公路工程施工中的软基处理施工技术应用研究

李国华

（江西轶通建设工程有限公司，江西 抚州 344000）

0 引言

在当前公路工程项目建设中，软基处理已经成为不容忽视的问题，且得益于施工技术的快速发展，逐渐衍生出诸多软基处理技术，但其适用范围存在一定差异，其中浆喷桩软基处理技术具有适用范围广泛、操作简单、造价低廉等优点而得到大范围推广，已经成为公路工程施工软基处理中的常见技术手段，值得关注。

1 公路工程施工中软基处理要求

当前在公路工程项目中，软基处理应遵循以下要求：第一，软基处理方案是基于地质勘查结果所形成的，因此，在制订施工方案时应满足线路空间布设要求以及不同软基处理方案比选规定等内容[1-2]。第二，软基处理方案应充分考虑当地水文地质、材料与施工机具等方面的要求，坚持就地取材、先简后繁等原则确定工艺。第三，软基处理施工中应满足稳定性要求，即综合考虑软土类别、土层成因、土层分布范围等内容，尤其是要重点识别道路建成后软基可能造成的危害以及发展情况，避免不合理施工工艺影响公路后期的正常运行。因此，为保证质量，在软基处理中可引入软土滑动破坏安全系数，其计算方法如公式（1）所示。

式（1）中：Fs表示软土滑动破坏安全系数；W表示土块质量；L表示软土滑动面长度；α表示土块在滑动面上的倾斜角度；φu表示土块沿滑动面产生的非排水抗剪切角；Cu表示土块滑动面与非排水黏结力。

在软基处理中，Fs越小则证明处理效果越令人满意。

2 浆喷桩技术在软基处理施工中的应用

整个浆喷桩施工流程如图1 所示。

图1 浆喷桩施工流程

2.1 施工准备方案

2.1.1 布桩

施工人员先用全站仪测量放样后确定中桩与边桩的放样点位，并根据现场情况选择做中心线单排布桩。布桩时为预防数据误差问题，可在全站仪测量放样的基础上用钢卷尺再一次核对桩距。之后以中心线桩位为基准点，参照等边三角形设计布设方案水平推进边桩，直至桩布满整个路段。在布桩作业中若因为边界造成布桩冲突，可考虑减少桩位。在布桩结束后，施工人员应根据图纸逐一核对桩位与数量，确保现场布桩与图纸相符[3]。

2.1.2 下承层验收

彻底清理施工现场的杂物，并检查施工现场的平整度与压实度。核对钻杆长度，检查钻入深度是否达到桩长要求。

2.2 浆喷桩的施工工序

2.2.1 钻机对中

现场施工中线按照顺序编号使排桩就位后，即可启动钻机。移动钻机位置后，检查钻机是否对准桩位中心点。施工人员先用水平尺核对钻机底座的水平度变化情况，例如可用垂球校对垂直后，将其数据误差控制在1.0%以内，根据水平尺调节钻机底座的水平值后，施工人员填写检验记录，尤其是要确定不同桩位的编号与长度。

2.2.2 浆液配制方案

浆喷桩施工中使用标号32.5 水泥，砂子为中粗砂，石子粒径5～10mm；原材料配比方案为：水泥/砂子/石子＝1.0/1.5/1.7；速凝剂掺量4.0%。

2.2.3 钻进施工

钻进施工的基本流程如图2 所示。

图2 钻进施工流程图

在图2 介绍的施工工艺流程中，施工人员应注意以下内容：

（1）在浆喷桩钻进施工中应跟踪检查垂直度的变化情况，钻进时可使设备处于水平状态，并垂直架设导向架。为保证钻进施工质量，应将装置的垂直偏差值控制在1.0%，最大垂直钻进的数据误差应≤5.0cm。

（2）钻杆钻进时应随时校对钻杆长度，在标定钻杆深度后随时检查钻进深度是否达到标记处。

（3）钻进开始后自动记录装置的下钻时间，当送浆至桩底后记录时间；注意检查输浆管内部有无堵塞或者磨损情况，若有则可考虑随时更换磨损严重的钻头（例如磨耗量≥10mm）。

