公路桥梁施工中的软土地基施工技术分析

王伟

（中国水利水电第三工程局有限公司，陕西 西安 710000）

0 引言

公路桥梁建设的质量直接影响人们的安全出行，这就需要在公路桥梁施工过程中科学应用软土地基施工技术，使公路桥梁建设的质量得到保障。软土地基是公路桥梁施工过程中非常重要的组成部分，在使用时存在很多问题，需要采取相应的措施加以处理，保证交通事业健康、稳定、可持续发展。

1 软土地基施工技术

1.1 真空预压

当桥梁下面部分施工范围内的基础软土地基具有非常大的黏性时，可以使用真空预压的方法，具体流程为：

第一，在软土层上设计砂垫层，把砂垫层当作横向的排水体。

第二，尽可能采取条形平行排列的方式，把滤水管设置在横向排水垫层的中间位置。通常情况下将塑料管或钢管作为滤水管的材料，滤水孔的直径不得小于8mm，不能超过10mm，两个滤水孔之间的距离大约为5cm。

第三，为了确保良好的封闭性，应大面积铺设密封性聚氯乙烯薄膜。

第四，为了提升管路连接的封闭性，应安装真空管路。

第五，打开离心泵抽气，使内部压力急剧上升，使土层排水固结速度更快。密封膜中的真空度应大于73kPa，抽真空的时间不得超过5d。

第六，真空预压施工过程中，相关人员应详细观察密封膜、离心泵和真空管路，充分了解不同土体深度的真空度、地表总沉降及孔隙比的改变状况。

真空预压法凭借自身多重优势，在施工中得到广泛应用。

1.2 高压喷射注浆

公路桥梁施工过程中，针对软土地基特殊路段应采用恰当的施工技术，硬化处理桥梁下面部分的基础软土地基，高压喷射注浆法是经常使用的一种方法。

高压喷射注浆施工的流程为：

第一，准备地质钻机，按照设计的孔位使用地质钻机钻孔，钻孔施工时，应加强对钻孔垂直度的控制。

第二，完成钻孔工作后，在钻孔中插入旋喷管，为防止喷嘴被堵住，需要一边射水一边插管，射水时施工人员应控制射水压力不超过1MPa（含1MPa）。

第三，将旋喷管插进钻孔时，若插入深度到达设定的设计深度，就能够从下到上进行旋喷施工。利用高能量的喷射浆液损坏土体，在这个过程中，体积比较细小的土粒会伴随着浆液流出钻孔，受到高压喷射流冲击的影响，其他土粒与浆液充分融合，按照规律重新排列，最后形成固结体。

第四，若施工现场土体的渗透性非常强，在施工过程中为了快速凝固，可以将三乙醇胺或者氧化钙加入水泥浆液中。

第五，旋喷施工期间，为了防止喷嘴被杂质堵塞，应控制浆液的流量与压力。通常先对深层进行旋喷，然后提高旋喷管，避免喷浆管出现扭断的情况。

第六，将喷浆管提高到设计标准高度后，就完成旋喷施工。为防止注浆管中存留泥浆，应马上对喷浆机、注浆管进行清理。

1.3 卵石、砂石换填

公路桥梁基础软土地基建设时，若施工现场的软土地基厚度较薄，则需要采用人工或挖掘机施工的方法铲除软土，将开挖深度控制为2m 以内（含2m）；将原有材料换填为集配完好的材料，将软土层的铺设厚度控制在15～20cm 之间，接着使用自重6～10t 的压路机碾压，确保每层软土层的碾压遍数超过4 遍（含4 遍）。

1.4 强夯

利用自重8～12t 的重锤强夯软土地基，使用冲击波挤出软土层中的水分，实现强化地基的效果。与其他夯实方法进行比较可以得知，这个方法施工过程非常简单，能够实现理想的施工效果，同时不用投入大量资金。通过测量与计算得知，软土地基通过强夯处理后，可以将其压缩性减少至原来的2～10 倍，将承载力提升2～5 倍。通常而言，在杂填土、沼泽土及黏质土等地基类型夯实时往往使用强夯法。

2 工程概况

本文将某公路工程当作研究案例，该公路预计总长度68km，路基宽度26.2m，包括双向6 个车道，施工量非常大，施工过程中需要跨过多个省，面临多个软土地基路段，施工难度很大，为了保证施工质量，在施工中应处理软土地基。

