公路软土路基原地固化技术方案分析

王朝顶

摘要 某高速公路工程，因浜塘地段范围较广，存在大量的淤泥质土，为提高道路建设的质量，现需采用固化技术改善浅层土体状况，提高道路基底承载能力。文章以工程项目实践为例，为实现浜塘地段的浅层软土固化，采用的主要方案包括完善固化剂设计、优化固化搅拌系统组装、加强搅拌喷浆参数控制等，旨在提高软土路基强度，以达到路基基底承载能力的要求。

关键词 公路项目；土体固化；软基处理；技术要点

中图分类号 U416.02文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）09-0075-03

0 引言

当前的工程实践中常使用传统换填的公路施工方案进行浜塘施工，将路基中的淤泥质土挖除，再利用素土、砖渣完成填埋施工。该施工办法需要使用大量的机械设备，挖土和填埋过程耗费的时间长，任务量大，对环境的破坏性强，因此，应妥善处置淤泥土，并及时配备充足的施工材料，保障施工的质量和效率。基于此，现工程施工引入了土体固化技术，通过注入固化剂直接改善软土地基的土体结构状况，提高软土地基的承载力，有效缩短工期，减少人力和物力的投入，提高项目建设的经济效益。

1 工程概况

1.1 设计标准

某新建公路全长6.5 km，道路主线为高等级公路，连接道路为城市主干道，结构重要性系数为1.1，目标服役年限为100年，主线道路荷载标准为公路-I级，满足城市道路设计-A级需要。该工程设计主线路宽38 m，为双向6车道，时速设计100 km/h。该工程施工现场存在大量明浜和暗浜，施工的关键环节为路床填筑区域、结构物台背区域和拼宽路基等，为加固地基，应采用浅层土体固化技术。

1.2 建设条件

该工程地处亚热带季风带，年均温16 ℃，光照充分，降水量大，年均降雨量约为1 200 mm。道路建设所处地势相对平坦，其表层有大于3 m的软塑土－可塑状粉质黏土厚填土。周围河道众多，互相交错，其中河床多为含水量高、压缩性强的淤泥质土。该工程建設所处地质环境条件较差，土体承载能力不足，面临的施工难题多，影响项目建设的进度。

2 软土地基固化设计

2.1 技术流程

软土地基固化施工工艺流程见图1。

2.2 固化剂设计

结合施工现场的地质结构，整合周边可利用的施工材料，结合过往施工经验，现选用浆剂型固化剂加固处理地基，主要使用的施工材料有水泥、粉煤灰和添加剂等。根据设计目标，现需保证固化剂配比方案设计合理，以满足固化强度需要，提高固化效率。考虑到水泥固化的均匀性和稳定性，兼顾成本造价和环保原则，最终选用1∶1的浆液水灰比，其中胶凝材料的掺量为8%[1]。

通过对现场多次测试和取样工作后，确定施工范围为5 m×5 m。为达到目标要求的土体密度值1.8 t/m3和处理深度l m，应使用0.9 t粉煤灰和2.7 t水泥为原材料进行混合料复合，并合理确定水灰比，计算得出每桶浆液的重量为1.8 t，其中包括0.225 t的粉煤灰和0.675 t的水泥。

2.3 场地处理

该工程设计为传统的道路结构，施工范围内包括40多个浜塘，固化处理的工程量大。处理明浜时，为确保回填标高与周围的地面齐平，应先通过围堰划定固化施工的范围，再抽出明水，清除浜内的杂土，再采用现有的可用填土进行路基填筑。

处理暗浜时，应先清理地表，再做整平施工。通过测量得出，该项目约有53 000 m3明浜区域和43 000 m3的暗浜区域，暗浜范围需要处理地表约27 000 m3，固化深度1.5～2.2 m[2]。

2.4 固化设备组装与调试

强力搅拌头和浆剂自动计量机是固化装置的主要设备，完成拼装后，应进行固化调试施工，以维护设备的稳定运行状态，并确保周边环境不受到破坏。测试挖机动力系统的运行能力时，确保搅拌头与设备的配合良好，以提高其钻进搅拌能力。浆剂自动计量机给料配比时，应当严格按照行业标准合理确定浆剂比例。

严格按照设计标准进行固化主体装置的启动测试：首先，检查系统的连接状况，螺栓、焊接头与扣件等零部件是否齐全且安装牢固；其次，要检查动力传输系统内的齿轮轴是否运转正常，尤其是油箱的使用情况，及时排查风险点；再者，检查排水管是否安装到位，并确保管内压力小于300 kPa；最后，复核固化剂系统中转筒的运行状态，保证出浆口能自由移动液压管，实现行业规定的器械安装标准。试验配料系统运行时，要明确固化剂的配方并合理计算用量，保证固化效果、搅拌频率和供料速率均能够满足设计要求[3]。

2.5 搅拌固化

为实现施工工序的全面控制，需结合设计目标，来确定施工分块面积。施工过程中应采用边固化边推进的施工办法，沿着两岸的延长线进行施工。每完成一个分块区域的固化施工后，需对机械承载力进行检测，然后将其应用到机械的站点场地中，继续下一阶段的固化施工。施工过程中同样从外到内推进，来完成所有区域的固化施工（如图2）。施工时应明确单个搅拌区需要的搅拌器数量，并确保喷浆速度均匀。每完成一个分块区域的搅拌工作，都需从整体层面再次翻搅，确保土地完全固化。相邻块体间的交界处应有最少5 cm宽的搭接喷搅，以避免漏搅情况的发生，以实现硬壳层的土体固化效果[4]。

