公路橋梁施工中的軟土地基施工技術(shù)分析

王偉

（中國水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量直接影響人們的安全出行，這就需要在公路橋梁施工過程中科學(xué)應(yīng)用軟土地基施工技術(shù)，使公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量得到保障。軟土地基是公路橋梁施工過程中非常重要的組成部分，在使用時(shí)存在很多問題，需要采取相應(yīng)的措施加以處理，保證交通事業(yè)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

1 軟土地基施工技術(shù)

1.1 真空預(yù)壓

當(dāng)橋梁下面部分施工范圍內(nèi)的基礎(chǔ)軟土地基具有非常大的黏性時(shí)，可以使用真空預(yù)壓的方法，具體流程為：

第一，在軟土層上設(shè)計(jì)砂墊層，把砂墊層當(dāng)作橫向的排水體。

第二，盡可能采取條形平行排列的方式，把濾水管設(shè)置在橫向排水墊層的中間位置。通常情況下將塑料管或鋼管作為濾水管的材料，濾水孔的直徑不得小于8mm，不能超過10mm，兩個(gè)濾水孔之間的距離大約為5cm。

第三，為了確保良好的封閉性，應(yīng)大面積鋪設(shè)密封性聚氯乙烯薄膜。

第四，為了提升管路連接的封閉性，應(yīng)安裝真空管路。

第五，打開離心泵抽氣，使內(nèi)部壓力急劇上升，使土層排水固結(jié)速度更快。密封膜中的真空度應(yīng)大于73kPa，抽真空的時(shí)間不得超過5d。

第六，真空預(yù)壓施工過程中，相關(guān)人員應(yīng)詳細(xì)觀察密封膜、離心泵和真空管路，充分了解不同土體深度的真空度、地表總沉降及孔隙比的改變狀況。

真空預(yù)壓法憑借自身多重優(yōu)勢，在施工中得到廣泛應(yīng)用。

1.2 高壓噴射注漿

公路橋梁施工過程中，針對軟土地基特殊路段應(yīng)采用恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，硬化處理橋梁下面部分的基礎(chǔ)軟土地基，高壓噴射注漿法是經(jīng)常使用的一種方法。

高壓噴射注漿施工的流程為：

第一，準(zhǔn)備地質(zhì)鉆機(jī)，按照設(shè)計(jì)的孔位使用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，鉆孔施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對鉆孔垂直度的控制。

第二，完成鉆孔工作后，在鉆孔中插入旋噴管，為防止噴嘴被堵住，需要一邊射水一邊插管，射水時(shí)施工人員應(yīng)控制射水壓力不超過1MPa（含1MPa）。

第三，將旋噴管插進(jìn)鉆孔時(shí)，若插入深度到達(dá)設(shè)定的設(shè)計(jì)深度，就能夠從下到上進(jìn)行旋噴施工。利用高能量的噴射漿液損壞土體，在這個(gè)過程中，體積比較細(xì)小的土粒會(huì)伴隨著漿液流出鉆孔，受到高壓噴射流沖擊的影響，其他土粒與漿液充分融合，按照規(guī)律重新排列，最后形成固結(jié)體。

第四，若施工現(xiàn)場土體的滲透性非常強(qiáng)，在施工過程中為了快速凝固，可以將三乙醇胺或者氧化鈣加入水泥漿液中。

第五，旋噴施工期間，為了防止噴嘴被雜質(zhì)堵塞，應(yīng)控制漿液的流量與壓力。通常先對深層進(jìn)行旋噴，然后提高旋噴管，避免噴漿管出現(xiàn)扭斷的情況。

第六，將噴漿管提高到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高度后，就完成旋噴施工。為防止注漿管中存留泥漿，應(yīng)馬上對噴漿機(jī)、注漿管進(jìn)行清理。

1.3 卵石、砂石換填

公路橋梁基礎(chǔ)軟土地基建設(shè)時(shí)，若施工現(xiàn)場的軟土地基厚度較薄，則需要采用人工或挖掘機(jī)施工的方法鏟除軟土，將開挖深度控制為2m 以內(nèi)（含2m）；將原有材料換填為集配完好的材料，將軟土層的鋪設(shè)厚度控制在15～20cm 之間，接著使用自重6～10t 的壓路機(jī)碾壓，確保每層軟土層的碾壓遍數(shù)超過4 遍（含4 遍）。

