概述
夯实水泥土桩法是中国建筑科学研究院地基基础研究所在北京等地旧城区危改小区工程中，为了解决施工场地条件限制和满足住宅产业化的需要而开发的一种施工周期短、造价低、施工文明、质量容易控制的地基处理方法。
利用机械成孔（挤土或非挤土）或人工挖孔，然后将水泥和土按设计的比例拌合均匀，在孔内夯实至设计要求的密实度而形成的加固体与桩间土组成复合地基的地基处理方法，称为夯实水泥土桩法。
该技术经过大量的室内试验、原位试验和工程实践，已日趋完善。目前夯实水泥土桩法已在北京、河北等地近1200多项工程中应用，产生了巨大的经济效益和社会效益。
目前，由于施工机械的限制，夯实水泥土桩适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过10m。
设计
夯实水泥土桩的设计包括桩长、桩径、布桩范围、垫层、桩身材料的设计和承载力、沉降的计算。以下分别进行介绍。
1、桩长
夯实水泥土桩处理地基的深度应根据土质情况、工程要求和成孔设备等因素确定。采用人工洛阳铲成孔工艺时，考虑到施工效率的因素，深度不宜超过6m。当相对硬层的埋藏深度不大时，桩长应按相对硬层埋藏深度确定。当相对硬层的埋藏深度较大时，应按建筑物地基的变形允许值确定。即当存在软弱下卧层时，应验算其变形，按允许变形控制设计。
2、桩径
桩孔直径宜为300~600mm，常用的桩径为350~400mm，可根据设计及所选用的成孔方法确定。选用的夯锤应与桩径相适应。
3、桩距
桩距宜为2~4倍桩径。实际桩距在桩径选定后由复合地基面积置换率确定。
4、布桩范围
由于夯实水泥土桩具有一定的粘结强度，在荷载作用下不会产生大的侧向变形，因此夯实水泥土桩可只在基础范围内布桩。
5、垫层
夯实水泥土的变形模量远大于土的变形模量，为了调整基底压力的分布，设置厚100~300mm的褥垫层，荷载通过垫层传到桩和桩间土上，保证桩间土承载力的发挥。褥垫层材料可采用中砂、粗砂或碎石等，最大粒径不宜大于20mm。
6、复合地基承载力
夯实水泥土桩复合地基承载力特征值应按现场复合地基载荷试验确定。
7、桩身材料
桩孔内夯填的混合料配合比应按工程要求、土料性质及采用的水泥品种，由配合比试验确定。
8、沉降计算
加固区的沉降变形可采用分层总和法计算，复合土层的分层与天然地基相同。
12.3 施工
12.3.1 施工准备及桩材制备
一、施工准备
（1）现场取土，确定原位土的土质及含水量是否适宜做水泥土桩的混合料。
（2）调查有无廉价的工业废渣（如粉煤灰、炉渣等）可供使用。
（3）根据设计选用的成孔方法作现场成孔实验。确定成孔的可能性，事前发现问题，研究对策。
二、桩材制备
（1）一般采用32.5号水泥，使用前应作强度及稳定性实验。夯实水泥土桩的强度只要由图的性质、水泥品种、水泥标号、龄期、养护条件等控制。必须采用现场土料和施工采用的水泥品种及标号进行混合料配合比设计。
（2）掺合料确定后，进行室内配合比实验，用击实实验确定掺合料的最佳含水量。选择配合比时，对重要工程，在掺合料最佳含水量的状态下，在150mm×150mm×150mm试模中试制集中配合比的水泥土试块，按标准实验方法作3天、7天、28天嗯嗯立方体强度试验汉，决定适宜的配合比。
一般工程可采用水泥：混合料=1:6（体积比）试配。
（3）当采用原位土作混合料时，宜用无污染、有机质含量不超过5%的粘性土、粉土或砂类土，混合料含水量应满足土料的最优含水量，允许偏差不大于±2%。混合料含水量是决定桩体夯实密度的重要因素，在现场实施时应严格控制。用机械夯实时，因锤较重，夯实功大，宜采用土料最佳含水量，人工夯实时宜采用土料最佳含水量，均由现场试验确定。使用粘性土时常有土团存在，使用前应过10~20mm的筛，如土料含水量过大，需风干或另掺加其他含水量较小的掺合料。在现场可按“一攥成团，一捏即散”的原则对土的含水量进行鉴别。采用工业废料粉煤灰、炉渣等作混合料拌合质量容易保证。
