公路施工中軟土路基的施工技術和處理方法

梁俊杰

（中交路橋南方工程有限公司，北京 101101）

在現代化城市發展背景影響下，路基施工人員需要制定科學、合理的公路施工結構體系作為技術指導，所以施工人員首先需要詳細分析施工技術特點，根據所掌握的施工情況，使用軟土路基施工技術，對公路施工過程中軟土路基施工可能產生的問題，制定出可行的應對措施。

1 軟土路基施工技術及種類

1.1 軟土路基施工技術簡介 在公路施工過程中，軟土路基主要指的是將公路路基建設在濕地、湖泊邊緣等土壤含水量較大的地區，由于該地區基礎含水量較大，因此一旦開展公路工程建設之后，建筑材料之間連接空隙較大，長期以往會導致路基結構形變，嚴重甚至產生結構性斷裂等問題。一般情況下，公路工程施工不同區域路基所使用的填充材料各不相同，其中主要利用淤泥或者混合土壤等材料進行結構填充，由于混合材料在實施過程中具有一定技術優勢，并且材料支出成本較低，如果將其應用在公路路基施工環節上，可以有效減少路基施工經濟成本[1]。

由于軟土路基施工技術種類和技術手段較為豐富，在實際工程建設時的可選擇性同樣較大，但是無論施工何種優化和土壤改良施工技術，其主要目的則是在地基建設之后，其自身結構強度必須能夠滿足土壤結構體施工強度、地基結構形變、軟土地基動態穩定性等標準要求，盡可能降低軟土路基上存在一定荷載參數時所產生不均勻沉降參數。

1.2 軟土路基施工技術種類 由于軟土壤結構層自身基礎含水率較高，并且土壤內部成分中還包含低強度、低滲透性以及易形變等特點，因此此種路基施工環境無法直接進行工程建設，必須利用專業技術改革土壤結構，以此有效減少路基工后在不同道路承擔載荷情況下產生形變和下沉。各項軟土地基處理技術特點見表1。

表1 技術種類特點

2 某軟土路基施工技術以及處理方法研究

某公路整體長度為59 km，因此公路建設軟土路基長度處理方案需要包含以下幾個方面[2]。

第一，K10+170-K10+380 路段實際建設環節上，由于軟土路基具體位置在路段的左側，勘測軟土深度達4～13 m，并且路段長度為210 m，因此需要使用擠密螺紋樁方式，利用砂石松散的堆砌土壤結構體，等待公路地面平均深度達到2 m 以內挖掘土壤結構體，同時使用碎石換填。第二，K10+125-K10+390 路段實際建設環節上，軟土路基位置一般在道路結構的右側位置，整體長度為265 m，為此應使用擠密螺紋樁施工手段，利用砂石松散的堆砌土壤結構體，并且公路地面平均深度達到2 m 范圍內挖掘土壤結構體，使用碎石換填處理技術。第三，K11+900-K12+650 路段實際建設時，由于該路段軟土路基主要分布在左、右兩側位置，所以需要使用擠密螺紋樁施工處理方式，整體長度為680 m，因此實際進行地基處理時，公路平均厚度為0.8 m。第四，K12+740-K12+770 路段想要正常建設，需要使用擠密螺紋樁施工技術手段，確保處理長度為30 m，道路基礎厚度為0.4 m。第五，K12+900-K13+120 路段實際建設時，應使用擠密螺紋樁方式，其處理長度為220 m。

2.1 施工準備 第一，軟土路基施工技術之前，應認真尋找并且了解施工區域的圖紙規劃、施工標準等方面，結合公路地質詳細情況，并且通過軟土路基監測報告以及公路規劃圖紙中可能產生的地下管道以及線纜等。第二，根據公路軟土路基施工情況編撰施工圖紙方案設計以及建設大綱。第三，應對工程所需要的原材料、半成品以及制作成品進行性能檢驗。第四，施工機械設備在運轉過程中需要盡可能進行設備調整。第五，在公路建設工程施工過程中，應按照施工土石建設原則以及邊施工邊優化的施工方式，完成工程建設效益最大化[3]。

2.2 施工技術選擇 隨著軟土路基項目建設數量與范圍不斷增加，擠密螺紋樁施工技術受到了工程建筑企業的關注和重視，項目建設時，傳統擠密樁施工技術主要利用砂石或者石杰等材料通過設備填入至施工區域并且制作成基礎立樁，其處理深度達到5～15 m左右。由于該技術可以緊密立樁周邊土壤結構體，從而不斷提升建筑工程施工性能，讓工程自身可以形成具有一定承載力量的立樁結構體，能夠和立樁相互結合之后形成復合地基結構，通過擠土效應, 使樁側的螺紋與樁身周圍土層產生緊密的“機械咬合”，滿足附加應力變化規律，與傳統CFG 樁相比（見圖1），從根本上改善了基礎樁的承載和變形性狀, 提高了在地震作用下的破壞力。

圖1 CFG 樁與螺桿樁側向阻力對比圖

由于擠密螺紋樁施工過程中主要將立樁自身加工成螺紋狀態，此種建筑結構不僅可以有效節省材料使用數量，還可以進一步增加立樁之間的摩擦力，如果與砂石墊層技術相互結合，則可以通過設定碎石墊層轉變地基結構能力，進一步完善地基土壤的基礎受力狀態，減少軟土地基的不均勻沉降問題。

3 擠密螺紋樁施工技術

軟土路基施工過程中，首先應明確施工地址，并且處理施工場地，隨后針對施工區域測量具體數據并且進行放樣處理，并且針對軟土路基開展一系列技術處理的同時選擇適合的結構填充原材料，最后開展軟土路基結構填筑。

