道路桥梁工程软土地基施工技术探讨

康威 于志刚

1. 商水县水鑫凿井有限公司 河南 商水 466100；

2. 商水县水利技术指导站 河南 商水 466100

引言

道路桥梁是交通体系的主要组成结构，近年来，我国建设很多道路桥梁，为人们出行提供了非常便利的条件。但在道路桥梁施工中，经常会遇到软土地基，软土地基的含水率比较大，承载力有限，难以满足道路桥梁施工的要求，需要对软土地基进行科学有效的处理，来提升地基的承载力，避免道路桥梁在施工和后期使用中发生不均匀沉降，影响稳定性和质量。软土地基处理技术有很多，如换填技术、加筋技术、强夯技术等，和这些软土地基处理技术相比，粉喷桩施工技术既能有效提升软土地基的承载力，又能延长使用寿命，使用过程也比较简单，耗时比较少，能耗低，具有良好的发展前景，值得在道路桥梁软土地基施工中大力推广应用。

1 工程概述

某道路桥梁工程，在施工之前进行了详细的地质勘察，发现部分地基为软土地基，承载力有限，含水量比较大，为保证道路桥梁施工质量，结合类似工程施工经验，选择粉喷桩施工技术，效果比较好[1]。

2 软土地基的特点

软土地基是道路桥梁施工中比较常见的地基形式之一，和正常地基相比，具有显著的特点，主要体现在以下几个方面：一是软土地基拥有较高的含水量，就案例工程而言，软土地基是长年累月沉淀形成的土质，在雨水、地下渗水的共同作用下，其含水量在40%～70%之前，部分软土甚至具有流动性，渗透性比较小，处理难度比较大。二是软土地基土质比较松软，无法很好的承受抵抗剪应力，一旦承受到较大的荷载，就会发生明显的下沉。若未经处理就进行道路桥梁建设，在道路桥梁自身荷载作用下，软土地基会发生不均匀沉降，从而引起裂缝，影响整体结构的安全性和稳定性。三是软土地基具有明显的结构性，一旦局部被破坏，会影响整个软土结构的稳定性，加大施工的难度[2]。

3 粉喷桩在道路桥梁软土地基施工中的应用要点

3.1 做好地质勘察工作

在道路桥梁软土地基处理中应用粉喷桩时，必须切实做好地质勘察工作，特别是需要注意以下几点：一是明确地表层杂填土的结构组成情况，特别是需要探明大型石块、树根、建筑垃圾、生活垃圾的分布情况及含量，这些杂物会影响粉喷桩的施工进度，容易引起掉钻、卡钻等问题。增加粉喷桩桩径、倾斜率、桩距的控制难度，从而影响施工质量。因此，在采用粉喷桩施工技术之前，先探明和清除大型障碍物。二是确定软土地基的含水量，通过检测含水量，既能检验软土地基是否适合采用粉喷桩，也能确定水泥掺加量。如果软土地基含水量比较低，就难以为水泥固化提供充足的水资源，也就无法起到良好的处理效果。为达到相同的加固效果，软土地基的含水量越大，则水泥的掺量就越多。三是明确软土地基中有机质的含量。软土地基中有机质的含量越高，对水泥水化反应造成的影响就越大，不利于保证粉喷桩的强度和承载力。

3.2 合理选择水泥标号

在道路桥梁软土地基处理中应用粉喷桩时，水泥标号的选择是否科学合理，直接关系到总体施工强度。大量研究和应用实力表明，在粉喷桩处理软土地基时，水泥的强度越大，则粉喷桩的强度就越高。在水泥掺量相同的情况下，所选水泥标号的强度每提升一级，则形成粉喷桩之后，其抗压强度就会增加20%～30%。就案例工程而言，在软土地基处理中应用粉喷桩的主要目的是控制道路桥梁施工后的不均匀沉降，为达到这一目的，最直接有效的方法是增加粉喷桩的长度。因此，道路桥梁设计荷载低于100kN/m2，则可以选择32.5级的普通硅酸盐水泥，若大于100kN/m2，则要选择42.5级的普通硅酸盐水泥，在满足道路桥梁对地基承载力需求的基础上，以获得更大的经济效益。

3.3 合理确定加固范围

案例工程地基宽度达到60m，粉喷桩处理软土地基的范围小至少达到70m才能满足施工要求，两侧各多出5m的距离。从粉喷桩的结构和性质上来看，粉喷桩属于中介于刚性桩和柔性桩之间的一种地基桩体结构。但如果从承载力的角度来看，比较接近刚性桩。因此，在具体施工中，可在上部结构基础范围内进行布桩操作，无须在基础之外设置保护桩，杜绝无故浪费，降低建设成本。

