汪立

軟土路基的承載力有限，難以滿足上方工程結(jié)構(gòu)所提出的承載力要求，若未經(jīng)處理而直接在該處施工，由于軟基不均勻沉降而衍生出路面開(kāi)裂、橋頭錯(cuò)臺(tái)等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅到車(chē)輛的安全通行。因此，需明確軟土路基的基本特性，再采取相應(yīng)的處理措施。

一、軟土路基的特點(diǎn)

1. 含水量高， 流動(dòng)性強(qiáng)

軟基以淤泥和黏土顆粒居多，含水量高達(dá)30%～80%，有機(jī)物呈絮凝狀，缺乏足夠的穩(wěn)定性，可能伴有地基沉降現(xiàn)象。同時(shí)，由于剪力作用的存在，軟弱地基易發(fā)生變形，嚴(yán)重制約其抗剪強(qiáng)度，而在流動(dòng)性過(guò)強(qiáng)的影響下，軟基往往伴有二次固結(jié)，不利于工程施工的正常進(jìn)行。

2. 壓縮性高，滲透性差

軟弱路基的壓縮性較高，會(huì)由于外力的作用而出現(xiàn)明顯的壓縮現(xiàn)象，從而導(dǎo)致建設(shè)于上方的路橋結(jié)構(gòu)失穩(wěn)沉陷；軟弱路基的滲透性有限，鞏固周期相對(duì)較長(zhǎng)；在擠壓、震動(dòng)多項(xiàng)作用下，軟弱路基還將產(chǎn)生豐富的破壞絮狀結(jié)構(gòu)，此部分的存在隨之影響到土體的強(qiáng)度。

二、項(xiàng)目背景

黃延高速公路擴(kuò)容工程試驗(yàn)段第4標(biāo)段，長(zhǎng)度8.2km，路基寬度33.5m，設(shè)計(jì)速度100km/h。沿線某橋梁全長(zhǎng)100.84m，橋梁基底處于淤泥、粉土與粉砂交互層，局部含有砂卵石，缺乏足夠的承載性能。針對(duì)此現(xiàn)狀，以旋噴樁施工技術(shù)加固現(xiàn)場(chǎng)的軟弱地基，改善地基承載力不足的問(wèn)題。

三、軟土路基施工技術(shù)的主要形式及選擇

1. 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是軟土路基加固中的常見(jiàn)方法，其應(yīng)用原理簡(jiǎn)單，借助重錘下落產(chǎn)生的作用力夯實(shí)土層，通過(guò)外力加速軟土的固結(jié)。重錘是強(qiáng)夯施工中的重要裝置，其質(zhì)量根據(jù)軟基處理要求和起吊設(shè)備的性能而定，通常取10～40t，在此前提下設(shè)定合適的提升高度，于指定位置快速下落重錘。強(qiáng)夯法的操作便捷、工期短、成本低，在飽和度較低的地基中取得廣泛的應(yīng)用，但其可控性較差，若現(xiàn)場(chǎng)存在地下建筑、管線等，會(huì)由于強(qiáng)夯作用而破壞此類設(shè)施的穩(wěn)定性，同時(shí)強(qiáng)夯過(guò)程中還存在噪聲污染和振動(dòng)作用，周邊居民的正常生產(chǎn)、生活可能因此而受到影響。

2. 沖擊碾壓法

沖擊碾壓的原理與強(qiáng)夯法類似，均是通過(guò)外部作用力促進(jìn)軟土路基的固結(jié)。沖擊碾壓法通常采用的是壓路機(jī)，由該設(shè)備對(duì)地基做多次的碾壓處理，土層由于受到擠壓而逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槊軐?shí)的狀態(tài)，從而維持穩(wěn)定，有效加固軟基。為取得良好的沖擊碾壓效果，可以輔助應(yīng)用真空降水措施，其有助于降低土壤的含水量。在沖擊碾壓施工中，若工作面較小，可能會(huì)影響到?jīng)_擊碾壓效果。