（4）现场使用时，待成孔已经完成或接近完成时，用强制式混凝土拌和机或人工进行拌合，拌合操作标准参照混凝土的拌合要求。如拌合时需要加水，则应边伴边加水，以免形成土团，拌合均匀后待用。
12.3.2成孔
在旧城危改工程中，由于场地环境条件的限制，多采用人工洛阳铲、螺旋钻机成孔方法。当土质较松软时采用沉管、冲击等方法挤土成孔，可收到良好的效果。
一、人工挖孔法
夯实水泥土的施工，应按照设计要求选用成孔工艺。挤土成孔可选用沉管、冲击等方法；非挤土成孔可选用洛阳铲、螺旋钻等方法。
夯实水泥土桩按复合地基设计时，桩径通常为300~400mm，可采用特制的洛阳铲人工成孔，其构造与使用方法可见石灰桩的施工。
如持力层强度高，而按大直径桩或深基础施工时，桩径800~1000mm，底部尚可扩孔，此时，则采用人工挖孔桩的办法成孔。
其工艺流程为：人工挖孔至设计深度——清孔及检查——孔底夯实——拌合水泥土——将水泥土逐层灌入孔内。逐层夯实直至设计桩标高以上0.2m——素土封顶。
二、机械成孔施工法
机械成孔分为挤土和排土成孔，当被加固土体密度较大或挤密性差时，宜选用排土成孔，如螺旋钻、长螺杆钻机、机动洛阳铲、大锅（蜗）锥等成孔。当土的挤密性较好时，宜选用挤土成孔工艺，如沉管法、干振法、“法兰克”法等。沉管法施工类似石灰桩管外投料施工法，利用桩管反插压实。干振法采用干振碎石桩的干振成孔器成孔，投入水泥土加以振实。“法兰克”法采用套管内击式碎石桩的施工方法。
12.3.3夯填
由于各种成孔工艺均可能使孔底存在部分扰动和虚土，因此夯填混和料前应将孔底土夯实，有利于发挥桩端阻力，提高复合地基承载力。
为保证桩顶的桩体强度，现场施工时均要求桩体夯填高度大于桩顶设计标高200~300mm。在垫层施工时将多余桩体凿除，桩顶面应水平。
夯填桩孔时，宜选用机械夯实。大孔径水泥土桩的夯实，可采用灰土井桩的夯实机，分段夯填时，夯锤的落距和填料厚度应根据现场试验确定，混合料的压实系数λc不应小于0.93。相同水泥掺量下，桩体密实度是决定桩体强度的主要因素，当λc≥0.93时，桩体强度约为最大密度下桩体强度的50%~60%。
若采用人工夯实，夯重25kg左右，详见第10章石灰桩的施工。孔内水泥土每层虚铺30cm左右，先用小落距轻夯3~5次，然后重夯不少于8次，夯锤落距不小于60cm。
垫层材料应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。垫层铺设时应压（夯）密实，夯填度不得大于0.9.为减少施工期地基的变形量，采用的施工方法应严禁使基底土层扰动。
施工工程中，应有专人监测成孔及回填夯实的质量，并作好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符时，应查明情况，采取有效处理措施。
雨季或冬季施工时，应采取防雨防冻措施，防止土料和水泥受雨水淋湿或冻结。
12.4 质量检验
施工过程中，对夯实水泥土桩的成桩质量应及时进行抽样检验。对成桩质量的抽检数量不应少于总桩数的2%。对一般工程，可检查桩的干密度和施工记录。目前干密度的检验方法可在24h内采用取土样测定或采用轻型动力触探击数N10与现场试验确定的干密度进行对比，以判断桩身质量。
夯实水泥土桩地基竣工验收时，承载力检验应采用单桩复合地基载荷试验。对重要或大型工程，尚应进行多桩复合地基载荷试验。
夯实水泥土桩地基检验数量应为总桩数的0.5%~1%，且每个单体工程不应少于3点。
夯实水泥土桩复合地基载荷试验完成后，当以相对变形值确定夯实水泥土桩复合地基的承载力特性值时，对以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基可取载荷试验沉降比s/b或s/d等于0.008所对应的压力，对以粘性土、粉土为主的地基可取载荷试验沉降比s/b或s/d等于0.01所对应的压力。
