化學加固法在公路軟土地基處理中的應用

黃卜維

（保定申成路橋有限責任公司）

軟土可將其分為軟粘性土、淤泥質土、淤泥、泥炭質土及泥炭5種類型，習慣上把前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、抗剪強度很低、滲透性較差、靈敏度高等特點，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，將對路基路面工程質量造成極大破壞。當路基的抗剪強度不足以支承上部結構的自重及外荷載時，地基就會產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，提高其抗剪強度和抗液化能力，消除不利影響。化學加固法因其具有加固快、工期短、壽命長、效果佳的特點，在實際工程中使用極廣，其原理是將一些化學材料加入土體后，與土體發生化學反應，吸收和擠出土中部分水與空氣形成具有較高承載力的復合地基。化學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

法國最早發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，發生化學反應并形成固體，這種方式命名為“硅化法”，它奠定了現代化學灌漿技術的基礎。硅化法的特點是設備工藝簡單，漿液的滲入性較強，能很快使地基變形終止；無毒，不污染環境，價格低廉，故被廣泛采用。

根據漿液注入的方式，硅化法分為壓力硅化、電動硅化和加氣硅化三類。其中，壓力硅化根據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，根據被加固土的種類、滲透系數而定，具體數據如表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，通過特制的攪拌機械就地將軟土和固化劑（漿液狀和粉體狀）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理－化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的優質地基。粉噴樁法就是采用粉體狀固化劑來進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點，如能有效地減少地基的總沉降量，這對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程中側向位移明顯減少，并在較短時間內即趨穩定，這樣不僅能增加路基的穩定，特別在橋涵與路堤連接處保護橋臺樁基不受過大的側向推力，而且也減少地基的沉降。但施工過程中應注意檢測土基的天然含水量，以確定加入粉體的數量，只有水和粉體的數量都滿足要求時才能保證其生成較高強度的樁體。

粉噴樁法適合于加固各種成因的飽和軟粘土，目前國內常用于加固淤泥、淤泥質土、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將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設計高程，將預先配制好的漿液通過高壓發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，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過程中，鉆桿邊旋轉邊提升，使漿液與土體充分攪拌混合，在土中形成一定直徑的柱狀固結體，從而使地基達到加固。

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、振動小、噪音較低等優點，但其施工工藝比較復雜，需要配置專門的旋噴設備，成本較高，且容易污染環境，對于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質不宜采用。

4 水泥土攪拌樁法

水泥土攪拌樁法在施工中較為常見，其加固機理是用水泥做固化劑，通過使用特制的深層攪拌機械，在鉆進的同時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度的水泥土，這些加固土、柱體與柱體間的土構成了一種復合地基，從而達到地基加固的目的。

水泥土攪拌樁法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質含量較高的地基。若需采用時必須通過試驗確定其適用性。

水泥土攪拌樁加固的特點是施工工期短，效率高，施工中無振動，無噪聲，無地面隆起，不排污，不擠土，不污染環境，施工工具簡易，費用低廉等。

5 結語

隨著科學的進步，利用化學加固法處理軟土地基所用的化學物質種類越來越多，如何選擇合理的處理方法，既能保證工程質量又能保證工程的經濟性，需要我們根據各自項目的工程特點和環境條件，通過綜合比較來確定。

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