关于公路施工中软土地基处理技术及应用

段丁钰

摘 要：为解决公路施工过程中经常面临的软土地基问题，本文结合某公路工程I标实际情况，对其软土地基处理中水泥搅拌桩技术的应用进行分析，提出施工中需要注意的要点，以期为类似公路标段的软土地基处理提供技术参考。

关键词：公路施工;软土地基处理;水泥搅拌桩

公路工程施工中，若未能对软基进行加固处理，则会引发路基沉陷等病害，导致路面变形和开裂，严重影响公路正常使用。因此，在公路施工中一旦发现软基，必须加以有效处理，根据工程的具体情况，采取有效的软基处理技术。

1 工程概况

某公路工程I标总长约6.72 km，该标段处在冲击平原区中，路基稳定性相对较差，地层范围内有软弱土分布。为保证公路质量，必须处理软基，先将松散土清除，并换填碎石，然后采用搅拌桩进行地基加固。该标段的不良地质以软土震陷与砂土液化等为主，其中，软弱土属于淤泥质土，成流塑状，而砂土液化的液化指数在1.75～14.36范围内，属于中等液化地基。

软基处理需要从构造物承载力、稳定性与沉降几个方面考虑。以相关计算分析结果为依据，采取合理有效的处理措施。如果软土的厚度在3.0 m以内，则可采用换填的方法进行处理。对于水泥搅拌桩技术，主要用于软土深度在13 m以内的段落，该工程所用搅拌桩的桩径为500 mm，按正三角形进行布置和排列。掺灰量以含水量的高低为依据确定，通常采用50 kg/m～60 kg/m，水泥使用32.5普硅水泥。搅拌桩之间的距离为1.0 m～1.4 m。桩长要以从软弱层中完全穿过为准确定和控制。另外，为保证搅拌桩的性能，可以按照水泥用量的3%掺入石膏。

2 施工准备

（1）落实好三通一平，并检查确定是否存在地下管线。

（2）根据设计图纸进行放线，确定每根搅拌桩的具体位置;每五根桩设置一个竹片用于现场定位。若需要更改设计位置，则要得到设计与监理人员的同意。

（3）做好施工前的场地安排与组织，如供水、供电、机械设备行驶路线及摆放位置，以及临时运输通道[1]。

（4）施工材料应适当提前进场，所有材料都要有合格证及试验报告。

（5）开工前由测量人员对施工图纸进行校核，然后按照图纸在现场确定桩位及标高。放样结果要采用书面形式提交给监理人员，由监理人员检查确认合格后开始下一道工序。

（6）开工前将所有机械设备均准备齐全，并进行必要的试验与保养，使其在施工中能够正常运转。

（7）水泥采用32.5普硅水泥，施工中使用的水泥必须质量合格，不可使用已经变质、受潮和结块的水泥。

3 施工方法

3.1 鉆机就位

该工程采用可自行就位和对中的桩机。在安装桩机时，应使其保持水平并稳固，同时在桩机的底部应使用枕木将其垫平。将桩机安装到位后，测量并放出标高控制线，作出明确的标记，机架正面与侧面都必须和搅拌杆保持垂直，桩机的搅拌头应与桩位对准。桩机就位后，利用线锤对桩架的垂直度进行检查，经检验确认合格后即可开始钻进[2]。

3.2 搅拌下沉

依靠搅拌机自身重量以不超过1.0 m/min的速度持续向下钻进，在钻头旋转的同时持续下沉，一般钻头每旋转一圈应向下沉10 mm～15 mm的距离，基于导向架的引导，在旋转的同时不断切土，直到要求的加固深度。实际下沉速度控制根据电机电流进行，正常工作时的电流不能超过40 A[3]。

水泥浆液制备要有足够时间，一般不能少于4 min，这样除了是为了保证浆液搅拌均匀性，还能起到促进水泥水化的作用，浆液的水灰比要以试桩技术参数为参考得出，通常不能超过0.4～0.5的范围。完成搅拌的浆液储存至储浆罐的过程中应保持连续搅拌，否则将有可能导致浆液离析。

喷浆量的确定需要根据室内试验资料单位长度增加5 kg，同时最小水泥用量不能低于50 kg/m，而最大用量一般不能超过60 kg/m，保证水泥的用量是使搅拌桩施工完成后有足够抗压强度的关键，因此在施工中必须严加管控。

施工应按照从内侧到外侧的顺序进行。在正式施工开始前，应先进行试桩，其桩数不能少于160根，采用试桩的方法可确定如下几项技术参数：到达设计要求喷入量的技术参数，如钻进、提升与搅拌的速度、喷浆压力、喷入量等;检查浆液的搅拌是否均匀，即能对预定工艺流程进行验证;确定下钻与提升过程中受到的阻力，并采取针对性技术措施;明确软土实际含水量与喷浆量之间的关系，由此确定最佳喷浆量及浆液水灰比[4]。

桩机的下钻与提升速度都是对喷浆量进行控制的主要因素，需通过试桩来确定，通常情况下的钻进速度不超过1.0 m/min。在钻头到达桩底部以后，应继续搅拌和喷浆一段时间，这样是为了保证桩底部灰量充足，然后再按照不超过0.8 m/min的速度向上提升钻头，使浆液搅拌达到均匀。

