滨海地区公路软土地基施工方法

孔旸

（邢台路桥建设集团有限公司，河北邢台 054001）

1 工程概况

某公路工程位于沿海地区，沿线地质勘测结果显示，该公路跨越的河水主要随季节变化，雨水较多的季节，河水流速较快，干旱少雨的季节，河床干涸。公路北侧临海，地下水以孔隙潜水为主，海水、径流以及降雨是地下水的补给来源；工程所在地的地基土共分为7层，从上到下依次为杂填土、细砂、中粗砂、粉细砂、粉砂、淤泥质黏土、全风化片岩。依据工程所在地的水文、地质条件，经过研究后，决定采用塑料排水板+深层搅拌法中的粉喷桩，对软土地基进行联合处理，确保路基施工的有序开展。本文重点对滨海地区公路软土地基施工方法展开分析。

2 滨海地区公路软土地基施工方法

2.1 塑料排水板施工方法

2.1.1 前期准备

塑料排水板施工开始前，要做好如下准备工作：

（1）全面清理施工场地，清除各种杂物，随后根据设计要求布置现场，将田埂或是陡坎地段削成斜坡面，坡度控制在20°内。为确保排水畅通，在软土地基处理范围内，挖设排水沟，将农田引入附近沟渠排净；通过摊铺填料，形成排水横坡，随后铺设厚度为50cm左右的砂砾石垫层，确保使用的砂砾石含泥量在5%内，确保垫层的质量。本工程中，塑料排水板选用的是国内某厂家的产品，呈三角形布设，排水板的间距控制在15cm内，板底深入基岩面，砂砾石垫层外露20cm。

（2）路堤填筑施工前，先在坡脚位置处设置干砌片石护脚与土工布，以此来形成排水通道，对软土地基的固结渗流水有效排除，避免垫层内的砂砾石出现流失的现象。路堤采用分层的方法填筑，施工期间做好沉降观测，并对填筑速率加以控制，防止加载过快引起路基剪切破坏。当路基中心处的沉降速率超过10mm/d、坡脚的水平位移超过5.0mm/d时，要及时停止填筑；填筑完毕的路堤，要静置预压6个月以上，经检测合格后，方可开展后续施工。连续60d的观测沉降量应不超过5.0mm/d，才能对路面进行铺筑。

2.1.2 机械设备与原材料

机械设备和原材料与塑料排水板的施工质量密切相关，对此应予以重视，具体的选择要点如下：

插板机械选用的是塔形滚筒平移式打拔桩机，该设备通过振动锤的击振力与钢丝绳的拉力实现沉管，以适宜的套管插板。振动锤的重量为4.5t，主卷扬机的功率为11kW，最大拔力为270kN；塑料排水板选用的是SPB-1型，由以下几个部分组成：板芯、滤膜等。其中板芯为中间带有沟槽的板体，采用聚乙烯和聚丙烯加工而成，渗流水经由滤膜渗入到沟槽内，通过沟槽从排水地层析出。为确保排水效果，要求滤膜具有良好的渗透性，排水沟槽的断面不会在土体挤压下出现变形的情况。塑料排水板使用前，要做全面检查，确认质量合格后方可在施工中使用；砂砾石垫层选用粒径为50mm的石料，含泥量不得超过5%，有机质、杂物的含量不得超标。

2.1.3 施工工艺

（1）用于软土地基处理的机械设备全部进场就位，在此过程中，要防止损坏已经铺设完毕并压实的砂砾垫层，避免局部出现塌陷的情况[10]。按照从低到高的顺序插板，对机械设备定位时，要确保桩锤的中心与地面定位保持在一个点位上，使用经纬仪观测，对桩锤或是塔架的垂直度加以控制；套管要选用顶端带有吊钩或吊环的产品，为起吊提供便利条件。先在套管上划出控制标高的刻度线，当需要对套管接长时，可在排水板插打前先试接，将排水板经套管从管靴穿出，固定于桩尖之上[11]。