1.4 強(qiáng)夯

利用自重8～12t 的重錘強(qiáng)夯軟土地基，使用沖擊波擠出軟土層中的水分，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化地基的效果。與其他夯實(shí)方法進(jìn)行比較可以得知，這個(gè)方法施工過程非常簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)理想的施工效果，同時(shí)不用投入大量資金。通過測量與計(jì)算得知，軟土地基通過強(qiáng)夯處理后，可以將其壓縮性減少至原來的2～10 倍，將承載力提升2～5 倍。通常而言，在雜填土、沼澤土及黏質(zhì)土等地基類型夯實(shí)時(shí)往往使用強(qiáng)夯法。

2 工程概況

本文將某公路工程當(dāng)作研究案例，該公路預(yù)計(jì)總長度68km，路基寬度26.2m，包括雙向6 個(gè)車道，施工量非常大，施工過程中需要跨過多個(gè)省，面臨多個(gè)軟土地基路段，施工難度很大，為了保證施工質(zhì)量，在施工中應(yīng)處理軟土地基。

3 施工方案

該工程項(xiàng)目建設(shè)前，對施工區(qū)域中的軟土地基進(jìn)行觀察，知曉施工階段存在的軟土地基存在非常大的差異，一些路段的軟土層為1～5m，土層相對較淺，一些路段軟土層為5～15m，土層非常深，為了實(shí)現(xiàn)理想的軟土地基處理效果，采用各種方法對軟土地基進(jìn)行處理。

如果施工路段的軟土地基層比較淺，在排水加固時(shí)往往使用鋪設(shè)砂墊層的方法，提升其承載力，針對軟土地基層比較深的路段，可以采用深層水泥攪拌樁的方式，在地基中摻和水泥并攪拌，達(dá)到加固地基的目的。

3.1 勘測設(shè)計(jì)

公路橋梁工程施工建設(shè)過程中，往往將勘測設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)條件，工程負(fù)責(zé)人與技術(shù)人員在工程施工初始階段，根據(jù)公路橋梁的實(shí)際狀況勘測施工情況。

其一，設(shè)計(jì)人員與技術(shù)人員需要勘測施工過程中涉及的實(shí)際地質(zhì)條件，根據(jù)勘測結(jié)果采用不同的施工方法，改善與優(yōu)化公路橋梁施工的總體性能。

其二，根據(jù)公路橋梁的實(shí)際狀況與特征，擬定工程施工方案與設(shè)計(jì)方案，使施工方案與施工要求相匹配，引導(dǎo)公路橋梁施工。擬定施工方案時(shí)，需要綜合考量公路橋梁施工的各個(gè)方面，根據(jù)施工狀況審核、檢查施工過程中使用的設(shè)備與材料，施工遵照規(guī)定流程展開，防止因施工不科學(xué)導(dǎo)致工程質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)。

在軟土地基施工期間，需要勘測樁孔，控制填土速度與填土效率，使施工質(zhì)量得到保障，防止不科學(xué)施工導(dǎo)致路堤滑坡與橋梁沉降等不良情況，最終使公路橋梁施工存在安全隱患。

3.2 表層處理

公路橋梁軟土地基施工期間，應(yīng)使用各種施工方法處理軟土地基的表層，使公路橋梁的施工要求得到滿足。

其一，技術(shù)人員使用添加劑改善軟土地基的強(qiáng)度與壓縮性能。若軟土地基的表層屬于黏性土質(zhì)，施工人員可以使用添加劑實(shí)現(xiàn)固化土質(zhì)的效果，使工程順利施工。也可以添加石灰、水泥等，降低軟土地基的含水量，增強(qiáng)軟土地基的壓實(shí)度與強(qiáng)度，提升地基的穩(wěn)定性。

其二，工作人員可以在軟土地基上鋪設(shè)無紡布或土工布，避免軟土地基出現(xiàn)不均勻沉降與變形，使填土荷載滿足要求，強(qiáng)化地基承載力，防止工程施工不平穩(wěn)。

