黄海珠

厦门珑禹建设工程有限公司（361000）

探讨公路工程中软基处治措施

黄海珠

厦门珑禹建设工程有限公司（361000）

结合某工程，分析软土地基处理工程技术，介绍水泥深层搅拌桩的施工工艺、特点，探讨对软土地基处理的一些实施措施，供同行参考。

公路；软基处理；水泥搅拌桩；工艺

1 软土地基处理的一般思路

随着社会经济的不断发展，公路工程软土地基处理技术也不断提高，软土地基处理有许多种不同的方法，一般按照地基处理机理进行分类。常用地基处理方法有排水固结法、胶结法、加筋土、置换法、挤密法及挤密置换法。

1）排水固结法

主要包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法和电渗排水法。通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件，采取加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度的增长，提高地基土的稳定性并使沉降提前完成。排水固结法适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但对于较厚的泥炭层要慎重对待。

2）胶结法

主要包括水泥搅拌桩、高压喷射注浆法和水泥土夯实桩。主要适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基，尤其适用于软弱地基的加固。

3）加筋土

主要包括加筋土、土工织物和锚固法。适用于人工填土、砂土的路堤、挡墙、桥台、水坝、砂土、粘性土和软土的加固，或用于反滤、排水和隔离的材料。

4）置换法、挤密法及挤密置换法

主要包括振冲置换法、CFG桩、石灰桩、强夯置换、砂桩、强夯法和挤密碎石桩。

2 案例分析

泉州台商投资区范围内的通港道路施工工程，总共有5.045公里，是城市主干路，等级1级，道路车辆通行量较多，主要是机动车道（面层24 cm，采用C40普通水泥混凝土）和辅路（面层22厘米，采用C40普通水泥混凝土）,其中3.615公里长度的施工段属于软土地基地带。

该道路沿线经过村庄、农田、鱼塘、厂区，局部穿越水渠、水沟,地面高差变化较大,变化范围-0.58～14.87 m。属海洋地貌，以海积阶地为主，局部为残丘地貌或残坡台地。场地岩土层基本特征为自上而下为填土，厚度0.3～7.6 m；粉质黏土，厚度0.60～9.60 m；淤泥，厚度0.40～4.80 m;场地建筑类别为Ⅱ级。其中K0+000～K3+615存在厚度较大的填土层，且下卧淤泥软土层,设计时对该路段地基采取软基加固、换填处理。

水泥搅拌法根据施工工艺又分为常规水泥搅拌桩和双向搅拌桩技术。

1）常规水泥搅拌桩技术存在的不足

水泥搅拌桩是利用软土与固化剂间的相互反应，形成具有一定强度、稳定性及整体性良好的水泥土加固体，以提升软土地基承载能力，达到减轻地基沉降的目的[1]。其中，固化剂多采用水泥等材料，因为要在软土地基深处就地施工，需要借助特制的搅拌机械。该技术因具有振动小、工期短、施工难度低等特点,被广泛应用于软土地基处理工程中。

在实际工程应用中仍存在一定的技术缺陷:①经济效益低。由于该技术对固化剂及施工机具都有特定的要求，单位工作量的软土地基施工工程量较大，工程成本偏高。②受力不合理。桩间距较小，单根桩径自上而下又完全相同，对天然土体的结构有一定的扰动，无法充分利用桩间土的强度，受力不合理。③浆液上冒。施工时，在搅拌叶片旋转力、喷浆压力、孔隙水压力及土压力的相互作用下，搅拌桩筒体内压力急剧增大,固化剂(一般用水泥浆)沿着钻杆向上冒出，从而造成桩身上下水泥含量高低不同,且因为有部分水泥浆溢出而造成水泥浆的浪费。④均匀性差。由于搅拌叶单向旋转，常规搅拌桩只能在单面对搅拌土体进行切割，难以使土体得到充分搅拌,从而形成桩身强度较低的层状水泥搅拌桩。

2）双向搅拌桩技术

对常规水泥搅拌桩技术进行改良之后，其主体仍是常规水泥搅拌桩成桩机械，主要区别是在沉管灌注桩机等常规机具上配有多功能钻头及双向搅拌桩动力箱设备。施工时，随着内外钻杆旋转方向的改变，配合土体被、主动土压力差，钻头叶片收缩或打开,桩径也同步变小或变大，从而形成钉形桩[2]。

