一、技术背景

水下DCM施工过程控制较复杂，需要控制钻速、提升/下贯速度、喷水/喷浆流量等众多指标，传统人工操作容易出现疏漏，需具备参数设定、自动化控制、实时监控和数据记录处理功能，可自动形成施工记录报表，并实时显示搅拌路径曲线，实现水下DCM的数字化施工，才能更好地保证成桩质量。

二、技术内容及特点

水下DCM船舶施工系统实现数字化施工，主要包括制浆系统制备的水泥浆体积、每立方水泥土注入的水泥浆体积、成桩过程中桩体的垂直度、搅拌机下贯和提升速度、搅拌机下贯和提升过程中搅拌轴转速、加固土体每米切割搅拌次数（BRN（有效搅拌次数））、成桩过程中处理电机的电流值、成桩之前（期间、之后）桩位坐标、搅拌机贯入与提升过程中桩底标高、施工完成时桩顶标高等施工关键参数的监控与记录。

涉及的核心技术内容有：

施工路径曲线设计——明确不同深度不同土层中下贯与提升过程施工工艺参数，并输入施工控制系统作为施工过程执行依据与标准。

持力层数字化实时判别——正式施工前，通过在工程址区进行试桩，建立不同施工工艺参数下处理机达到设计要求的桩底持力层性质与电流值之间的关系；正式施工时，以处理机电流值判别搅拌头是否达到持力层，在根据设计嵌固深度要求确定终桩位置。

喷水与喷浆实时控制——解决下贯过程中何时何处喷水以及喷水量，施工过程中何时何处喷浆以及喷浆量，通过施工控制系统中的人机交互界面予以实时控制。

每米土体切割搅拌次数（BRN（有效搅拌次数））控制——通过计算分析提出了三种提高BRN（有效搅拌次数）值的方法，旨在锁定满足施工质量与施工效率的经济技术平衡点。

三、推广应用情况

深层水泥搅拌桩加固水下软土地基，具有适用范围广、处理深度大、加固形式灵活、环保等优点。近年来，依托香港国际机场第三跑道工程和深圳至中山跨江通道工程等国内重大建设工程，对DCM法加固水下软基成套施工技术及装备进行了自主研发攻关，取得了突破性进展与重要研究成果，打破了长期以来日、韩等发达国家技术垄断的局面。

四、前景展望

21世纪是海洋的世纪，为满足城市发展空间拓展、交通运输网络完善、资源开采利用等需求，水运工程建设必将迅猛发展，尤其是在粤港澳大湾区、环渤海湾大湾区、长三角等区域。水工建构筑物深水化和大型化是未来水运行业的发展趋势，导致水下地基处理的深度不断增大，质量要求不断提高。与开挖换填、抛石挤淤、挤密砂桩、碎石桩等水下地基处理技术相比，DCM法加固水下地基技术具有环保、高效、质量可控等独特的优势，符合当前国家高质量发展的要求与需求。可以预见，DCM技术将在水下地基处理领域具有蓬勃的生命力，应用前景广阔。