3.1 施工清理 為保證軟土路基施工質量和效果，需要有效清除施工區域的雜質、廢棄物以及植被等，并且將施工區域的地面整平[4]。

3.2 測量放樣 實際開展測量放樣實施過程中，根據軟土路基施工標準位置點計算出中心坐標參數，同時在道路建設環節上明確所標注位置，根據已經進行結構放線的道路區域明確具體施工方案圖紙，結合全站儀測量和規劃出軟土路基標準線位置，做好放樣標記，樁位允許偏差為+10 cm，現場采用白杰網格線加小彩旗進行標識。

3.3 鉆機就位 鉆機自行就位，就位過程由4 個支撐腿與下俯支撐平臺共同完成。機械設備的調試檢驗：檢查混凝土輸送泵運轉情況，功率和管道數量。

鉆機校正：（1） 樁位校正：掛線吊垂球檢查鉆機鉆頭中心線與樁中心線的偏差，并調整偏差，樁位偏差不大于5 cm。（2） 鉆機標記刻度：從鉆頭端頭開始標記為0 m，向上依次標記出1 m、2 m、3 m、4 m 直至設計樁長+0.5 m（超灌高度）。（3） 鉆頭尺寸控制：樁體外徑為0.5 m，內徑為0.4 m，要求每天采用自制工裝量測鉆頭實際直徑。

3.4 鉆進成孔 鉆孔：鉆頭及鉆桿為螺紋狀，鉆進時鉆桿旋轉一周，下降一個螺距。

鉆進速度控制1.5～2 m/min，停止鉆進并核驗電流值是否達到要求（樁長3～10 m 電流值宜控制在110～150 A 間，樁長10～15 m電流值宜控制在150～220 A間）。若鉆孔深度達到設計深度電流值未達到時則應繼續加深鉆孔，確保樁底入巖[5]。

灌注及拔管：將制備好的混凝土采用泵送方式泵入鉆桿桿芯，在鉆桿頂部位置預留排氣孔，一般排氣孔距頂端2 m，混凝土從鉆桿頂端灌入，排氣孔排出混凝土時，停止泵送混凝土，開始提鉆桿。

鉆桿提升最后2 m時，最后一次將鉆桿桿芯泵送滿混凝土，這時鉆桿桿芯內混凝土量可以灌注2 m 的樁體，混凝土自身壓力會將混凝土壓入到鉆桿周圍，并且從鉆桿與土層之間的縫隙中壓出地面，提鉆過程中，發現地面壓出的混凝土變少，則說明鉆桿內混凝土量不足，繼續泵入混凝土，反之可以繼續提鉆。待鉆孔中心混凝土形成柱狀體后，緩慢地提出鉆頭，混凝土灌注至鉆機鉆進及提鉆出土形成的圓柱體不低于0.5 m時，鉆頭直接提出地面。整體施工示意見圖2。

圖2 螺紋樁成樁工藝過程示意圖

4 軟土地基路基填筑

在完成軟土基地處理后，選擇路基一段進行試驗段施工，通過試驗數據來確定不同的施工機具壓實成適宜的松鋪厚度和相應的碾壓方式、碾壓遍數以及最佳的機械組合和施工工序組合，以獲得最佳的施工工藝和最合理的機械組合。見表2，公路路基施工參數。

表2 公路路基施工參數

結構碾壓：

公路施工中軟土路基施工過程中，在路基實施階段開展結構填筑要嚴格按照方案設計要求以及軟土路基施工與設計標準文件，針對工程項目各項施工標準與指標進行詳細總結。

第一，建筑原材料應嚴格控制材料質量水平，并且針對元素含量不符合標準要求的原材料進行清除，如果材料嚴重超出標準則堅決清理。第二，整平操作時，道路碾壓材料的表面平整程度直接關系到道路碾壓質量，所以公路項目施工過程中，使用推土設備平整時需要做好基礎結構排水，避免雨水不斷沖刷邊坡。導致道路坍塌。機械組合及碾壓遍數根據現場實際情況，采用滿足各項壓實度區（區）檢測指標要求。根據試驗結果，得出數據見表3，軟土路基碾壓參數。

表3 軟土路基碾壓參數

5 施工結果

該工程實際開展施工之前，為了保證軟土路基施工效果和質量水平，施工人員根據項目建設實際情況編寫詳細的施工組織和方案計劃，以此作為基礎條件組織公路施工[6]。同時在路面沉降參數檢測方面上，施工人員通過構建出全面且詳細的沉降觀測斷面，最終得到路基施工完成之后，軟土路基沉降測量結果，因此本次研究將選擇K10+170-K10+380 路段所包含的軟土路基結構沉降現狀進行詳細分析和探索，見表4，路基沉降觀測數據。

由表4 得知：在道路工程施工和基礎建設時，針對軟土路基沉降參數初期觀測時，每次監測時間間隔相對較短，其主要原因則是由于施工區域的軟土路基建設完畢之后，第一次收到外部所增加的工程壓力和靜態荷載力，因此初期沉降參數會不斷增加，但是隨著施工工作不斷開展，經過一點時間穩定后，軟土路基結構層會不斷凝結，路基基礎沉降自然區域穩定，道路工程在短時間內下沉數值不會產生明顯變化，因此后續觀測時間將相對較長。

表4 路基沉降觀測數據

除此之外，項目軟土地基處理完成后的沉降量均小于300 mm，累沉降值最大為187 mm，均符合《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》(JGJ026-2013)中所規定的容許工后沉降量。

6 結論

總之，軟土路基施工是公路建設的重要構成環節，因此軟土路基實際建設時，需要施工人員根據項目實際情況完善方案設計工作，詳細勘探施工現場自然環境和建設條件，積極調動所有影響因素，引進全新施工技術，降低操作失誤。