3.3 墊砂層施工技術(shù)

3.3.1 材料準(zhǔn)備

第一，該工程采用鋪設(shè)砂墊層的方法對基層較淺的軟土地基進(jìn)行處理，在鋪設(shè)以前準(zhǔn)備與檢測需要鋪設(shè)的材料。

第二，中粗砂具備良好的物理性能，因此使用中粗砂作為墊砂層鋪設(shè)的材料，中粗砂碎石類型應(yīng)控制在20～40mm，不能包含草根等雜物，進(jìn)入施工現(xiàn)場前，有關(guān)人員需要檢測材料的性能，確定材料質(zhì)量合格后，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，投入使用，防止因?yàn)椴牧喜缓细裼绊懯┕べ|(zhì)量。

3.3.2 驗(yàn)槽

第一，確定中粗砂質(zhì)量合格后，開展墊層驗(yàn)槽工作，應(yīng)明確軟土基坑的土質(zhì)性能，在施工過程中發(fā)現(xiàn)問題，需要立即處理。

第二，完成驗(yàn)槽工作后，安排施工人員徹底清除軟土基坑表層殘留的塵土，檢查軟土基坑周圍坡面的異常情況，確定質(zhì)量符合要求后，即可鋪設(shè)墊砂層。

3.3.3 鋪設(shè)砂墊層

第一，該公路橋梁工程采用分層鋪設(shè)的方法，遵照由深至淺的順序進(jìn)行，第一層砂墊層鋪設(shè)過程中，不能隨意挪動(dòng)下面的臥層，避免影響墊層的可靠性與穩(wěn)定性，每一層鋪筑厚度不能超過15cm，施工人員使用振搗器對其反復(fù)振搗，直到搗實(shí)為止，從而保證墊層鋪筑的質(zhì)量，下一層砂墊層鋪設(shè)按照以上順序進(jìn)行，直到完成這個(gè)階段的工作。

第二，將所有墊砂層工作鋪設(shè)完成后，由專業(yè)人員使用專業(yè)設(shè)備對墊砂層鋪筑的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，最后一層砂墊層的壓實(shí)系數(shù)應(yīng)大于0.94，在驗(yàn)收過程中應(yīng)隨機(jī)挑選檢驗(yàn)點(diǎn)、加大檢驗(yàn)力度，每個(gè)點(diǎn)至少檢驗(yàn)三次，使墊層的施工質(zhì)量得到保障，實(shí)現(xiàn)良好的軟土地基處理效果。表1為軟土地基砂墊層設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 砂墊層設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

3.4 深層攪拌樁施工技術(shù)

首先，該工程深層攪拌樁施工時(shí)使用級別為32.5的常規(guī)硅酸鹽水泥，為了保證軟土地基的加固質(zhì)量，需要確保使用水泥質(zhì)量符合要求，不能將過期、受潮等質(zhì)量不符合要求的水泥運(yùn)用在施工中。另外，施工現(xiàn)場使用的所有原材料要經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)入施工現(xiàn)場。

其次，該工程深層水泥攪拌樁施工過程中，應(yīng)保證施工機(jī)械設(shè)備的性能平穩(wěn)、符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在施工建設(shè)前應(yīng)調(diào)試、維修所有設(shè)備，使機(jī)械能夠順利投入建設(shè)中，其中收集斗、灰漿泵、深層攪拌樁及灰漿拌制機(jī)等是這次建設(shè)過程中主要使用的設(shè)備。

最后，采用深層水泥攪拌樁技術(shù)對基層比較深的軟土地基進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，應(yīng)確保施工場地的平整度與通暢度，使場地保持清潔平整，按照設(shè)計(jì)圖紙放樣，明確各個(gè)攪拌樁的位置，施工過程中要改變樁位。應(yīng)得到監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位的認(rèn)可，通過書面形式把施工放樣記錄報(bào)告監(jiān)理工程師，監(jiān)理工程師確認(rèn)后，即可開展下一步施工。

