費載德、李廣華

（南昌旭日公路橋梁工程有限公司，江西南昌 330200）

0 引言

在國民經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，科技的進步為公路施工質(zhì)量的大幅提升提供了有力保障，我國高速公路工程行業(yè)也因此取得了飛速發(fā)展。然而，當(dāng)前我國部分高速公路工程項目在施工過程中面臨一些問題，特別是軟土地基處理問題，成為制約高速公路工程施工質(zhì)量的主要因素。為確保高速公路工程項目的整體施工質(zhì)量和安全，文章從軟土地基處理技術(shù)的重要性入手，分析軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用，以期進一步提升軟土地基處理效果[1]。

1 軟土地基處理技術(shù)運用原則

軟土一般指外觀以灰色為主、自然孔隙比大于或等于1、自然含水量大于或等于液限的細粒土，主要分布于沿海地區(qū)、湖泊周圍[2]。軟土主要包括淤泥、泥炭、泥炭質(zhì)土等，具有高壓縮性和低承載力的特點，這是由于沿海地區(qū)、湖泊、河谷和沉積物中具有較高的天然水含量，從而導(dǎo)致土壤具有較大的孔隙率、較高的可擴展性和較低的剪切強度。

此外，軟土的固結(jié)敏感性高、干擾大、透水性差、土層錯綜復(fù)雜，有明顯的觸變性，且具有蠕變特性[3]。高速公路工程施工中遇到這類土質(zhì)時需要遵循以下原則進行合理處理，這對高速公路工程的順利開展有重要意義。

第一，進行實地勘察。我國地域遼闊，部分區(qū)域的地理位置特殊，不同區(qū)域的土壤組成存在一定的差異，因此在工程地質(zhì)勘察階段，需要由專業(yè)人員對當(dāng)?shù)氐能浲吝M行實地勘察，獲取準確的地質(zhì)信息，為軟土地基處理技術(shù)的選擇提供可靠依據(jù)[4]。

第二，軟土地基處理不僅要考慮短期效應(yīng)，還需要考慮長期效應(yīng)。軟土地基在長期使用過程中可能會發(fā)生變形和沉降，因此所采取的處理方法應(yīng)該能夠確保地基的長期穩(wěn)定性。

第三，在軟土地基處理過程中，應(yīng)進行有效的監(jiān)測。通過定期監(jiān)測地基的變形和應(yīng)力變化情況，及時采取必要的調(diào)整措施，確保地基的長期穩(wěn)定性和安全性。

2 軟基的特征及危害

2.1 特征

2.1.1 含水量高、孔隙度大

軟土地基的主要構(gòu)成元素為黏土和泥砂顆粒，含有較多的非無機物質(zhì)，如高嶺石和黏土礦物。這些礦物質(zhì)表層附著負電荷，會與周邊介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生偶極水分子，從而在其表層形成吸附水膜。受地質(zhì)條件的影響，會產(chǎn)生絮體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其呈現(xiàn)出含水量高、孔隙度大的特點。

2.1.2 可塑性高

軟土具有較高的可塑性，易發(fā)生流變和塑性變形。受到外部荷載作用時，軟土地基容易發(fā)生較大的應(yīng)力松弛和塑性變形，導(dǎo)致地基不穩(wěn)定[5]。

2.1.3 抗剪強度低

相較于普通的土壤地基，軟土地基的孔隙率較高，土體的強度和抗剪強度較小，使得承載力較低，在路面荷載作用下，容易發(fā)生變形和沉降，會影響交通安全。

2.2 危害

第一，軟土地基容易發(fā)生變形和沉降。由于土壤顆粒之間的結(jié)構(gòu)較松散，荷載作用下土壤顆粒易發(fā)生重新排列，導(dǎo)致地表下沉。沉陷和變形會導(dǎo)致高速公路不均勻沉降，嚴重時甚至?xí)l(fā)坍塌。

第二，軟土地基的動力特性較差，對地震波的響應(yīng)較為敏感，在地震等外力作用下，軟土地基容易呈現(xiàn)液化狀態(tài)，會導(dǎo)致高速公路嚴重沉降、傾斜和破壞。

3 高速公路項目中軟土地基處理關(guān)鍵技術(shù)

3.1 強夯處理技術(shù)

在軟土地基處理中，強夯是廣泛應(yīng)用的處理技術(shù)。該技術(shù)能夠緊密壓實軟土地基，主要是填入碎石，再進行壓實以改善地基條件[6]。強夯處理技術(shù)可以解決軟土地基高孔隙率的問題，提高整個軟土地基區(qū)域的承載力，確保軟土地基施工的可靠性。同時，強夯技術(shù)具有便利性和靈活性。但夯處理技術(shù)施工中會出現(xiàn)產(chǎn)生較大的噪聲，因此在施工過程中必須對噪聲問題進行有效控制。此外，進行動態(tài)壓實翻新處理時，為提高施工質(zhì)量，應(yīng)優(yōu)化壓實設(shè)備，以避免因設(shè)備不兼容影響項目施工效果。