3 施工方案

该工程项目建设前，对施工区域中的软土地基进行观察，知晓施工阶段存在的软土地基存在非常大的差异，一些路段的软土层为1～5m，土层相对较浅，一些路段软土层为5～15m，土层非常深，为了实现理想的软土地基处理效果，采用各种方法对软土地基进行处理。

如果施工路段的软土地基层比较浅，在排水加固时往往使用铺设砂垫层的方法，提升其承载力，针对软土地基层比较深的路段，可以采用深层水泥搅拌桩的方式，在地基中掺和水泥并搅拌，达到加固地基的目的。

3.1 勘测设计

公路桥梁工程施工建设过程中，往往将勘测设计作为基础条件，工程负责人与技术人员在工程施工初始阶段，根据公路桥梁的实际状况勘测施工情况。

其一，设计人员与技术人员需要勘测施工过程中涉及的实际地质条件，根据勘测结果采用不同的施工方法，改善与优化公路桥梁施工的总体性能。

其二，根据公路桥梁的实际状况与特征，拟定工程施工方案与设计方案，使施工方案与施工要求相匹配，引导公路桥梁施工。拟定施工方案时，需要综合考量公路桥梁施工的各个方面，根据施工状况审核、检查施工过程中使用的设备与材料，施工遵照规定流程展开，防止因施工不科学导致工程质量不符合标准。

在软土地基施工期间，需要勘测桩孔，控制填土速度与填土效率，使施工质量得到保障，防止不科学施工导致路堤滑坡与桥梁沉降等不良情况，最终使公路桥梁施工存在安全隐患。

3.2 表层处理

公路桥梁软土地基施工期间，应使用各种施工方法处理软土地基的表层，使公路桥梁的施工要求得到满足。

其一，技术人员使用添加剂改善软土地基的强度与压缩性能。若软土地基的表层属于黏性土质，施工人员可以使用添加剂实现固化土质的效果，使工程顺利施工。也可以添加石灰、水泥等，降低软土地基的含水量，增强软土地基的压实度与强度，提升地基的稳定性。

其二，工作人员可以在软土地基上铺设无纺布或土工布，避免软土地基出现不均匀沉降与变形，使填土荷载满足要求，强化地基承载力，防止工程施工不平稳。

3.3 垫砂层施工技术

3.3.1 材料准备

第一，该工程采用铺设砂垫层的方法对基层较浅的软土地基进行处理，在铺设以前准备与检测需要铺设的材料。

第二，中粗砂具备良好的物理性能，因此使用中粗砂作为垫砂层铺设的材料，中粗砂碎石类型应控制在20～40mm，不能包含草根等杂物，进入施工现场前，有关人员需要检测材料的性能，确定材料质量合格后，运输到现场，投入使用，防止因为材料不合格影响施工质量。

3.3.2 验槽

第一，确定中粗砂质量合格后，开展垫层验槽工作，应明确软土基坑的土质性能，在施工过程中发现问题，需要立即处理。

第二，完成验槽工作后，安排施工人员彻底清除软土基坑表层残留的尘土，检查软土基坑周围坡面的异常情况，确定质量符合要求后，即可铺设垫砂层。

3.3.3 铺设砂垫层

第一，该公路桥梁工程采用分层铺设的方法，遵照由深至浅的顺序进行，第一层砂垫层铺设过程中，不能随意挪动下面的卧层，避免影响垫层的可靠性与稳定性，每一层铺筑厚度不能超过15cm，施工人员使用振捣器对其反复振捣，直到捣实为止，从而保证垫层铺筑的质量，下一层砂垫层铺设按照以上顺序进行，直到完成这个阶段的工作。

第二，将所有垫砂层工作铺设完成后，由专业人员使用专业设备对垫砂层铺筑的质量进行检验，最后一层砂垫层的压实系数应大于0.94，在验收过程中应随机挑选检验点、加大检验力度，每个点至少检验三次，使垫层的施工质量得到保障，实现良好的软土地基处理效果。表1为软土地基砂垫层设计标准。