3. 旋噴樁法

以高壓噴漿的方法破壞現(xiàn)場(chǎng)軟土的原有結(jié)構(gòu)，通過(guò)漿液的注入，使?jié){液與既有的土壤混合，構(gòu)成均勻性較好的固結(jié)體。在軟土路基處理中采用旋噴樁法時(shí)，需要測(cè)定不良土基的深度，適配注漿噴嘴并將其置入指定位置，在高壓作用下旋轉(zhuǎn)噴射，依托漿液的固結(jié)作用，結(jié)合原不良土基構(gòu)成穩(wěn)定性較好的樁基結(jié)構(gòu)，從而提高地基承載力、加固軟基。從適用性的角度來(lái)看，淤泥質(zhì)土和粒徑較小的軟土地基的處理中均可采用旋噴樁法，且隨著工藝的升級(jí)，在軟土地基中處理的最大深度可達(dá)到30m以上，因此是軟土路基處理中的常見(jiàn)方法。

具體到本工程，建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的軟基以淤泥和黏性土居多，為滿足軟基加固有效性、高效性、便捷性等方面的要求，宜采用旋噴樁加固軟基的方法。以下則圍繞旋噴樁施工要點(diǎn)以及相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)工作展開(kāi)分析。

四、旋噴樁處理軟土路基的技術(shù)要點(diǎn)

1. 施工流程及方法

按如下基本流程完成旋噴樁加固軟基施工作業(yè)：場(chǎng)地處理→測(cè)量放樣→首根樁鉆機(jī)就位→成孔→引孔→封堵垂向噴嘴→攪漿→高壓噴漿成樁→重復(fù)旋轉(zhuǎn)下沉→復(fù)噴提升→旋噴至設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高→沖洗→成樁移架。按照該流程有序推進(jìn)旋噴樁施工進(jìn)程，最終有效處理軟土路基。

為檢驗(yàn)施工工藝的可行性，先試樁2～3根，根據(jù)實(shí)際施工效果檢驗(yàn)試樁情況，針對(duì)可行性較差的參數(shù)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最終得到一套適應(yīng)于大面積旋噴樁施工的方案，給正式施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。按照先內(nèi)排樁、后外排樁的順序依次施工，采取“打一跳一”的方法，以便相鄰樁的穩(wěn)定咬合。

具體施工要點(diǎn)，如下：

（1）測(cè)量放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)要求精準(zhǔn)測(cè)放孔位，偏差不超過(guò)2cm。在確認(rèn)樁位測(cè)量放樣結(jié)果無(wú)誤后，用木樁予以固定。于施工軸線5～10m范圍內(nèi)設(shè)控制樁，于高噴灌漿軸線拐彎部位設(shè)固定樁。旋噴樁布置情況，如圖1所示。

圖1 旋噴樁布置示意圖（cm）

（2）安放鉆機(jī)。經(jīng)過(guò)孔位測(cè)量放樣后，在指定孔位安放鉆機(jī)，調(diào)整設(shè)備的姿態(tài)，直至其保持垂直、平穩(wěn)的狀態(tài)為止；檢測(cè)旋噴管的姿態(tài)，傾斜度不超過(guò)1.5%。

（3）鉆進(jìn)成孔。在確認(rèn)鉆機(jī)保持平穩(wěn)、鉆桿及各配套裝置的姿態(tài)均合理后，開(kāi)始正式施鉆。鉆孔直徑600mm，鉆頭采用合金鉆頭，鉆進(jìn)過(guò)程中加強(qiáng)檢查，鉆機(jī)傾斜時(shí)隨即暫停作業(yè)，檢測(cè)實(shí)際情況，安排找平。地層、土體粒徑等方面存在變化時(shí)，由專員采集數(shù)據(jù)并記錄，必要時(shí)對(duì)鉆進(jìn)方法做靈活的調(diào)整。鉆孔期間遇突發(fā)狀況時(shí)，及時(shí)分析原因并妥善處理。