進行強夯施工時，需要全面了解施工現(xiàn)場環(huán)境，以便更合理地選擇起重設(shè)備和重型破碎錘。重型錘的重量通常在10～30t 之間，并確保它們能夠良好配合，避免在施工和使用過程中遇到障礙。使用重錘時，應(yīng)進行準確的計算和分析，合理設(shè)置重錘的重量和高度，以滿足軟土地基加固要求。若軟土地基的相對濕度過大或土壤質(zhì)量過差，在地基夯實過程中為達到更理想的效果，可配合采用置換法。

3.2 換填法理技術(shù)

換填處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于高速公路工程中軟土地基處理，施工方法也較為成熟。該技術(shù)適用于多種不良土壤地質(zhì)處理，能夠有效解決軟土地基問題，提高土壤基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載力。

首先，應(yīng)用換填處理技術(shù)時，為了更好地提高加固效果，必須了解軟土比重，制訂切實可行的施工計劃，避免替換和填充不足。

其次，具體實施換填處理技術(shù)時，通常采用機械設(shè)備對置換區(qū)進行開挖。對于結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的軟土，應(yīng)采用手動挖掘方式，以保證挖掘精度。

再次，應(yīng)用換填處理技術(shù)時，回填工作的控制非常重要，如果處理不當(dāng)會導(dǎo)致?lián)Q填后的地基依舊難以滿足施工要求。此外，重新填充之前，需要對填充材料的使用性能進行全面測試，可通過進一步測量濕度和電阻等關(guān)鍵指標(biāo)。一般礦渣、粉煤灰和砂子可以產(chǎn)生良好的換填效果，這些材料也是當(dāng)前換填處理施工中的重要材料。

最后，換填完成后，通常需要借助壓實技術(shù)進行壓實處理，以提高換填后軟土地基區(qū)域的穩(wěn)定性。在某些軟土地基深度較大的區(qū)域，可在換填過程中采用水平置換和同步碾壓方式，以確?；A(chǔ)具有較高的承載能力，從而最大程度地降低后續(xù)返工的可能性。

3.3 粉噴樁加固施工技術(shù)

由于軟土地基的特殊性，需要采取一些措施來改善其穩(wěn)定性，以有效提高軟土地基的硬度和強度。在公路施工中，粉噴樁加固技術(shù)的作用是通過深層攪拌來加固地基，該技術(shù)也稱為地面樁加固技術(shù)。在實際施工中，水泥石灰是使用較為廣泛的固化劑，這類固化劑可以通過一系列物理和化學(xué)反應(yīng)，使軟土基礎(chǔ)變?yōu)橛袡C整體，以此提高軟土基礎(chǔ)的強度和硬度，同時增強軟土基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3.4 加筋施工技術(shù)

加筋施工技術(shù)是一種常用的軟土地基處理方法，通過在地基中添加纖維或尼龍來提高土壤的承載力。在施工過程中，需要將砂層和土壤層混合。為了增強路基的承載力和抗壓能力，采用加筋施工技術(shù)時，應(yīng)選擇適宜的材料進行鋪裝，并確保鋪裝過程符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準。

3.5 預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)

預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)是一種有效的軟土地基加固技術(shù)，對改善軟土地基具有良好的效果。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)進行加固時，首先要準確確定軟土的位置，并合理確定管樁布設(shè)位置。完成工程測量后，需檢查管樁是否按照規(guī)定位置放置。此外，進行管樁施工時，必須確保該技術(shù)與施工環(huán)境相兼容，施工完成后，應(yīng)安裝標(biāo)牌作為標(biāo)識。

催化油漿是催化裂化反應(yīng)過程的副產(chǎn)品，因原料、工藝條件的差異，各煉廠所產(chǎn)催化油漿的組成和性質(zhì)也各不相同，但其化學(xué)組成具有密度大，稠環(huán)芳烴含量高，氫碳原子比低等特點，是一種低附加值的副產(chǎn)品。根據(jù)催化油漿的性質(zhì)，利用其所含優(yōu)質(zhì)碳資源的特性，可將其作為原料生產(chǎn)不同需求的新型碳材料和多種化工產(chǎn)品。但催化油漿中包裹的催化劑和焦粉粉末等機械雜質(zhì)嚴重影響深加工產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，進一步開發(fā)利用催化油漿就必須采取科學(xué)合理的方法有效地脫除油漿的催化劑粉末，以滿足后續(xù)加工單元的需求。

4 案例分析

4.1 項目概況

某公路橋梁工程設(shè)計總里程為2.8km，由兩座大橋共同組成，樁基共計516 根，最深的樁基為36m，最淺的樁基為16m，大多數(shù)樁基的深度在20m 以上。該工程全標(biāo)段內(nèi)地質(zhì)條件較差，多位于軟土地基之上，軟土厚度在6～28m，液化類型的砂土深度超過10m，樁基施工穿越復(fù)雜地層，具體包括：軟弱土層、黏性土層、中細砂土層等。