表1 砂垫层设计标准

3.4 深层搅拌桩施工技术

首先，该工程深层搅拌桩施工时使用级别为32.5的常规硅酸盐水泥，为了保证软土地基的加固质量，需要确保使用水泥质量符合要求，不能将过期、受潮等质量不符合要求的水泥运用在施工中。另外，施工现场使用的所有原材料要经过严格检验，合格后方可进入施工现场。

其次，该工程深层水泥搅拌桩施工过程中，应保证施工机械设备的性能平稳、符合相关标准，在施工建设前应调试、维修所有设备，使机械能够顺利投入建设中，其中收集斗、灰浆泵、深层搅拌桩及灰浆拌制机等是这次建设过程中主要使用的设备。

最后，采用深层水泥搅拌桩技术对基层比较深的软土地基进行施工建设时，应确保施工场地的平整度与通畅度，使场地保持清洁平整，按照设计图纸放样，明确各个搅拌桩的位置，施工过程中要改变桩位。应得到监理单位、设计单位的认可，通过书面形式把施工放样记录报告监理工程师，监理工程师确认后，即可开展下一步施工。

3.5 施工工序

3.5.1 钻机就位

监理工程师签字确定放样记录后，将搅拌桩机安装到施工现场，将桩机定位在放样的位置，保证安装牢固、水平、稳定，桩机机底位置应垫放枕木，保证桩机底部的平整性，桩机的搅拌头应与桩身对应，桩机安装完毕后，使用线锤检查桩架安装垂直度，符合要求后就能开钻。

3.5.2 试桩

首先，钻机工作安装完毕后，在能够施工的路段进行试桩，施工期间所选择的试桩路段长度为60m，试桩根数是30 根，对桩机的钻孔速度、喷浆压力、二次喷浆量的分配、搅拌速度、提升速度及单位时间的喷浆量等进行测试。

其次，经过试桩，依据搅拌桩施工的工艺过程，明确软土喷浆量与含水率二者之间的联系，得到最恰当的浆液水灰比与喷浆量，试桩工作完成后，建设企业根据获得的试桩结果，对施工方案进行优化与改进，开启下一步正式施工。

3.5.3 浆液配置

根据试桩工作中确定的水泥浆配合比拌制水泥浆，注意控制水泥浆的拌和时间与每次浆液的分配量，确保水泥浆符合使用需求，为搅拌桩连续施工提供可靠的保障。

3.5.4 搅拌桩施工

浆液配制完成后，即可展开搅拌桩施工，搅拌桩施工过程中，钻机下钻和提钻的速度直接影响湿喷桩机喷浆量，必须按照试桩获得的速度进行施工，钻机速度每分钟不得超过1m。当钻机进入规定的位置后，可使用压降泵喷浆，搅拌1min，底层搅拌均匀后就提钻，提钻的速度应控制为每分钟0.8m，保证喷浆搅拌的均匀性。

桩头和提钻位置之间间隔0.25m，这样可以反复喷浆搅拌，使桩头质量得到保障，与桩头之间间隔0.25m 时，就可以停止喷浆，为了有机混合软土层与水泥浆，搅拌完一次后，可以按照一样的流程进行二次搅拌，充分融合软土地基和水泥浆。

安排人员记录湿喷桩机使用时产生的参数，如：上升时间、下沉时间、下沉与上升速度等。喷装机使用的时间误差应小于5s，如果湿喷桩机使用过程中出现问题，需要将素土回填到施工区域，避免影响正常施工，待恢复正常后，重新喷浆搅拌，两次施工的搭接长度不得小于1m。

3.6 施工注意事项

其一，水泥浆液进行有效分配后放入存放池，在存放池中水泥应保持搅拌状态，避免水泥浆出现离析。

其二，搅拌施工期间，应保证浆液运送的充足性，若由于某种因素停止运输，应及时告知施工人员，避免发生断桩的现象。

其三，搅拌桩施工建设过程中，如果受到地下障碍物产生的影响造成钻机不能直接进入，需要立即报告监理单位，采取合适的补桩手段，提升施工质量。

4 结语

总而言之，公路桥梁施工建设期间，难免会遇到软土地基问题，为了保证公路桥梁工程的施工质量，需要深入研究软土地基与软土地基施工技术，经过积累、总结经验，全面提升软土地基处理水平，更好地规避软土病害的发生。