（4）启动灰浆泵后可先喷出少量浆液进行试喷，试喷结果满意后再钻进。该环节应注意钻进速度为由低到高，保证钻进过程中可维持持续的浆液喷入。

（5）钻进开始后将设备钻进速度维持在1.0～1.2m/min，设备的喷浆速度维持在0.5L/min 左右。当钻头抵达设计长度后即可转变为低速旋喷，并连续喷浆搅拌30s 左右。搅拌结束后再提升钻头做反转喷浆，通过反转喷浆也可弥补第一次喷浆的不足，有良好的补浆效果。

（6）钻进提升中应注意缓慢提升管道，这样可避免因为提升速度过快而导致压力变化并造成浆液空洞，也可预防因为压力值突变而导致周围淤泥挤压变形问题的发生。

（7）采用连续不断输送水泥浆的施工方法，实现一次成桩。

2.2.4 复搅

当钻头提升至地面上后即进行可反向钻进复搅，该环节的复搅深度就是桩身的全长，其目的是针对喷浆不足的位置做补浆。该环节为保证浆喷桩桩体强度与均匀性达到要求，在复搅时可采取以下方案：

（1）施工中指派专人制作成桩记录，核对每根桩的位置、喷浆深度与停止喷浆后的标高情况。

（2）在进浆口上布设网筛，避免内部水泥硬块堵塞管道而影响喷桩施工效果。

（3）严格控制喷浆量与装置的提升速度，其目的是确保任意深度的浆液均能得到充分搅拌。

（4）复搅环节应时刻观察钻架的垂直度变化情况，避免钻架角度变化而影响施工质量，保证成桩质量满意度。

在复搅施工结束后，施工人员应及时清理装置上附着的土块并将设备移动至下一桩位继续施工。

2.2.5 施工后处理方法

在移走钻机后即可采用水泥土回填方法夯实桩头，此时为保证桩体强度，可考虑在桩位位置做洒水养生，严禁扰动周围稳定土层。

2.3 施工质量检测

2.3.1 目测检查

在成桩结束7d 后挖1.0m 的深基坑，核对桩位与桩间距等指标，并注意了解有无桩顶凹陷、缩颈问题。随时观察桩身的状态，若发现水泥结块或者夹泥层、桩身颜色改变等情况则应警惕施工质量缺陷。

2.3.2 钻孔取芯检查方法

成桩28d 后，施工单位通过钻孔取芯法评估桩身强度值，具体操作方案为：钻孔取芯检测桩长，样本提取比重为3.0%。

2.4 浆喷桩施工的注意事项

为确保浆喷桩施工质量符合预期，施工人员还应该重点关注以下内容：

第一，严格控制装置的下钻深度、浆喷高程与停浆面位置，并保证桩长与水泥浆液喷入量符合设计要求，其中钻机下降深度误差应控制在5cm 以内，混凝土等原材料的用量误差应≤1%。在配制混凝土材料时可根据要求向其中添加少量的缓凝剂，确保桩体不会在成桩前因为初凝而影响质量。同时，现场每根桩所需的浆液应尽量实现单独拌制，并随时检查浆液有无长时间存放或者离析等质量问题，若发现浆液性能不满足预期则应废弃。向浆液倒入集料时应加筛过滤，这样可有效预防结块等质量问题发生。在泵送浆液时应时刻保证管道内部湿润，以便输送浆液，但要避免有明显的积水残留[4]。

第二，浆喷桩原则上应彻底穿越软弱土层直达持力层，并深入硬土层50cm 以下，上述结构可保证软基处理效果。根据现有经验，在软基处理施工中不仅要根据地质材料判断持力层位置，还要根据钻进电流表读数等关键指标进行划分，例如在钻进期间发现电流表读数明显提升（提升数额≥30%），即可认为钻头钻进了硬土层，再持续下钻50cm 即可抵达持力层。除此之外，为有效消除潜在质量风险，要求在浆喷桩施工中任意一点的初次打桩深度应进入硬土层80cm 以上，其目的是避免因薄硬土层问题影响软基处理效果。

第三，钻头装置每次下沉或者提升时，现场均应安排专业人员负责记录，其目的是随时核对成桩的各项数据。同时，在提升作业时应严格执行质量规定，例如提升前应考虑浆液抵达桩底的时间，避免因为过早提升而导致浆液未充满等问题发生。

