化學(xué)加固法在公路軟土地基處理中的應(yīng)用

黃卜維

（保定申成路橋有限責(zé)任公司）

軟土可將其分為軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭5種類型，習(xí)慣上把前3種總稱為軟土，它具有含水量較高，孔隙比較大、壓縮性較高、抗剪強(qiáng)度很低、滲透性較差、靈敏度高等特點(diǎn)，軟土地基因此具有極大的危害性，若不加以處治或處理不當(dāng)，將對(duì)路基路面工程質(zhì)量造成極大破壞。當(dāng)路基的抗剪強(qiáng)度不足以支承上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載時(shí)，地基就會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。

軟土地基處理的目的就是改善軟土地基土的工程性質(zhì)，提高其抗剪強(qiáng)度和抗液化能力，消除不利影響?；瘜W(xué)加固法因其具有加固快、工期短、壽命長(zhǎng)、效果佳的特點(diǎn)，在實(shí)際工程中使用極廣，其原理是將一些化學(xué)材料加入土體后，與土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸收和擠出土中部分水與空氣形成具有較高承載力的復(fù)合地基。化學(xué)加固法主要包括硅化法、粉噴樁法、旋噴樁法、水泥土攪拌樁法等。

1 硅化法

法國(guó)最早發(fā)明了土木施工的壓力灌漿法。將濃的硅酸鈉溶液和濃的氯化鈉溶液（水玻璃）注入地基中時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成固體，這種方式命名為“硅化法”，它奠定了現(xiàn)代化學(xué)灌漿技術(shù)的基礎(chǔ)。硅化法的特點(diǎn)是設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，漿液的滲入性較強(qiáng)，能很快使地基變形終止；無(wú)毒，不污染環(huán)境，價(jià)格低廉，故被廣泛采用。

根據(jù)漿液注入的方式，硅化法分為壓力硅化、電動(dòng)硅化和加氣硅化三類。其中，壓力硅化根據(jù)溶液不同又分為壓力雙液硅化、壓力單液硅化和壓力混合液硅化三種。各種方法的適用范圍，根據(jù)被加固土的種類、滲透系數(shù)而定，具體數(shù)據(jù)如表1：

表1 適用范圍

2 粉噴樁法

粉噴樁法屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也叫加固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械就地將軟土和固化劑（漿液狀和粉體狀）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理－化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。粉噴樁法就是采用粉體狀固化劑來(lái)進(jìn)行軟基攪拌處理的方法。

采用粉噴樁加固軟土地基具有許多優(yōu)點(diǎn)，如能有效地減少地基的總沉降量，這對(duì)控制路堤的沉降和解決橋頭“跳車”具有明顯的效果；加固后路基在填筑過(guò)程中側(cè)向位移明顯減少，并在較短時(shí)間內(nèi)即趨穩(wěn)定，這樣不僅能增加路基的穩(wěn)定，特別在橋涵與路堤連接處保護(hù)橋臺(tái)樁基不受過(guò)大的側(cè)向推力，而且也減少地基的沉降。但施工過(guò)程中應(yīng)注意檢測(cè)土基的天然含水量，以確定加入粉體的數(shù)量，只有水和粉體的數(shù)量都滿足要求時(shí)才能保證其生成較高強(qiáng)度的樁體。

粉噴樁法適合于加固各種成因的飽和軟粘土，目前國(guó)內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土。

3 旋噴樁法

旋噴樁法是利用鉆機(jī)將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設(shè)計(jì)高程，將預(yù)先配制好的漿液通過(guò)高壓發(fā)生裝置使液流獲得巨大能量后，從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來(lái)，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過(guò)程中，鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，使?jié){液與土體充分?jǐn)嚢杌旌希谕林行纬梢欢ㄖ睆降闹鶢罟探Y(jié)體，從而使地基達(dá)到加固。

旋噴樁按注漿形式分為旋噴注漿、擺噴注漿和定噴注漿等，其中，定噴注漿適用于粒徑不大于20 mm的松散地層，擺噴注漿適用于粒徑不大于60 mm的松散地層，大角度擺噴注漿適用于粒徑不大于100 mm的松散地層，旋噴注漿適用于卵礫石地層及基巖殘坡積層。

旋噴樁適用范圍較為廣泛，具有施工占地少、振動(dòng)小、噪音較低等優(yōu)點(diǎn)，但其施工工藝比較復(fù)雜，需要配置專門(mén)的旋噴設(shè)備，成本較高，且容易污染環(huán)境，對(duì)于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質(zhì)不宜采用。

4 水泥土攪拌樁法

水泥土攪拌樁法在施工中較為常見(jiàn)，其加固機(jī)理是用水泥做固化劑，通過(guò)使用特制的深層攪拌機(jī)械，在鉆進(jìn)的同時(shí)往軟土中噴射水泥漿液，在地基深處將軟土固化成為具有足夠的強(qiáng)度的水泥土，這些加固土、柱體與柱體間的土構(gòu)成了一種復(fù)合地基，從而達(dá)到地基加固的目的。

水泥土攪拌樁法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數(shù)大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機(jī)質(zhì)含量較高的地基。若需采用時(shí)必須通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。

水泥土攪拌樁加固的特點(diǎn)是施工工期短，效率高，施工中無(wú)振動(dòng)，無(wú)噪聲，無(wú)地面隆起，不排污，不擠土，不污染環(huán)境，施工工具簡(jiǎn)易，費(fèi)用低廉等。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)的進(jìn)步，利用化學(xué)加固法處理軟土地基所用的化學(xué)物質(zhì)種類越來(lái)越多，如何選擇合理的處理方法，既能保證工程質(zhì)量又能保證工程的經(jīng)濟(jì)性，需要我們根據(jù)各自項(xiàng)目的工程特點(diǎn)和環(huán)境條件，通過(guò)綜合比較來(lái)確定。

［1］公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTG F0－2006）［S］.人民交通出版社.