安徽省公路桥梁工程有限公司安徽省230041
摘要：随着我国经济水平的快速发展，高等级公路的建设需求也不断地扩大。但由于道路地质形成的特殊性，沿线路基下经常存在深厚的软土层，在该软土地基上修建道路时，若对地基处理不当，有可能因地基沉降或差异沉降过大而影响道路的正常使用功能。
关键词：粗砾石；软土地基施工；关键技术
前言：
软土地基有极大的危害性，对于公路来说，若处理不当，将会产生因路基沉降过大而导致路堤失稳、路面开裂，桥台与路基的不均匀沉降而产生桥头错台，路的中心沉降过大引起涵管弯曲和路基路面横坡变小等多种病害。
一、国内外研究现状及存在问题
随着我国经济水平的快速发展，高等级公路的建设需求也不断地扩大。但由于道路地质形成的特殊性，沿线路基下经常存在深厚的软土层，在该软土地基上修建道路时，若对地基处理不当，有可能因地基沉降或差异沉降过大而影响道路的正常使用功能。软土地基的处理质量直接影响到路基的基础承载力，也是保证道路建成后安全、高效运营的关键。所以选择合理的软基处理方案及方法组织软基处治，从而取得预期的经济和社会效益，就具有重大的实际意义。
1.本项目主要研究内容及方法
（1）软基处理施工管理及应用是一项系统的、复杂的研究课题，涉及到很多学科内容，需要掌握多门学科的知识，本文就运用了系统分析学、信息学、评价学、管理学、等学科对公路地基处理施工进行分析研究。
（2）本项目结合实际公路软土地基处理的具体施工，研究其在公路软基处理施工过程中的主要优缺点，评价其改良应用效果，并对评价结果做了进一步的分析和处理。
（3）总结和开发粗砾石用于软土地基处理施工技术，实现资源节约和“四节一环保”，并形成科研成果，推广应用。
二、双向水泥土搅拌桩施工技术研究
1.双向水泥土搅拌桩加固原理
软土路基水泥搅拌桩是以水泥作为固化材料，通过专用的搅拌机械，将水泥浆喷到软弱地层中，凭借钻头叶片，在原位进行强制搅拌形成土和掺合料的混合物。软土路基水泥搅拌桩加固机理是通过水泥的水解、水化作用所生成的水泥水化物与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用、凝硬作用、碳酸化作用等一系列的物理—化学反应，从而产生一种特殊的具有较高强度、较好变形特性（整体性）和水稳定性的混合柱状加固体的水泥骨架；同时水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，从而进一步提高土体的强度，提高地基承载力。
2.工艺流程
采用搅拌桩专用机械设备，施工深度为4～20m。钻机钻孔时，回转转盘和加压机构通过钻杆向钻头施加作用力，钻头在轴压力和回转扭矩作用下切人土层并切碎土体到达深度后，然后反向旋转提升钻头，同时用压缩空气输入水泥浆，通过钻头的搅拌作用，使水泥浆和土体充分拌和，边提升钻头、边喷入液化料、边搅拌混合，直至钻头提出地面完成一根桩的施工。在实际施工过程中，计算机根据现场的操作作实际的记录，依此检验拟定的参数，以确定施工的技术参数。通过实践，采用“二喷四搅”法施工更能有效控制施工质量。施工工艺流程见图。
软土路基水泥搅拌桩施工工艺流程图
3.安全措施
（1）严格执行OHSAS18001：1999职业健康安全管理体系标准，建立安全生产保障体系，明确安全生产责任，规范具体操作方法，真正达到“纵向到底，横向到边”的全方位、全过程、全员负责的安全生产要求。
（2）认真落实施工组织设计中安全技术管理的各项措施，严格执行安全技术措施审批制度、施工项目安全交底制度以及设备交接验收使用制度。
（3）严格执行安全技术操作规程，模范遵守安全生产规章制度。机械操作人员必须身体健康、培训合格、持证上岗，正确使用个人防护用品，非专业人员禁止操作机械。
（4）操作工人进入施工场地必须戴好安全帽，严禁酒后操作和施工。上灰工上岗时应采取戴口罩等防止粉尘的措施，防止粉尘吸入。
（5）发生事故时，保护好现场，及时施救、及时上报，并认真吸取教训。
4.环保措施
（1）严格执行ISO14001：1996环境管理体系标准，加强环境保护宣传、教育，建立完善的环保施工纪律，增加施工人员的环保意识和自觉性。