該工程軟土地基處理深度大、范圍廣，且位于城市中，對軟土地基處理技術(shù)有很高的要求。經(jīng)過分析討論和論證，采取粉噴樁加固施工技術(shù)，并取得了良好效果。

4.2 具體施工工藝

4.2.1 試樁

首先，鉆進施工的速度不能超過1.5m/min，鉆頭提升的速度不應(yīng)超過0.8m/min。其次，進行水泥和軟土強制攪拌時，攪拌速度要控制在30r/min 左右，鉆進、反復(fù)攪拌以及提升時管道的壓力需要控制在0.1～0.2MPa，在具體噴灰施工中，管道的壓力要控制在0.25～0.40MPa。最后，精確掌握水泥攪拌均勻速度，并充分考慮下鉆和提升時的困難程度。

4.2.2 流程

粉噴樁加固技術(shù)對施工過程和質(zhì)量控制有嚴格的要求。在該工程中，為了最大限度地保證軟土地基的處理效果，對各個施工步驟進行了嚴格控制，進而取得了良好的加固效果。

第一步，樁基定位。通過測量放線方法確定每根粉噴樁的具體位置，并保證起吊設(shè)備的水平度以及攪拌軸的垂直度等滿足設(shè)計要求。

第二步，預(yù)攪拌下沉。啟動粉噴樁機，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進。在整個鉆進過程中要連續(xù)不斷地噴射壓縮空氣。如果鉆進下沉的速度過慢，可從輸漿系統(tǒng)中補充清水，以提升鉆進速度。

第四步，逐步緩慢提升粉噴樁，邊噴粉邊旋轉(zhuǎn)。嚴格按照試樁確定的施工參數(shù)和工藝標(biāo)準合理控制提升速度，提升結(jié)束的標(biāo)志為鉆頭提升到距離地面30cm 的位置，此時發(fā)送器應(yīng)停止噴粉。

第五步，提升完成、停止噴粉之后，應(yīng)對粉噴樁上部1/2 的位置重復(fù)進行至少2 次攪拌，以保證粉噴樁施工質(zhì)量。

第六步，粉噴樁全部施工完成后，將附著在攪拌頭上的軟土全部清洗干凈，再移動到下一根粉噴樁上，之后重復(fù)上述步驟。

4.2.3 注意事項

在公路橋梁軟土地基處理中應(yīng)用粉噴樁加固施工技術(shù)時，為確保各道工序質(zhì)量達到設(shè)計要求，需要結(jié)合軟土地基的特點，以及粉噴樁加固施工流程，對各道工序進行嚴格控制，進而充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，以下是幾個關(guān)鍵的注意事項：

第一，粉噴樁施工中垂直度誤差不可超過1%，樁位最大的偏移誤差不可超過5cm，粉噴樁樁徑誤差最大不可超過4%。

第二，為保證粉噴樁樁底端的施工質(zhì)量，在具體施工中，漿液達到出漿口后，要持續(xù)噴漿30s 左右，以確保漿液充分到達底端。噴漿口的高度達到設(shè)計要求的樁頂標(biāo)高之后，要立即停止噴粉，但要持續(xù)攪拌30s 以上，以保證粉噴樁樁頭的均勻性和密實度。

第三，粉噴樁施工應(yīng)盡量連續(xù)進行，避免中途停止，并嚴格控制起噴和停噴的高程。如果由于設(shè)備故障或停電導(dǎo)致停噴，需詳細記錄中斷的高程。故障恢復(fù)后應(yīng)立即進行復(fù)攪，復(fù)攪的重疊長度不得小于1m。如果故障中斷時間超過12h，則需要進行斷樁處理。

第四，在粉噴樁頂部1/2 的位置，要至少重復(fù)攪拌2 次，高度必須大于5m，進行鉆進提升時，管道的壓力不能太大，以免淤泥向孔壁四周不斷擠壓，形成空洞問題。

在整個施工過程中，要采取低速、緩慢提升的方法，以確保土體和水泥漿液充分拌和，從而提升樁體的均勻性。此外，水泥的配合比必須嚴格按照試驗室確定的比例進行控制，水泥漿必須一次噴射完成。

5 結(jié)語

軟土地基是高速公路工程建設(shè)中經(jīng)常遇到的問題，處理效果會直接影響整個工程質(zhì)量。此外，軟土地基處理效果受到多種因素的影響，因此在選擇處理方案時，應(yīng)綜合考慮氣候和地質(zhì)等因素，以及勞動力和物質(zhì)資源的影響等，以確保所選方案經(jīng)濟、實用，取得良好的處理效果，從而保證高速公路工程施工質(zhì)量。