3.5 施工工序

3.5.1 鉆機(jī)就位

監(jiān)理工程師簽字確定放樣記錄后，將攪拌樁機(jī)安裝到施工現(xiàn)場，將樁機(jī)定位在放樣的位置，保證安裝牢固、水平、穩(wěn)定，樁機(jī)機(jī)底位置應(yīng)墊放枕木，保證樁機(jī)底部的平整性，樁機(jī)的攪拌頭應(yīng)與樁身對應(yīng)，樁機(jī)安裝完畢后，使用線錘檢查樁架安裝垂直度，符合要求后就能開鉆。

3.5.2 試樁

首先，鉆機(jī)工作安裝完畢后，在能夠施工的路段進(jìn)行試樁，施工期間所選擇的試樁路段長度為60m，試樁根數(shù)是30 根，對樁機(jī)的鉆孔速度、噴漿壓力、二次噴漿量的分配、攪拌速度、提升速度及單位時(shí)間的噴漿量等進(jìn)行測試。

其次，經(jīng)過試樁，依據(jù)攪拌樁施工的工藝過程，明確軟土噴漿量與含水率二者之間的聯(lián)系，得到最恰當(dāng)?shù)臐{液水灰比與噴漿量，試樁工作完成后，建設(shè)企業(yè)根據(jù)獲得的試樁結(jié)果，對施工方案進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，開啟下一步正式施工。

3.5.3 漿液配置

根據(jù)試樁工作中確定的水泥漿配合比拌制水泥漿，注意控制水泥漿的拌和時(shí)間與每次漿液的分配量，確保水泥漿符合使用需求，為攪拌樁連續(xù)施工提供可靠的保障。

3.5.4 攪拌樁施工

漿液配制完成后，即可展開攪拌樁施工，攪拌樁施工過程中，鉆機(jī)下鉆和提鉆的速度直接影響濕噴樁機(jī)噴漿量，必須按照試樁獲得的速度進(jìn)行施工，鉆機(jī)速度每分鐘不得超過1m。當(dāng)鉆機(jī)進(jìn)入規(guī)定的位置后，可使用壓降泵噴漿，攪拌1min，底層攪拌均勻后就提鉆，提鉆的速度應(yīng)控制為每分鐘0.8m，保證噴漿攪拌的均勻性。

樁頭和提鉆位置之間間隔0.25m，這樣可以反復(fù)噴漿攪拌，使樁頭質(zhì)量得到保障，與樁頭之間間隔0.25m 時(shí)，就可以停止噴漿，為了有機(jī)混合軟土層與水泥漿，攪拌完一次后，可以按照一樣的流程進(jìn)行二次攪拌，充分融合軟土地基和水泥漿。

安排人員記錄濕噴樁機(jī)使用時(shí)產(chǎn)生的參數(shù)，如：上升時(shí)間、下沉?xí)r間、下沉與上升速度等。噴裝機(jī)使用的時(shí)間誤差應(yīng)小于5s，如果濕噴樁機(jī)使用過程中出現(xiàn)問題，需要將素土回填到施工區(qū)域，避免影響正常施工，待恢復(fù)正常后，重新噴漿攪拌，兩次施工的搭接長度不得小于1m。

3.6 施工注意事項(xiàng)

其一，水泥漿液進(jìn)行有效分配后放入存放池，在存放池中水泥應(yīng)保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，避免水泥漿出現(xiàn)離析。

其二，攪拌施工期間，應(yīng)保證漿液運(yùn)送的充足性，若由于某種因素停止運(yùn)輸，應(yīng)及時(shí)告知施工人員，避免發(fā)生斷樁的現(xiàn)象。

其三，攪拌樁施工建設(shè)過程中，如果受到地下障礙物產(chǎn)生的影響造成鉆機(jī)不能直接進(jìn)入，需要立即報(bào)告監(jiān)理單位，采取合適的補(bǔ)樁手段，提升施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

總而言之，公路橋梁施工建設(shè)期間，難免會(huì)遇到軟土地基問題，為了保證公路橋梁工程的施工質(zhì)量，需要深入研究軟土地基與軟土地基施工技術(shù)，經(jīng)過積累、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，全面提升軟土地基處理水平，更好地規(guī)避軟土病害的發(fā)生。