浅论桥梁桩基施工常用的地基处理方法

徐昆

【摘要】在我国坚定不移地实行改革开放政策的几十年中，我国国民经济的各项事业都取得了举世瞩目的快速发展成就，同时我国各行业的科学技术水平也获得了空前的提高。随着经济的持续发展和经济规模的日益加大，各地域及各行业间的物业、信息和人员交流与沟通也形成了前所未有的而且常态化的密集状态，作为经济发展必备基础的交通事业在我国国民经济中占据着举足轻重的地位。而在交通事业发展中作为其重要组成部分的桥梁建设也必然越来越受到全社会的广泛关注。

由于地质结构复杂，而且所建各类桥梁的桥体上部构架所承受的荷载很重，所以后期稳固性强、负载强度大的钻孔灌注桩基础建造工艺就已成为大部分桥梁项目建设优先选择的基础施工技术。桥体立桩基础结构是否科学合理，对工程建设成本 、稳固性、安全性、施工进度及桥梁性能有密切关联。因此在桥梁项目建设中完成好桥体地基的结构施工是其整体工程建设过程中的关键环节，笔者在此就桥梁桩基建造过程中的地基构建工艺做全面、详细的阐述。

【关键词】桥梁；桩基施工；地基；处理工艺

我国是一个地域广阔而且地质地貌、自然条件又十分复杂的国家，而且某些局部地区的自然条件甚至十分恶劣。由此给我国的交通桥梁建设带来很大的难度，况且某些地域的特殊地质构造对我国桥梁建设的技术水平又是一个十分艰巨的挑战。在这种背景下，我国的广大桥梁工程科技人员经过多年深入研究，刻苦攻关，在实践中逐渐摸索并形成了一系列满足各种自然条件需求的桥梁建设工艺，其中桩基施工的地基处理工艺就是一项应用非常普遍的重要桥梁建设施工技术，而且针对这一工程需求研发出了多种地基处理方法。

1、桥梁构架应力分布及地基类型

桥梁基础系构建于桥体构架与地基结构之间的过渡性结构体，也可以说是用来应力传递与应力再分布的结构实体。基础将桥体纵向传递而来的压力在传导给地基。由水平面观察，纵向构架系统把压力聚集式地传递至并作用于某一点，也可能是排布成线性状态，然而最终担负承载作用的还是地基，其赋予的是一系列分布性的载荷功能[1]。

①当地基的载荷功能充分时，那么此时桥梁基础的布局模式适宜和纵向构架的布局模式保持一致。然而某些时候受土质及载重的条件限制，必须选取基于整体面积铺设的阀型基础，阀式基础具有增加地基衔接面的特点。然而和单独基础作比较，其施工成本大，所以，仅在相当需要情况下方采用此种模式。不管是何种地基模式，其设置基础的最终目的均是将聚焦性的作用力再重新最大面积地分布于地基结构上，让重力负载永远处于地基所能承受的荷载范围之内。故荷载应力分布范围的面积始终与地基承受的重力荷载成倒挂型关系[2]。

②倘若建筑地基承受重力荷载能力很差，即可以认定其属于软土型地基状况，此时务必选取恰当手段对此软土型地基的结构实施彻底的改善过程。其软土型地基的组成成分很可能是沉积淤泥、水浸泡淤泥质土、水流冲刷携带土、混杂充填土或其它有很强压缩性的土质等类型。有此类土质构成的桥梁地基很不稳固，极易出现滑坡、沉陷、塌方等事故情况。

③如果在构建地基的小区域范围内存在着具有高压缩性能的土层结构时，需要依照小部分软土地基类型去处理。在对地层结构进行勘察作业时需要全面查清软层土质均一性、土层成分、分布区域及其它性能，参照所选取的地基整治工艺采集相关数据。若是冲填土结构还需查清其排水固结指标。若属于杂填土类型还需查证堆置时间，掌握其在自身重力作用下所呈现出来的稳定性、沉陷性等相关情况[3]。

2、桥梁桩基施工过程中应注意的工艺问题

①桩基构建过程中，其护墙水泥凝固性指标须和桩基水泥的凝固型指标相同，而且护墙要超出32cm，再有还需对护墙实施详细查验是否存在渗漏情况。

②桥体桩基水泥掺和比例。须在作业之前确定供料地点，而且对工程物料实施全面查验，确认合格后再确定人力孔桩挖掘作业及钻孔桩挖掘作业的匹配比例。通常条件下，钻孔桩内水泥坍落性能数据均比人力作业的水泥坍落性能数据高一定幅度[4]。