（4）下放噴射管。鉆孔成型后，安排噴射臺(tái)車(chē)移動(dòng)到位，先在地面進(jìn)行漿、氣試噴，在確認(rèn)各項(xiàng)參數(shù)均無(wú)異常后，下放噴射管，開(kāi)始高壓旋噴灌漿。若存在噴漿嘴堵塞、噴漿壓力偏高等異常狀況，隨即提升噴射管，疏通噴漿嘴或是采取其他的應(yīng)對(duì)措施。

（5）噴漿材料的制備。P·O 32.5普通硅酸鹽水泥為主要材料，要求0.08mm方孔篩的篩余量≤5%，無(wú)受潮、結(jié)塊的情況。每批次水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)均安排抽查檢驗(yàn)，確認(rèn)無(wú)誤后投入使用。制漿用水應(yīng)保持潔凈，不可存在影響漿液性能的雜物。在挑選優(yōu)質(zhì)的原材料后，按設(shè)計(jì)配合比拌制漿液，制漿人員及時(shí)測(cè)定漿液比重。漿液拌制采用高速攪拌機(jī)，做到連續(xù)攪拌，得到均勻性較好的漿液。漿液拌制后，盡快在4h內(nèi)使用完畢。

（6）噴射提升。噴射管下放到位后，借助管道送入漿、氣，在噴射過(guò)程中適當(dāng)向上提升，直至達(dá)到終噴高程為止。噴射提升期間，由技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)注漿流量、風(fēng)量、壓力等各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的檢測(cè)與記錄，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制作業(yè)過(guò)程曲線，動(dòng)態(tài)分析噴射施工狀況。技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)各環(huán)節(jié)運(yùn)行狀況的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，妥善處理。例如，噴射因故中斷時(shí)，需盡快查明原因并處理，力爭(zhēng)在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)灌漿作業(yè)；噴射中斷時(shí)間在1h以上時(shí)，已噴射的漿液可能逐步凝固，需及時(shí)采取補(bǔ)救措施，保證噴射樁體的質(zhì)量；恢復(fù)噴射時(shí)，噴射管下移0.3m，以便建成結(jié)構(gòu)完整、受力穩(wěn)定可靠的凝結(jié)體。接、卸、換管盡快完成，防止噴嘴堵塞、塌孔。

（7）回灌?；炷羾娚渫瓿珊?，隨即安排靜壓充填灌漿作業(yè)，保證灌漿的飽滿性。待漿面不再下沉后，可結(jié)束回灌。

（8）沖洗。噴射完成后，及時(shí)清理施工機(jī)具殘留的漿液，防止固結(jié)。沖洗時(shí)將漿液換成水，于地面噴射，有效清除存在于注漿管、泥漿泵等各裝置內(nèi)的殘留泥漿。

2. 旋噴樁施工的細(xì)節(jié)

旋噴樁施工過(guò)程中的細(xì)節(jié)較多，各處細(xì)節(jié)均會(huì)對(duì)旋噴樁的應(yīng)用效果造成影響，因此需加強(qiáng)對(duì)各處細(xì)節(jié)的把控，保證旋噴樁處理軟土路基的有效性。

（1）噴射注漿前，先詳細(xì)檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，輔助應(yīng)用高壓泵時(shí)，應(yīng)及時(shí)測(cè)定安全閥，保證注漿施工安全。注漿過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)注漿作業(yè)參數(shù)的有效控制，包含旋噴樁直徑、水泥摻量、噴射注漿方式等；定期檢查閥、活塞缸套等零配件，若有明顯的磨損，需及時(shí)換新；檢查高壓管路的嚴(yán)密狀態(tài)和噴射狀態(tài)，若存在泄漏或堵塞的問(wèn)題，及時(shí)采取修補(bǔ)、疏通措施；著重檢查注漿管接頭的密封圈，原因在于該部分易發(fā)生泄漏，若噴嘴有明顯的磨損，也需安排換新。

（2）在高壓泵和注漿泵的吸水管進(jìn)口部位設(shè)過(guò)濾網(wǎng)，用于阻隔超粒徑的材料，防止噴嘴或管路堵塞；注重對(duì)注漿泵的定期維護(hù)，以免管道沉積水泥漿；噴射期間設(shè)備存在故障或是漿液供應(yīng)不足而導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)停止噴射時(shí)，將注漿管提起一段距離，將管道內(nèi)的漿液頂出噴頭，在此前提下方可停泵，而后安排檢查，確定具體的原因，采取針對(duì)性的處理措施，力爭(zhēng)在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常噴射狀態(tài)。

