岩土工程软土地基就地固化处理技术

摘 要：当前的软土地基就地固化处理碾压方式多为目标式碾压，固化处理的范围受限制，导致地基的荷载比下降。因此本文提出对岩土工程软土地基就地固化处理技术进行设计与验证分析。根据当前的测试需求，简述工程概况，进行施工准备及明确固化工作量，以钻孔+引孔+插管试喷的方式为基础，计算固化剂配合比，搭配就地强力搅拌，采用多层级的方式，进行多层级碾压固化处理，最终采用后期养护及实时监测管控的方式实现就地固化。施工结果表明：在3个施工测试阶段中，针对随机选定的6个测试点，最终得出的荷载比均可以达到6.5以上，说明此次针对软土地基设计的就地固化处理方法实际施工应用效果更佳，针对性更强，具有实际的应用价值。

关键词：岩土工程；软土地基；就地固化；固化处理技术；土质调研地基挖掘

中图分类号： TU 753 " " 文献标志码：A

岩土工程软土地基的就地固化处理是一项十分复杂的工作，在施工过程中涉及较多的辅助处理环节以及建设流程，科学合理的施工处理一定程度上能够加固和改善软弱地基，提升工程建设的实际效果[1]。软土地基主要是由淤泥、淤泥质土以及粉质黏土等组成，与其他类型的地质不同，软土地基自身的含水量较高，易于压缩，导致这种地质的支撑强度较差，在施工的过程中，如果不及时做出处理和加固，那么发生坍塌、断裂甚至下沉等问题的概率会增加[2]。为解决此问题，相关人员针对岩土工程软土地基的固化处理技术进行设计，以进一步提高施工建筑位置的承载能力和稳定程度[3]。将某岩土工程作为分析研究的背景，从多个角度出发，结合软土地基自身的特征以及不同地区、不同工程实际的施工需求，调整过程中所使用的固化处理材料与执行方法，全面提高软土地基的加固、优化效果[4-5]。不仅如此，还需要结合当前的施工变动，从固化深度、覆盖范围、施工位置、搭接材料用量等做出应变、调整，结合压力注浆法，对软土地基进行二次加固处理，最大程度地解决应用过程中存在的问题，为后续相关技术发展和完善提供参考。

1 工程概况

本文选定某岩土工程作为测试的主要目标对象，本工程目前的地基为软土地基类型，因此给施工建设带来一定阻碍[6]。经过测定，本工程目前的土层厚度为23～28m，初始地基的支撑桩体为32根，整体呈现均匀分布状[7]，将荷载值设置为320kPa，经过专业设备测定及辅助分析，受力状况较为均匀[8]。地基的核心支撑位置采用加固桩和土钉墙组合的方式施工，具体的结构包括以下几个阶段：标定加固位置、确定加固桩与土钉墙位置、搭接地下连续墙、深层桩二次加固以及封边处理和施工搭接。经过一系列施工处理后，基本完成工程地基设定与部署。但是在后期的地基建设与施工的过程中，软土地质的问题逐渐暴露，地基慢慢出现下沉、坍塌等问题，如图1所示。

结合图1，对软土地基下沉、坍塌实景进行研究，不断扩展上述施工情况，难以保证岩土工程的承载力以及稳定性，施工现状堪忧。为解决上述问题，针对岩土工程的实际建设需求及标准，完善软土地基就地固化处理技术。

2 设计岩土工程软土地基固化处理技术

2.1 施工准备及固化工作量明确

与其他地质结构相比，软土地质较为特殊，淤泥质土地基和淤泥地基广泛分布于湖泊、滩涂等位置。因此，须明确当前的施工范围，并随机选定多个施工支撑位置，测定各个位置的空隙，划分6个测试周期，测算周期内的孔隙比，普遍控制在1.2以上即可。在选定的支撑位置增设多个混凝土支撑柱，间距为0.5m，由于当前的地质为软土地质，因此将混凝土支撑柱间距控制在0.5～0.8m最佳。利用特定装置设定混凝土支撑柱，先加固底部，再利用钢筋完成顶端的关联加固，具体的可控指标参数见表1。

结合表1，对混凝土支撑柱可控指标及参数进行设置。根据岩土工程的施工要求，对支撑结构进行辅助测试准备，并明确当前的施工内容。可以在混凝土支撑柱后侧设置多层级的辅助搭接架，提高现有施工建筑的稳定性。

2.2 钻孔+引孔+插管试喷

在钻孔之前，需要对高压旋喷桩进行设置，对旋喷钻孔隔桩进行一周旋喷处理，旋喷处理完成后进行补桩，以此保证相邻桩体的相互影响作用能起到一定的支撑性作用。在旋喷桩的安装点位上布置预先准备的钻机，结合实际的要求及时校正和调整，保证钻头可以对准钻孔的中心区域，为保障后续施工的安全性，将钻孔的偏差控制在0.5%～0.7%为最佳。采用垂球校正法，设定垂球的高度大于2.5m，调整钻机位置，相关人员测量放线，对桩位进行有效钻孔，孔径控制在75mm～230 mm均可。计算钻孔最大偏差值，如公式（1）所示。

（1）

式中：A为钻孔最大偏差值；m为支撑范围；n为堆叠支撑范围；i为混凝土支撑柱数量；d为平面偏差。

2.3 固化剂配合比计算

钻孔+引孔+插管试喷处理完成后，计算软土地基固化处理固化剂配合比。这部分需要先采集和验证基础数据，结合实际的施工需求及标准，调整配合比。现场拌合数据存在一定的差异性，因此在确定固化剂掺量数值之前，可以从软土地基固化强度折减的方向来保障工程施工建设的安全。折减系数的计算过程如公式（2）所示。