将钻头提升至与整平高程相距0.25 m的位置后，可通过重复喷浆和搅拌来保证桩头的质量，直到从整平高程处离开0.25 m。与此同时，在预搅下沉到设计要求的深度后，应启动灰浆泵连续坐浆30 s的时间，使泥浆进入到软土层当中。通过同时进行提升、搅拌与喷浆，确保浆液和土体之间充分混合。另外，为了使桩端、桩身与桩顶的质量都达到要求，在第一次提钻过程中需要在桩底处适当停留一段时间。

3.3 充分搅拌喷浆

为确保软土层和浆液能够达到均匀搅拌，应采用相同的方法重复搅拌下沉与提升喷浆，在重复施工时，要求与第一次搅拌下沉基本相同。桩机钻杆下沉及提升时的时间都应安排专人进行记录，要求其误差不能超过5 s。如果在复搅的过程中产生空洞或发生意外事故，包括停电与喷浆管堵塞等，可能会给桩体的质量造成影响，则要在提升钻杆后立即采用素土进行回填，并重新开始搅拌和喷浆，要求在12 h之内完成补救施工，保证搭接段的长度达到1.0 m以上[5]。

3.4 质量检验

搅拌桩质量检验项目、要求、允许偏差、频率及方法包括：

（1）桩距：检查方法为皮尺测量，按照总桩数2%抽查，要求偏差不超过±10 cm;

（2）桩径：检查方法为尺量，按照总桩数2%抽查，要求不小于设计值;

（3）桩长：检查方法为根据施工和监理的记录确定，需检查所有桩，要求不小于设计值;

（4）桩垂直度：检查方法为根据施工和监理的记录确定，需检查所有桩，要求偏差不超过1.5%;

（5）单桩喷浆量：检查方法为根据施工和监理的记录确定，需检查所有桩，要求不小于设计值，且偏差不能超过+1%;

（6）桩身抗压强度：检查方法为钻孔取芯检测，按照总桩数0.5%抽查，要求7 d抗压强度不低于0.6 MPa，28 d抗压强度不低于1.0 MPa[6]。

3.5 施工注意事项

（1）桩机应配备计量装置，并做好定期标定，当总生产桩长达到10 000 m后必须重新进行标定 ;

（2）对喷浆与停浆时的标高进行严格控制，中途不允许停止喷浆，以保证桩长;在二喷过程中注意不可在还没有喷浆时就进行钻杆的下沉与提升;

（3）如果在施工中发现实际喷浆量不足，则要由监理人员在适宜的位置实施补桩;

（4）在对桩体进行复搅的过程中，应使用中低档的速度进行钻进与提升，不可使用较高的速度施来钻机与提升，否则将严重影响最终的搅拌效果;

（5）开工前先对场地进行平整，并清除所有障碍物，若发现地表过软，则应采取有效措施避免桩机失稳;

（6）在湿喷法施工过程中使用的各类添加剂，都必须经过相关试验且确认合格后才能使用。浆液的泵送应保持连续，若因故停止泵送，则要停止前方操作人员，避免发生断桩;

（7）如果如土切削与提升搅拌过程中由于负荷过大导致电机的电流超出额定值，则应适当减小提升的速度，也可补给一定量的清水，如果卡钻或停钻，则应将电源切断，在强制提出钻头后，重新开启电机进行下钻;

（8）施工过程中应借助定位卡保证桩位准确性，所有管线的接头都应连接牢固。施工现场的所有电器都应采取有效防雨措施，谨防漏电问题的发生;

（9）施工中不可使用已经离析的泥浆，泥浆必须按照设计确定的配合比进行配制，水泥使用前应进行过筛。另外，为避免浆液离析，应持续搅拌，在压浆开始前再将其倒入至料斗当中;

（10）成桩时，因电压不足或其它方面原因导致停机而使成桩中断，则为了避免断桩事故的发生，应在重新开启桩机之后使搅拌叶片下沉0.5 m[7];

（11）施工中若由于地下存在障碍物等原因导致钻杆无法下入时，应立即通知工程的设计与监理方，以便采取有效措施进行补桩，保证成桩质量;

（12）制浆必须严格按照设计要求的水灰比进行，将浆液配制好以后应进行适当的过滤。对于集料池内的浆液，应始终处在搅拌的状态，这样是为了防止浆液分层[8]。

4 结语

综上所述，软基在公路工程建设中是一种十分常见的情况，目前对公路软基已经掌握了很多处理技术，水泥搅拌桩技术的应用比较成熟。该标段软基处理施工现已完成，经检查搅拌桩各项技术指标均满足设计与规范要求，以上施工技术合理可行，可以为类似工程的软基处理提供参考借鉴。

参考文献：

[1]刘杰.市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术的探讨[J].科技经济导刊，2021，29（5）：71-72.

[2]熊国林，谢忠良.试析软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].黑龙江交通科技，2020，43（12）：91-92.

[3]许景泽.双轴多向水泥搅拌桩施工技术在公路软土地基处理中的應用[J].散装水泥，2020，10（5）：54-55+57.

[4]袁国栋.公路桥梁工程施工中软土地基施工技术的有效应用研究[J].城市建筑，2020，17（24）：165-166.

[5]秦振龙，祝高飞.软土地基处理技术在市政路桥工程施工中的应用[J].工程技术研究，2020，5（6）：74-75.

[6]李昊翔.公路施工中软土地基处理技术分析[J].中小企业管理与科技，2019，10（12）：153-154.

[7]朱邦辉.道路桥梁施工中软土地基处理技术的应用实践分析[J].地产，2019，10（23）：158-159+111.

[8]邓辉辉.略论软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].人民交通，2019，11（11）：73-74+111.