（2）必须工完场清。设专人洒水、打扫，不能让水泥灰尘飞扬污染环境。
（3）施工机械不得有滴漏油现象，禁止油污直接滴漏地表，污染土壤。
（4）材料堆放整齐，废弃物及时清运，注重施工现场的卫生。
三、土工布轻质活性材料桩施工技术研究
1.土工布轻质活性材料桩技术原理
土工布轻质活性材料桩是深厚软基浅层处理的一项专利技术，是将生石灰、工业炉渣及硫酸钙（外加剂）按一定比例混合，使之成为遇水反应并能吸水、挤密并化学固化的轻质活性材料；并通过特殊的工艺措施，将该轻质活性材料装填进已沉入软土地基上的土工布桩筒袋内，使之在软土中形成桩基。
生石灰极易吸水，可降低桩周软弱土体的含水量，减少土体间的孔隙率。
生石灰吸水膨胀使桩间土体产生强大的挤压力，进而可使土体挤密，孔隙比减少，土体在密实中提高承载能力。
生石灰与工业炉渣遇水发生火山灰反应，而生石膏与广工业炉渣生成三硫型钙矾石，反应生成物在土工布袋内形成具有较高强度、水硬性及水稳性的承力基桩。
土工布袋起到方便施工和对基桩的加筋作用。首先，桩筒型土工布可自由透水却可阻隔轻质活性材料的水化颗粒在未凝固前不流失，使生石灰在吸水膨胀时不至于粘黏和堵塞施工桩机的引孔沉管，这样可便于施工；再者，土工布对基桩强度起到加筋抗拉拔应力的作用。
由于生石灰、生石膏与炉渣（或粉煤灰）的容重小于土体的容重，施工工艺采用排土工艺成桩，轻质活性材料的基桩置换了原桩孔内的软土，地基加固层的自重减轻，从而使得地基承载力有较大的提高。
2.工艺流程及操作要点
（1）施工工艺流程
图6.6施工工艺流程
（2）操作要点
①采用土工布轻质活性材料桩专用桩机，桩机就位后，检查锤尖扇片是否完整，然后将桩机移到指定位置对好桩位。
②土工布袋在专用桩机的外导管内，启动振动锤将外导管和土工布袋打到设计深度，要求边振动边打孔。
③将经过拌和均匀的活性混合料灌至外导管的土工布袋内，材料满足设计桩长用量。
④启动打桩机振动锤拔除导管，装满活性材料的土工布袋即留在土层内。
一般情况拔管速度宜控制为0.7～1.2m/min，必须边振动边拔管，桩体下部的拔管速度宜更缓慢。桩顶标高不得低于设计标高。
⑤桩机移至下一桩位，重复进行上述步骤的施工。
3.安全措施
1、成立以施工队负责人为领导的安全领导小组，设置专职安全员，树立“安全第一”的意识。
2、督促施工人员严格遵守振动挤密土工袋石灰矿渣桩施工技术操作规程，不得玩忽职守。
3、进入施工现场人员一律佩戴安全帽、系好帽带，不准穿拖鞋、高跟鞋，不得赤脚作业。高空作业人员佩带并系好安全带，穿防滑鞋。施工时严禁嬉戏，打闹。
4、各种机电设备的操作人员都必须经过专业培训，考试合格具有上岗证书，懂得本机械的构造、性能、操作规程，能维护保养和排除一般故障。
5、所有电力线路和用电设备由持证电工安装。由专职电工负责日常检查和维护保养，禁止其他人员私自乱接、乱拉电线。
6、夜间施工要配有足够的照明。
4.环保措施
1、在主要施工便道及时组织人力与车辆进行维修，避免有坑槽出现，同时不定时地用水车洒水，减少灰尘污染。
2、施工产生的废土、废渣、以及产生的废水弃到指定地点，不随意倾倒。
3、爱护环境，保护好周围的一草一木。
4、施工期间尽量做到不扰民。
5、为保护工程或为公众及其他人员的安全和方便，在需要的时间和地点，或根据工程师或有关当局的要求，我方应自费提供并修复所有的照明、护栏、围墙、警告标志和守卫设施。
6、采取一切合理措施，保护现场内外的环境，以避免因施工而引起的污染、噪音或其它原因造成的对公众或公众财产的伤害或公害。
四、结论
与传统软基桩顶回填施工工艺、材料和经济投入进行对比，在确保质量、安全的前提下，运用科学施工管理方法对粗砾石用于软土地基施工中的经济效益、社会效益进行比对分析，凸显替代材料的经济性、优越性。
参考文献：
[1]中华人民共和国建设部.绿色施工导则，2007.
[2]中华人民共和国建设部.绿色建筑评价标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.
[3]马卓.公路工程中软土地基处理技术应用的研究[S].长安大学工程硕士学位论文，2011.