3.4 科学合理的选择桩长

粉喷桩在处理软土地基时，按照桩底持力层情况，有两种结构形式，一种是支承式的粉喷桩，另一种是悬浮式的粉喷桩。其中前者多应用在淤泥质软土地基处理中，粉喷桩的底部布置在黏土层中，可有效降低沉降量。而后者则可以直接悬浮在软土地基中，沉降的比较大。案例工程施工中应用粉喷桩的主要目的是降低施工之后的不均匀沉降，控制道路桥梁的结构变形量，淤泥层在6～10m之间。因此，本工程软土地基处理中选择了支承式粉喷桩。在选择粉喷桩长度时，需要结合地质勘察中淤泥层的厚度和层地高程等指标合理确定粉喷桩的长度。为提升施工质量，在设计图纸中需要注明在粉喷桩正式施工之前，需要先进行试打，设计人员和工程监理需要达到施工现场，按照试打的结果，合理调整粉喷桩的长度，以保证粉喷桩质量，避免后期发生不均匀沉降。

3.5 合理确定粉喷桩的搅拌深度

在应用粉喷桩处理软土地基时，搅拌深度是否达标、搅拌是否均匀会直接关系到粉喷桩的强度和承载力。粉喷桩搅拌的均匀性和粉喷时的提升速度、转速、空气压力等息息相关。在案例工程施工中，为保证搅拌的均匀性，选择了重复搅拌的方法，重复搅拌的深度，按照现场情况合理确定。比如：粉喷桩主要承受的是垂直荷载，并且对抗渗没有严格要求，可选择地面以下三分之一到三分之二的粉喷桩进行重复搅拌，并保证重复搅拌的深度不小于5m，在符合粉喷桩受力范围之内进行充分重复搅拌，以保证施工质量。

3.6 合理设置垫层

粉喷桩属于一种复合桩体，是水泥和土层混合搅拌而成的桩体结构，固化之后，可大幅度软土地基的承载力，减少不均匀沉降。需要在地基上部设置一层垫层来增大桩土荷载分担比，促使粉喷桩能够发挥出更好的作用和价值。

3.7 质量检测

质量检测是粉喷桩在道路桥梁软土地基施工中应用的最后一步，为保证粉喷桩施工技术处理之后的软土地基的，具有足够的承载力和强度，满足道路桥梁施工建设的需求，必须做好质量检测，具体而言，可从以下几个方面同时入手：一是粉喷桩位于软土地基内部，属于典型的隐蔽性工程，以下施工质量的因素比较多，如施工机械设备、施工工艺、施工人员的责任心等，都会对粉喷桩施工质量造成严重影响。因此，在整个施工环节， 每个细节都需要加大质量控制粒度，并做好施工监督，发现问题及时指出，调整之后才能继续施工。二是边施工，边测量，保证粉喷桩使用的垂直、深度、桩径等指标都符合设计要求，并做好测量纪录，作为后期施工验收的参考依据。三是粉喷桩在成桩7天之内，需要浅部开挖桩头，并且其深度不能小于10cm，通过目视法来检测粉喷桩搅拌的均匀性，并测量粉喷桩的直径，开挖桩头检查的数量不能小于总粉喷桩数量的10%。四是粉喷桩成桩7天之内，需要采取轻便式触探仪对成桩质量进行详细检查，且触探点应位于粉喷桩桩径四分之一定位置，触探检查数量不能小于总粉喷桩数量的2%。五是粉喷桩成桩28天之后，在粉喷桩上部桩顶以下0.5m、1.0m和1.5m的位置分别截取3段桩体进行现场足尺桩身无侧限抗压强度检测，检查频率为2‰，且每个施工的点位，检测数量不能少于2根[3]。

4 施工效果分析

在案例工程软土地基处理中采用粉喷桩施工技术，共施工了42000m的粉喷桩，其中道路桥梁桥头位置软土地基最为密集，共施工了24000m，最大的粉喷桩长度为12m，28天无侧限强度检验达标之后，进行回填，路堤回填高度在4～8m之间，当回填到设计高度之后，再进行道路桥梁主体结构施工。按照地基沉降量检测，最大的累计沉降量为3.2mm，基础稳定，未出现裂缝、倾斜等质量通病。道路桥梁使用至今，运行良好，基础未出现不均匀沉降和开裂，桥头无明显下沉和跳车情况，表明粉喷桩在道路桥梁软土地基处理中应用效果较好，值得推广应用。

5 结束语

综上所述，本文采用理论结合实践的方法，探讨了道路桥梁工程软土地基施工技术，探讨结果表明，在道路桥梁施工中经常会遇到软土地基，强度比较差，含水量大，难以满足道路桥梁施工要求。采用粉喷桩处理软土地基，具有施工效果好，质量有保障，且成本低，施工效率高等优势，值得在类似工程中大力推广。