③在浇筑水泥之前，需要详细对孔底部实施查验，待确认孔底不存在积水及杂物情况下方可施工。通常条件下，其所存杂物容易排除，而其积水却较难除掉，需要采用适当的海绵料吸附或水下浇筑等施工方法进行除水操作，起始盘水泥浇筑量要尽量加大，精确把握灌注尺寸，振捣过程要彻底。

④在进行钻孔桩底部水下浇筑作业时，要详细对每盘水泥用料体积及导管拔出高度实施精确核算，以避免因导管拔出时水泥不实而出线断桩情况[5]。

3、常用的桥梁桩基施工地基处理工艺及方法

常用的桩基施工地基处理作业有包括换土填筑垫层工艺、强力夯实工艺、砂石充装工艺在内的近十种工艺，下面分别详细介绍。

①换土填筑铺垫层处理工艺。此工艺满足于地表软土地基和不均质地基的整合处理作业需要，它的基本功能是增强地基负荷能力，降低下沉幅度，加快软质土层的除水固化过程，扼制因温度变化引起的冻胀现象及膨胀土的伸缩过程发生。

②强力夯实工艺。此工艺满足碎石类土层、砂质土层、不饱和细质土与粘质土混合土层、沉陷状黄土等若干类土层地基的硬化处理要求。强力夯实置换工艺符合高饱和状态的细状土、流态化的粘质土层等地面上对基础形变幅度要求不精的工程建设的地基要求[6]。

③砂石桩地基处理工艺。此工艺满足于压实化疏松砂土、细质土、粘质土、纯质土、混杂土等地基的处理过程。增强地基的承受荷载能力，并减小其压缩性能，同时可用来整治液态型地基。就饱和型粘土质地基上部、控制形变要求不高的桥梁项目建设而言，亦适合应用砂石型立桩置换工艺进行处理，将砂石型立桩和软质粘土一起组建成复合型地基模式，从而增加地基强度。

④脉冲振动工艺包括充装填料和补充装填料两个类型。充装填料的一般叫做振捣冲击碎石桩工艺，振捣冲击施工工艺符合整治砂性土质、细碎土质、细碎粘土等树种地基的构建技术需求，就那些不用外排水并且抗剪性能不低于22千帕的粘质土及饱和型黄土地基而言，需要在地基开工作业前依托就地检验评估其应用条件。

⑤水泥与土混合搅拌工艺。此工艺包括桨体深度搅拌工艺及粉液喷洒搅拌工艺，它们也分别被称作湿式工艺和干式工艺。此地基施工工艺可用于整治已经固结好的淤泥和淤泥土层、粘质土层、粉化土层、饱和型黄土层等若干种不同类型的土质地基构建。不适合于整治泥炭型土质、塑性化指标高于26的粘性土、下层水带有腐蚀性介质和有机物质浓度高的地基结构[7]。

⑥高压喷射注浆工艺。适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，目前最大处理深度已超过35m。

⑦预压工艺。适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4.2m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4.2m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。

⑧夯实水泥土桩工艺。适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制，目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。

⑨水泥粉煤灰碎石桩工艺。适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。

4、结语

在选择地基处理工艺方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、桥梁对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。

参考文献

[1]彭介田，张顺喜.浅析碎石桩在处理软基中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2011（S1）.

[2]李青光.浆喷桩在路基软土地基处理上的应用——以大广北高速公路第三合同段路基施工为例[J].技术与市场，2011（03）.

[3]颜晓明.公路桥梁施工技术在绿色施工背景下的分析[J].建筑知识，2015（12）.

[4]何萌，许传波.公路桥梁施工物资成本核算管理及成本控制对策[J].商，2016（01）.

[5]李倩.公路桥梁施工管理养护技术及加固维修探析[J].黑龙江科技信息，2016（03）.

[6]陈伟婧.浅谈如何做好公路桥梁施工技术的质量控制工作[J].黑龙江交通科技，2015（11）.

[7]李林紫.公路桥梁施工质量问题及监督对策[J].科技创新与应用， 2015（26）.