱性环境中，能使组成粘土矿物的二氧化硅及三氧化二铝的一部分或大部分与钙离子进行化学反应。随着反应的深入，逐渐生成不溶于水的稳定结晶化合物：
SiO2 CaO•SiO2•（纯铝酸钙水泥n+1）H2O+Ca（OH)2 + nH2O→
（Al2O3） （CaO•Al2O3•（n+1）H2O）
据电子显微镜、X射线衍射及差热分析得知这些结晶物大致为：
1）铝酸钙水化物的CAH系有：4CaO•Al2O3•13H2O、CaO•Al2O3•10H2O、 3CaO•Al2O3•6H2O等；
2）硅酸钙水化物的CSH系有：4CaO•5SiO2•5H2O；
3）钙黄长石水化物：2CaO•Al2O3••SiO2•6H2O。
这些新生成的化合物在水中和空气中逐渐硬化，而增大了水泥的强度。由于其结构较致密，水分难于侵入，从而使水泥土具有足够的水稳定性。
3. 碳酸化作用机理树脂吸附
水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中和空气中的二氧化碳，发生碳酸化反应，生成不溶于水的碳酸钙
Ca(OH)2 + ..CO2→CaCO3↓+ H2O
次反应能使水泥土强度慢速小幅度增长。
从水泥加固土的机理分析，对于软土地基深层搅拌加固技术来讲，由于机械的切削搅拌作用，实际上不可避免地会有一些未被粉碎的大小土团。在拌入水泥后会出现水泥浆包裹土团的现象，而土团之间的大孔隙基本上被水泥颗粒填满。加固后的水泥土中会形成一些水泥较多的微区，而在大小土团内部却没有水泥。土团内的土颗粒在水泥水解产物较长时间渗透作用下，逐渐改变其性质。因此在水泥土中不可避免地会产生强度较大的和水稳定性较好的水泥石区和强度较低的土块区。这两个区域相互交绕，从而形成一种独特的水泥
土结构。水泥和土之间的强制搅拌越发充分，土块被粉碎得越小，水泥分布到土中就越均匀，水泥土结构强度的离散性就越小，其强度也越最高。
五、深层搅拌桩设计及适用范围
搅拌桩按其强度和刚度是介于刚性桩（钢筋砼预制桩、混凝土灌注桩）和柔性桩（砂桩、碎石桩）之间的一种桩型，但其承载性能又与刚性桩相近。在设计搅拌桩时可仅在上部结构基础范围内布桩，不必象软性桩那样在基础以外设置保护桩。
进行深层搅拌法加固软土地基的设计时，对地质勘查有特殊要求，除了一般常规的要求外，还要分析土质内有机质含量、可溶盐含量、总烧失量。以选择何种水泥来加固某种成因的软土，同时还应进行软土的矿物成分分析。以及分析地下水的酸碱度（pH）值和硫酸盐的含量。
卷纸架
常见的深层搅拌桩有杆（柱）状、墙壁状和格构状三种型式。可根据用途以及建筑物和构筑物的基础类型选择、确定搅拌桩的型式。
1. 杆（柱）状搅拌桩是每间隔一定的距离打设一根，即成为柱状加固型式。适用于独
立柱基础和条形基础下的地基加固。两桩之间的间距、桩长和桩径需根据地质勘察结果和上部结构对地基承载力的要求进行设计计算确定。
2. 壁状搅拌桩是将相邻搅拌桩部分重叠搭接而成为壁状加固型式。适用于深基坑开挖时的软土边加固以及对建筑物长高比较大，刚度较小，对不均匀沉降比较敏感的多层砖混结构房屋条形基础下的地基加固；基础施工阶段的止水帷幕系统；路基加固等。
3. 格构状搅拌桩是纵横两个方向的相邻桩搭接而形成的加固型式。格构形式和大小根据功能需要经计算确定。适用于对上部结构单位面积荷载大，对不均匀沉降控制严格的构筑物等地基加固时可采用这种布桩型式；软土地区开挖深基坑时，为防止坑底隆起和封底时也可采用块状加固型式；支护体系等。
六、施工技术
施工质量是实现设计预期效果的保障。采用深层搅拌技术实施地基处理、围护支撑体系等严格按照深层搅拌法工艺规程和施工要点进行施工,如没有施工质量作保证，就可能造成加固工程的失败。
1. 施工机具的选择
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