软土固化搅拌技术应当按照以下流程开展：先将搅拌设备竖直插入施工现场软土中，保持匀速正向下挖，在搅拌过程中喷射固化剂，待掘进到达要求高度后再进行逆向提升。提升时应不断搅拌和喷射硬化剂，依据现场实际情况合理调节掘进和提升的速率，确保固化剂均匀喷射并充分混合。通常，高强度搅拌器的旋转速度为50～80 r/min，当旋转速度小于25 r/min时，应保持合适的下推力。固化施工过程中应始终保持设备内的润滑油温度低于90 ℃，掘进时若遇到坚硬土体，必须用挖掘机先将其翻松，再进行固化作业[5]。

完成固化搅拌施工后，还需及时进行道路养护，保证固化体的强度符合设计规定，实现土体表面平整。若还需要等待较长时间才能开展下一道工序，则需使用300 mm厚的素土覆盖已完工的固化体[6]。

2.6 质量验收标准

为确保土体固化效果符合设计要求，施工完成后应测试工艺效果。可采用静力触探试验，确保实际厚度与设计标准偏差不超过20 cm。确定固化范围时，可以使用量尺测量其长和宽，并保证尺寸与设计标准间的偏差在10 cm范围内。应加大浜塘区域的测试力度，每处浜塘最少设置一个测试点，并保证1 000 m2范围内不得少于一处测点，静力触探锥尖阻力不低于0.8 MPa[7]。

测定地基承载力的具体流程：固化处理完成后，应等待14 d，再进行荷载板试验。选用1 m×1 m规格的荷载板，每个浜塘区域最少设置一个测点，并保证1 000 m2范围内不少于1处测点。

3 处理效果分析

现针对B1号浜塘区，需根据其施工参数情况，检验固化处理的效果，具体如表1所示。试验得出以下结论：施工实际中应逐步降低固化剂浆液中水泥的掺量，最终将其控制在8%左右，同时应适当提高粉煤灰的掺量，控制占比在2.08%左右，且水泥占比控制在5.85%左右。基于此，增加工业废渣粉煤灰的使用率，减少水泥使用量，在节约资源的基础上实现固化施工的效果[8]。

此外，合理调整固化剂配比，保证水泥能够均匀喷搅，合理调节强力搅拌机的转速，保证掘进搅拌的速度在65～70 r/min范围内，控制油箱温度不高于80 ℃，提高施工效率。提升搅拌时，应保持40 r/min的转速，提升或下沉搅拌头的速度为0.05 m/s，喷搅流量为160～

190 kg/min，喷浆量为270～290 kg/m3。经检验，使用该工艺参数，其施工效率最高，且固化剂的喷射效果更好[9]。

4 效益分析

该项目施工使用了淤泥质土就地固化办法，与传统换填施工工艺相比，具有工艺简单，工期短、费用低等优点。经调查，传统的清淤换填方法价格为300元/m3，固化工艺的价格为180元/m3，该工程共有96 000 m3的固化区域，共节省了上百万的施工费用。

此外，就地固化工艺可以有效缩短工期，提高施工效率。且并没有加上因填筑材料不足造成的工期延误天数。由此可见，软基处理固化施工的施工效率更高[10]。

目前，该软土地基固化工程已在无安全隐患和质量问题的前提下顺利完成竣工验收，显著提高了管理效率。由此可见，浅层土体就地固化处理施工工艺，可以有效提高工业废渣、粉煤灰等施工材料的利用率，节约了资源，避免了因运输和处理淤泥质土造成的环境破坏，充分践行了绿色环保的施工理念，提高了社会效益。

5 结语

该文以某软土地基的固化工程为研究对象，分析了浅层土体的就地加固办法。软基固化施工时，应充分考察施工现场的水文地质条件和气候状况等，并根据施工设计的承载力目标，合理制定原材供应方案，最终确定最佳的施工方案，以提高软土地基的加固效果，在践行节能环保施工原则的基础上，实现项目建设的综合效益提升。

参考文献

[1]覃治健. 公路路基路面设计中软基的处理对策探析[J]. 企业科技与发展， 2021（2）： 111-112+115.

[2]尤慧敏. 关于公路路基路面设计中软基的处理技术分析[J]. 四川水泥， 2020（4）： 79.

[3]高苗苗. 浅谈公路路基路面设计中的软基处理[J]. 四川水泥， 2019（8）： 55.

[4]王晨， 龙海波. 浅谈公路路基路面设计中软基的处理技术[J]. 四川水泥， 2019（2）： 31+39.

[5]程斌. 公路路基路面设计中软基的处理技术[J]. 建材世界， 2019（1）： 59-61.

[6]陈清作， 陈伟， 杨永超， 等. 新吹填海域道路“不同路段、分类施策”软基处理的总体思路与方法探讨[C]. 《施工技术（中英文）》杂志社， 亞太建设科技信息研究院有限公司. 2022年全国工程建设行业施工技术交流会论文集（上册）， 2022： 24-30.

[7]唐翰林. 浅谈道路工程中软基处理[C]. 重庆市矿山学会. 2021年重庆市矿山学会年会优秀论文集， 2021： 214-216.

[8]王一凡， 郭云汉. 浅层土体固化技术在公路项目中的应用[J]. 建筑施工， 2022（8）： 1927-1928+1933.

[9]秦俊杰. 论水泥搅拌桩在软基处理中的应用[C]. 上海筱虞文化传播有限公司， 中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会. Proceedings of 2022 Shanghai Forum on Engineering Technology and New Materials（ETM2022）（V0L. 1）， 2022： 201-203.

[10]王海明. 道路路基设计中软基处理简述[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2019（19）： 38.