化学加固法在公路软土地基处理中的应用

黄卜维

（保定申成路桥有限责任公司）

软土可将其分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭5种类型，习惯上把前3种总称为软土，它具有含水量较高，孔隙比较大、压缩性较高、抗剪强度很低、渗透性较差、灵敏度高等特点，软土地基因此具有极大的危害性，若不加以处治或处理不当，将对路基路面工程质量造成极大破坏。当路基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。

软土地基处理的目的就是改善软土地基土的工程性质，提高其抗剪强度和抗液化能力，消除不利影响。化学加固法因其具有加固快、工期短、寿命长、效果佳的特点，在实际工程中使用极广，其原理是将一些化学材料加入土体后，与土体发生化学反应，吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。化学加固法主要包括硅化法、粉喷桩法、旋喷桩法、水泥土搅拌桩法等。

1 硅化法

法国最早发明了土木施工的压力灌浆法。将浓的硅酸钠溶液和浓的氯化钠溶液（水玻璃）注入地基中时，发生化学反应并形成固体，这种方式命名为“硅化法”，它奠定了现代化学灌浆技术的基础。硅化法的特点是设备工艺简单，浆液的渗入性较强，能很快使地基变形终止；无毒，不污染环境，价格低廉，故被广泛采用。

根据浆液注入的方式，硅化法分为压力硅化、电动硅化和加气硅化三类。其中，压力硅化根据溶液不同又分为压力双液硅化、压力单液硅化和压力混合液硅化三种。各种方法的适用范围，根据被加固土的种类、渗透系数而定，具体数据如表1：

表1 适用范围

2 粉喷桩法

粉喷桩法属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩。深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂（浆液状和粉体状）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理－化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。粉喷桩法就是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。

采用粉喷桩加固软土地基具有许多优点，如能有效地减少地基的总沉降量，这对控制路堤的沉降和解决桥头“跳车”具有明显的效果；加固后路基在填筑过程中侧向位移明显减少，并在较短时间内即趋稳定，这样不仅能增加路基的稳定，特别在桥涵与路堤连接处保护桥台桩基不受过大的侧向推力，而且也减少地基的沉降。但施工过程中应注意检测土基的天然含水量，以确定加入粉体的数量，只有水和粉体的数量都满足要求时才能保证其生成较高强度的桩体。

粉喷桩法适合于加固各种成因的饱和软粘土，目前国内常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。

3 旋喷桩法

旋喷桩法是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基达到加固。

旋喷桩按注浆形式分为旋喷注浆、摆喷注浆和定喷注浆等，其中，定喷注浆适用于粒径不大于20 mm的松散地层，摆喷注浆适用于粒径不大于60 mm的松散地层，大角度摆喷注浆适用于粒径不大于100 mm的松散地层，旋喷注浆适用于卵砾石地层及基岩残坡积层。

旋喷桩适用范围较为广泛，具有施工占地少、振动小、噪音较低等优点，但其施工工艺比较复杂，需要配置专门的旋喷设备，成本较高，且容易污染环境，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。

4 水泥土搅拌桩法

水泥土搅拌桩法在施工中较为常见，其加固机理是用水泥做固化剂，通过使用特制的深层搅拌机械，在钻进的同时往软土中喷射水泥浆液，在地基深处将软土固化成为具有足够的强度的水泥土，这些加固土、柱体与柱体间的土构成了一种复合地基，从而达到地基加固的目的。

水泥土搅拌桩法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。

水泥土搅拌桩加固的特点是施工工期短，效率高，施工中无振动，无噪声，无地面隆起，不排污，不挤土，不污染环境，施工工具简易，费用低廉等。

5 结语

随着科学的进步，利用化学加固法处理软土地基所用的化学物质种类越来越多，如何选择合理的处理方法，既能保证工程质量又能保证工程的经济性，需要我们根据各自项目的工程特点和环境条件，通过综合比较来确定。

［1］公路路基施工技术规范（JTG F0－2006）［S］.人民交通出版社.