（2）打拔桩机通过振动锤的锤击力与卷扬机的拉力，完成沉管。施工初始阶段，要缓慢沉管，避免出现偏斜的现象。当套管沉入土体的深度与设计标高之间的距离为2.0m左右时，要继续放慢速度，并观察下管的情况，避免超深或触碰到基岩[12]；当套管沉至设计深度后，便可开始拔管，要保证作业过程的连续性，不宜过快，吊绳在拔管中途不可以放松，以免套管快速下坠造成排水板损坏。

（3）剩余的排水板与新的排水板连接使用时，可将排水板的两端滤膜剥开，然后搭接板芯，长度控制在20cm左右，再将滤膜翻卷盖住接头部位，确认泥土能否进入板芯，无法进入为合格[13]。

2.2 粉喷桩施工方法

2.2.1 施工技术准备

为确保粉喷桩处理软土地基施工的有序开展，在正式开工前，要做好如下准备工作：

（1）依据工程特点，结合作业要求，现场配备相关的计量仪器设备，做好计量装置的标定。水泥是粉喷桩的主要原材料之一，其性能和质量直接关系到粉喷桩的整体质量。故此，要检验到场的水泥及其他原材料，通过试验的方法，检测水泥的性能，看是否与施工要求相符，确认符合后，开展粉喷桩水泥用量的室内适配，以此确定出每米粉喷桩最佳的水泥用量[1]。

（2）以施工图纸作为主要依据，利用相关的制图软件，绘制出粉喷桩的桩位平面布置图，报测量工程师审核，批准后严格按图纸要求在现场布设桩位，确保桩位准确。布设桩位时，可以采用钢尺定位的方法，并在每根桩位处用竹签插入土层作为标记，桩位误差控制在5.0cm内[2]。当桩位布设完毕后，要及时复测，在后续施工中，要经常检查桩位，看有无移位移或是损坏的情况，发现问题及时处理，保证粉喷桩位置的准确性。

（3）在施工现场内，选取空地搭设水泥棚，可以使用素土将水泥棚的底部填高，然后铺设一层模板和一层彩条布，最后铺设塑料薄膜，避免水泥受潮变硬，影响使用。搭设的水泥棚至少能够存储60t以上的水泥，确保能够满足粉喷桩连续施工的要求。

（4）所有进场的施工机械设备在使用前，均必须全面调试，确认性能完好后，方可在施工中使用，避免机械故障影响施工质量的情况发生。相关准备工作全部完成后，以书面形式提出开工申请，并在现场监理工程师到场后，开展试桩工作，据此对粉喷桩的成桩技术参数加以确定。具体包括以下参数：钻进速度、提升速度、管道压力等；水泥搅拌的均匀程度；下钻或提升困难时的处理措施。需要注意的是，现场试桩的数量不得少于5根[3]。

2.2.2 施工方法及要点

（1）粉喷桩施工过程中，要将场地整平，地面上不得存有积水，可在施工路段的两侧修筑排水设施。平面上粉喷桩的布设位置要清晰可辨，必须确保桩位准确且与图纸要求相符。用于粉喷桩施工的水泥，应堆放在地势高的位置处，下部与地面之间至少15cm的距离，这样可保持良好的通风，避免水泥受潮变硬，影响使用。水泥的堆放要整齐，将不同厂家和不同型号的水泥分开堆放[14]。

（2）用于粉喷桩施工的机械设备上要带有反光标记，保证标记的刻度清晰可见。粉喷桩在夜间施工时，现场必须配备照明设施，使作业人员能够清楚看到设备上的标记，保证钻进深度。粉喷桩施工机械的操作人员要熟练掌握操作方法，做到喷粉均匀，水泥用量及复搅深度与规定要求相符[15]。喷粉要一次性喷足，桩身较长的粉喷桩，可采取对应的技术措施，确保下端的水泥剂量达到设计要求。