第四，在综合考虑施工质量要求的情况下，在全桩长范围内应重复搅拌一次，目的是强化材料均匀性，尽量实现复搅一次完成，但可能因为多种原因造成一次完成复搅困难的情况，施工人员可根据现场情况判断是否需要采取分段喷浆与分段复搅等方法，但若确定采用分段复搅工艺，则应确保二次喷浆重叠范围≥0.3，二次复搅的重叠长度为1.2～1.3m。

第五，整个施工过程应确保可连续性供应浆液，并检查各项装置是否均匀拌和材料，一旦因各种原因造成停浆问题，则应将搅拌机钻头下降至浆面下方约0.5m 位置，待供浆正常后再进行提升。一般因各种原因造成设备停机时长超过3h，施工人员应考虑浆液硬结而造成堵管风险。为避免上述问题发生，可考虑先拆卸管路，彻底清洗后备用。同时，未完成的浆喷桩可在12h 内采取补喷措施，若时间间隔超过12h 可作报废处理，补喷的浆液长度也应≥1.0m。若施工中因为各种原因无法精准识别，可以电流表读数发生明显变化时为标准，但在提升喷浆前要有等待送浆到达的时间，以防止断桩。否则应重新打设，新桩距报废桩的距离不能大于桩距的15%，并保证约有1/3 的长度重叠。最后若发现上述情况应如实报备，并且接桩与补桩方案均应上报至监理部门进行质量检查。

第六，浆喷桩施工中应注意检查施工顺序，例如可考虑先在路基两侧或者施工段两侧做浆喷桩，上述施工顺序的优点是可快速形成封闭区域，然后逐圈向内进行打设，这样有助于提升整体成桩质量。除此之外，浆喷桩的打设范围应严格按照图纸进行规划，尤其是在现场坡道等特殊地区应认真核对浆喷桩的打设范围。

第七，浆喷桩施工中可能遭遇其他质量问题：其一，当发现空洞问题时需及时用素土回填，并重新下钻喷浆接桩，该环节成桩的重叠范围应≥1.0m，直至完全成桩。其二，为有效预防质量问题，浆喷桩施工中所用混凝土强度应比实际强度高0.4MPa 左右。其三，在浆喷桩施工结束后应按照规定养生28d 左右，在检查强度符合规定后才能进行路面施工。

3 软基处理施工的质量控制

3.1 施工相关参数控制

在质量控制阶段，浆喷桩技术的允许偏差与检验数据等内容如表1 所示。

表1 浆喷桩技术质量管理数据要求

3.2 施工质量保证措施

在软基施工处理中，根据浆喷桩施工质量管理规范采取组织保障与管理措施，贯彻落实“质量第一”的公路工程质量管理思想，组建浆喷桩工作小组，选派优秀人员参与现场施工一线管理，负责整个项目的协调控制。同时，在现场制订科学组织管理制度，包括施工前针对全体施工人员的技术交底，阐述浆喷桩施工的常见质量问题，例如各种原因造成浆液输送中断的应对措施与补桩措施等，深化施工人员的认识。

3.3 落实安全生产管理思想

在软基现场施工中积极完善各级人员共同参与的安全生产负责制，在该制度中需制订不同人员的岗位安全管理责任制度，在阐明责任管理目标的基础上，随时检查安全生产责任落实情况，并做好施工现场的安全台账，保证可有效识别软基处理安全风险。同时，应主动落实安全技术规范，例如施工现场的所有电气保护装置应配备齐全，并做防水、防雨保护措施等；检查电机的接地状态，其接地电阻应≤4Ω。

4 结语

在公路工程软基处理中，施工人员应在深入了解软基处理要求的基础上，合理应用施工技术，做好布桩、钻进施工、施工质量检测等措施后才能有效杜绝质量问题发生。还应注意的是，除浆喷桩施工技术外，其他施工技术同样具有广阔前景。未来，技术人员应积极探索新技术、新方法应用的可行性，通过绿色施工等方法不断拓展技术应用范围，不断完善技术应用路径与质量管理措施，这样才能获得满意的施工质量。