（3）鉆桿旋轉(zhuǎn)速度以10～20r/min為宜，提升速度100～250mm/min。作業(yè)設(shè)備必須準(zhǔn)確就位，禁止存在傾斜、移動(dòng)的異常狀況；用吊錘檢測(cè)鉆桿的垂直度，要求偏差不超過(guò)1.5%，若存在較大的偏差，及時(shí)安排調(diào)整，并再次檢測(cè)。旋噴樁加固時(shí)，水泥以普通硅酸鹽水泥為宜，強(qiáng)度等級(jí)至少達(dá)到P·O 32.5級(jí)，用量不低于130kg/m。除了旋噴樁主體結(jié)構(gòu)的施工外，還在樁頂設(shè)厚度為600mm的碎石褥墊層，此部分施工所用碎石的最大粒徑不大于30mm，碎石保持潔凈，不夾雜垃圾、植物殘?bào)w等影響褥墊層施工質(zhì)量的雜物。統(tǒng)一按正三角形布置旋噴樁，樁徑控制在400～1000mm，樁長(zhǎng)和樁間距根據(jù)計(jì)算結(jié)果而定。制備的漿液需隨拌隨用，禁止出現(xiàn)離析現(xiàn)象，由于靜置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致漿液無(wú)法正常使用時(shí)，視為廢料處理。

五、旋噴樁加固軟土路基的質(zhì)量檢測(cè)方法及結(jié)果分析

1. 開(kāi)挖檢查

為檢驗(yàn)旋噴樁加固軟土路基的應(yīng)用效果，在漿液具有一定強(qiáng)度后安排開(kāi)挖檢查，采用此方法判斷旋噴固結(jié)體在形態(tài)、垂直度等方面的具體情況。在本工程中，開(kāi)挖檢查10處樁，結(jié)果表明旋噴樁的垂直度良好，樁體四周不規(guī)則水泥體有極度延伸現(xiàn)象，方向性不明顯，絕大部分的延伸量均在0.3～0.5m。樁體直徑超過(guò)0.6m，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2. 荷載試驗(yàn)

除了開(kāi)挖檢查外，平板靜荷載試驗(yàn)也是檢查旋噴樁施工質(zhì)量的重要方法，本次取單樁、復(fù)合地基和樁間土三部分，分別針對(duì)各部分開(kāi)展平板靜荷載試驗(yàn)，以此來(lái)判斷旋噴樁的施工質(zhì)量。平板靜荷載試驗(yàn)的具體情況，如表1所示。

表1 高壓旋噴樁平板靜荷載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

分析發(fā)現(xiàn)，單樁、復(fù)合地基、樁間土的承載力檢測(cè)平均值分別為198kPa、207kPa、110kPa，檢測(cè)對(duì)象的承載力均達(dá)到要求，依托旋噴樁建設(shè)成型的復(fù)合地基具有足夠的承載性能，在日常使用中有較好的穩(wěn)定狀態(tài)。由此表明，高壓旋噴技術(shù)的應(yīng)用效果較好，在軟土路基的處理中具有可行性。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，軟土路基的存在影響到公路結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性，在正式施工前需要將軟土路基的處理工作落實(shí)到位。經(jīng)過(guò)本文的分析，提出軟土路基處理中的常見(jiàn)技術(shù)形式，結(jié)合工程施工狀況，選擇的是旋噴樁處理技術(shù)，進(jìn)而確定施工流程，有序完成鉆孔、下放注漿管、旋噴等各項(xiàng)工作。開(kāi)挖檢查和荷載試驗(yàn)結(jié)果均表明軟土路基的結(jié)構(gòu)形態(tài)較好、承載力較高，達(dá)到預(yù)期要求，采取的旋噴樁加固軟土路基施工技術(shù)具有可行性。