双向水泥搅拌桩技术与常规水泥土搅拌桩技术相比，主要技术优势:①经济效益高。双向水泥搅拌桩技术可以使得柱身结构更为合理，桩身强度也得到大幅度的提高，可以让搅拌桩在相同水泥用量的条件下具有更高的承载力,在相同强度要求下，扩大桩与桩的间距，降低工程成本，具有显著经济效益。②受力合理。水泥搅拌桩的变截面结构形式，可以使扩大头的位置随着土层条件的不同而随意改变，保证加固体受力更加合理，使软土地基加固的效果更好。③强度高。叶片在施工过程中会同时正反向旋转，有效地阻止了水泥浆，使土体与固化剂能够充分拌和，大大提高水泥强度。

双向搅拌桩技术同传统的施工技术相比具有以下优势[3]:

首先,从施工工艺进行对比:双向搅拌桩施工时,由于内、外钻选装方向相反，基本上能够抵消因两片叶片搅拌而产生的剪切力，对施工周围的土地不会有过多的扰动，还能大体避免施工地面出现冒浆的情况发生。

其次，在试验结果上进行对比:双向水泥搅拌比常规的搅拌技术能够制作出更加均匀的水泥浆，桩身的受力强度不会因深度变化而有过大变化，也就是说桩身强度较稳定。此外，在同样的条件下，双向搅拌施工技术更能够保证质量，节省较大成本。

施工方法如下:

1）试桩：首先选择试验区域进行试桩，根据试验参数确定施工配合比和施工工艺。

2）定位检查:经测量之后，安排搅拌桩机就位，使钻头对准桩位，之后检查管线及检测仪器之间链接的完好与否。

3）制备水泥浆:按设计设定的配合比例（每米配置60 kg水泥）制作水泥浆，并在压浆之前将其倒入集料之中。

4）下沉喷浆搅拌:启动搅拌机的电机，放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿线向下搅拌切土下沉，电机中的电流检测装置控制着搅拌机的下沉速度，不能太快，不能太慢,太慢则需要输浆系统增添清水进行钻探。

5）提升喷浆搅拌:搅拌机下沉至设计深度之后，将灰浆泵打开，下压水泥浆直至地基内。在此过程中一边旋转一边喷浆,严格按照设计要求，将搅拌机提升至合理位置。

6）重复上下搅拌:该步骤是为了将水泥浆同软土充分的搅拌。

7）清洗:将灰浆泵打开，用清水清洗管线中残留的水泥浆以及搅拌头上残存的软土。

8）移位:重复以上几个步骤，开始下一根桩的施工。

3 软土地基处理效果

根据设计文件要求，施工成桩的水泥土无侧限抗压强度不小于1.5 Mpa,水泥搅拌桩单桩承载力取值100～150 kPa，复合地基承载力100～120 kPa。施工过程中，采用轻型动力触探法检查3 d内每米桩身的均匀性601根，均符合要求；采用浅部开挖桩头的方法目测检查搅拌桩的均匀性及成桩直径3 005根，桩体的均匀性良好，成桩直径均符合要求。逐段施工完成28 d后检测无侧限抗压强度147根，检测抗压强度代表值均在2.0～4.5 MPa之间；检测单桩承载力602根，检测抗压极限承载力均在150～200 kPa之间；复合地基承载力301根,检测抗压极限承载力均在150～200 kPa之间；三项指标均符合设计要求，达到预期的处理效果。

4 结语

软土地基处理应充分结合工程背景，合理选择处理技术方案。同时，随着技术的不断进步，软土地基的处理技术和施工机械也应继续研究开发，不断寻求造价低、效果好、适用性强的处理技术。实践证明，双向水泥搅拌桩技术具有工艺简单、受力合理、加固土体强度高等特点,可以根据成桩的强度，扩大桩与桩的间距，节约投资，取得较好的经济效益。

[1]崔伯华,许永青.高速公路软基拓宽处理方法与施工技术[J].路基工程,2007(5):152－153.

[2]苏德俊,詹勇.山区公路改扩建工程道路纵向开裂原因分析及防治[J].交通科技，2009(1):41－43.

[3]杨红菊，朱志铎.高速公路拓宽工程中的软土地基处理[J].路基工程，2008(5):183－184.