（3）按照试桩时确定的各项技术参数，编制施工方案，明确施工要点，所有参与作业的人员均必须严格依照方案实施。钻孔过程中，严格控制下钻深度、喷粉高程和停灰面，使粉喷桩的深度、喷粉量达到设计要求，确保误差在规范标准的允许范围内，即深度误差≤5.0cm，喷粉量误差不超过1%[4]。

（4）安排专人负责记录搅拌机的下沉或提升时间，误差不得超过5s，为避免提升未喷粉的情况发生，可在试桩阶段，对等待送粉达到桩底的时间合理确定。钻进提升的过程中，要控制好管道压力，避免因压力过大引起钻孔淤泥向周围挤压形成空洞，影响粉喷桩的成桩质量[9]。当钻头提升至距离地面25cm的位置时，可以停止喷灰。采取复搅措施，二次搅拌时，不喷粉，要严格控制复搅深度。施工中，钻头的下钻与提升速度与第一次保持一致，若是出现意外情况，则要详细注明原因。

（5）为使粉喷桩的质量得到可靠保障，施工时，对钻杆的提升速度严格控制，确保单桩喷粉均匀、一致。若是出现意外状况，对桩身质量造成影响时，则应在12h内补喷，操作时，补喷的重叠长度控制在1.0m内，无法达到要求时，要搭设新桩，其与报废桩之间的距离不得超过桩距的15%[5]。

（6）粉喷桩施工时，要经常检查输灰管，防止堵塞或是泄漏，输灰管不宜过长，以60～70m左右为宜。定期检查钻头，当直径的磨耗量超过10cm时，要及时处理，以免对钻机质量造成影响。粉喷桩机作业前，必须全面检查，可以用水平尺对机架前后左右的水平度加以校正，并对机架钻杆的倾斜度有效控制，不得超过1%。粉喷桩成桩后，单桩的竖直度误差不得超过1.5%[6]。

（7）认真校核施工桩位，确保领料数量与桩机完成粉喷桩延米的数量相符，避免浪费材料，增大成本。每根粉喷桩均必须严格按照生产实际数据填写相关的技术资料，并保证数据准确、可靠。成型后的粉喷桩，监理单位应抽查成桩7d和28d的桩体强度、抽检数量为粉喷桩总根数的2%，不少于2根[7]。28d的抗压强度在0.8MPa以上为合格，低于该抗压强度的单桩要返工重做。

2.2.3 冬、雨季施工措施

（1）冬季施工粉喷桩时，要采取有效的防雪和防冻措施，确保施工机械设备和材料能够正常使用。制定安全防护措施，保证冬季粉喷桩施工的安全性，避免安全事故的发生。在冰冻期开展粉喷桩作业时，为避免气温突降使桩身受到冻害，要密切关注天气变化，根据天气采取相应的防冻措施。冬季气温较低，对粉喷桩的施工具有一定影响，在确保工期的前提下，合理安排生产时间，避开严寒和冰冻天气。

（2）雨水对粉喷桩的质量影响较大，故此，在雨季施工中，必须采取合理可行的措施，为粉喷桩的质量提供保障。在施工现场，尤其是存放水泥的库房，做好防排水，修筑排水沟和集水井，配置水泵，对地表积水有效排除，避免水泥受潮变硬影响使用；雨季施工要加强与气象部门的联系，合理安排工序，降低雨季对粉喷桩施工的影响，确保在限定的时间内保质保量完成；所有施工材料必须做好防雨措施，尤其是现场的电器设备、线路等[8]，防止漏电引发安全事故。

3 结语

公路工程建设中，常常会遇到软土地基，依据滨海地区的特点，可在软土地基加固处理中，采用粉喷桩技术。为确保喷粉桩的作用得以充分发挥，作业人员应掌握相关的施工要点，并在实际工程中合理运用，为粉喷桩的质量提供保障[16]。未来，要加大软土地基处理技术的研究力度，除对现有的方法不断改进和完善外，还应加快开发一些新的技术，更好地为滨海地区公路建设服务。