P=m2-λ（1+ℵ）×vA " （2）

式中：P为折减系数；λ为重复加固范围；ℵ为可控固化次数；v为等效距离。

结合当前测试，对折减系数进行计算，在实际固化配比的处理过程中，将折减系数控制在2.5以下即可，这样可以进一步保证实际施工的稳定性。随后，采用搅拌型桩机进行就地固化机械处理，结合施工要求和建设规范情况，测定此时的折减系数为3.2，后期的混凝土占比为三分之一，测算出固化剂的融水比例为25.5%，基础的固化剂的掺量为7.2%。当前固化浆体主要是由P.O 42.5水泥、稳定剂、融水剂和矿渣微粉等组成，结合当前建筑的固化结构，对最终固化剂配合比进行测算，建筑固化截面结构图如图2所示。

结合图2，对建筑固化截面结构进行设计与分析，结合当前软土地基的施工需求，将固化的区域划分为多个单元范围，根据加固处理的预设程度、折减系数的变化，对最佳固化剂配合比进行计算，如公式（3）所示。

（3）

式中：D为最佳固化剂配合比；w为混凝土总量；t为搅拌次数；η为截面面积；ϑ为支撑单元荷载值；s为固化支撑面积。

将当前计算得出的最佳固化剂配合比设定为后期固化处理的参考标准，奠定初始固化处理条件。

2.4 就地强力搅拌及多层级碾压固化处理

固化剂配合比计算完成后，根据岩土工程的实际施工情况以及固化处理需求，采用就地强力搅拌及多层级碾压固化的方式来强化最终的处理效果。软土地层并不是单一的地质结构，而是多层级地质框架，此次施工主要以浅层地质为主，结合固化处理方法形成对应的固化层，一定程度上可以加强对扩散应力、建筑沉降甚至不均匀沉降等的控制效果。基础性的辅助支撑处理结构如图3所示。

结合图3，对软土地基支撑结构进行设计与实践性分析。以此为基础，结合上述设计的固化剂最佳配合比配制浆体，使用运输型的搅拌机进行辅助施工，就地强力搅拌处理。根据就地固化处理填土的高度变化，设计浅层多阶固化碾压。

低填软土地基就地浅层固化碾压处理：首先，先利用专业的设备及装置，对低洼软土地基的位置进行标定，其次，采用换填法和就地固化处理方法，形成对应的固化层，最后，划归对应的碾压范围后，对多个区段进行碾压固化处理，对应的可控参数见表2。

结合表2，对低洼软土地基就地固化碾压处理固化层可控参数进行设定后，将当前的碾压固化深度调整为12m～16m，与固化横向碾压、竖向碾压固化深度保持平衡即可，其目的是强化软土地基的碾压加固效果，维持整个建筑的稳定性与牢固性，同时也可以达到资源利用的最大化和资源循环利用的目的。

高填软土地基就地浅层固化碾压处理：这部分主要是针对地基层级较厚的位置设计的，采用就地固化碾压处理与复合地基处理方法，计算硬壳层下表层土的承载力，如公式（4）所示。

（4）

式中：Q为硬壳层下表层土的承载力；σ为预期碾压固化深度；ϖ为扩大桩距；r为盖板面积；θ为支撑刚性桩数量。

结合当前测试，将得出的硬壳层下表层土的承载力作为单元碾压荷载标准，针对高填软土地基的施工，还需要使用固化层来代替砂石垫层，这样能达到固化处理的目的。使用大型的碾压机在软土地基的固化处理位置上反复碾压，在施工过程中，结合实际的碾压效果不断调整当前的碾压质量，保证达到最终的碾压目标。

2.5 后期养护及实时监测管控

实际上，后期养护更重要，它对后续的施工建筑有最直接的影响，因此，须制定对应的后期养护内容，同时搭建实时监控的内置结构。首先，在完成碾压固化处理后，为了保证地基的坚固性和软土位置的支撑强度，可以先静置48h固化土体，其次，等待表面凝固后，结合实际的施工质量，设置养护的处理周期，通常在30天～35天，在此过程中，可以测定当前地基的固化坡度，符合要求的话，每个周期覆盖约20 cm的素土并重复碾压处理，持续保护当前的固化土体，有利于延长该建筑的后期使用寿命。

3 实例施工结果分析表

结合上述测定与验证分析，在当前软土地基进行就地固化处理之后，随机选定6个测试点，对荷载比进行测算，并分3个阶段测定，对最终得出的测试结果数据进行比对，对比数据见表3。

由表3可知，在3个施工测试阶段中，针对随机选定的6个测试点，最终得出的荷载比均可以达到6.5以上，说明此次针对软土地基设计的就地固化处理方法实际施工应用效果更佳，针对性更强，具有实际的应用价值。

4 结语

本文对岩土工程软土地基就地固化处理技术进行设计与实践性分析。与初始的地基固化处理方式相比，此次结合岩土工程实际的施工建设需求及标准，设计的固化处理结构更灵活、多变，且自身具有较强的针对性与稳定性，在不同的施工背景下，可以更好地保证施工质量。

参考文献

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[3]王琼，孙秀燕.泥浆固化及其生态处置技术在黄瓜岭水闸地基处理中的应用[J].长江技术经济，2023，7（2）：63-66.

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