公路橋梁工程軟土地基加固施工技術

摘要：針對當前公路橋梁工程施工極易受到軟土地基影響，造成施工質量不符合設計要求以及產生較大沉降的問題，以某公路橋梁工程建設項目為例，開展對其軟土地基的加固施工技術研究。根據施工現場具體情況，設計軟土地基加固樁布設結構。在加固前，完成表層排水處理與固結處理。在確定施工位置后定位鉆機，并完成對水泥漿施工材料的制備。采用兩噴四攪施工工藝，完成加固樁施工。通過對施工效果分析可知，新的施工技術應用可以將樁結構的最終荷載、累計沉降以及相對變形值控制在標準范圍內，且公路橋梁道路中線的最終沉降控制在了預留沉降量范圍內，說明新施工技術應用下施工不會受到軟體地基影響。

關鍵詞：公路；排水；加固；地基；軟土；橋梁

0 " 引言

公路橋梁建設項目與其他建筑設施建設相比資金投入量更大，工期更長，且存在更高的風險，為了有效地控制工程質量，防止塌陷、裂縫等質量問題，必須實施施工工藝，強化質量管理。在公路橋梁工程中，軟土地基的施工常常會遇到，而軟基的施工質量又與其最終的使用安全有著直接和緊密的聯系[1]。

軟土是指具有高壓縮空間、高孔隙密度、低滲透率和低抗壓強度的土壤。軟土以黏土、粉砂、淤泥為主要原料。軟土層的含水率較高，所以其粘稠度和壓縮性都很高，但滲透性差。如果直接在軟弱的基礎上進行施工，則會導致工程的穩定性達不到要求，從而影響工程的整體質量。

施工單位應根據場地的土壤情況，選擇合適的處理技術。目前已有的基礎處理技術非常豐富，各施工單位要根據實際情況靈活利用現有的技術，努力開發新的技術來改善軟土地基狀況，使其達到國家有關文件規定的要求[2]。為確保公路橋梁工程建設項目的順利施工，保證其施工質量符合設計要求，開展對軟土地基加固施工技術的研究十分必要。

1 " 工程概況

某公路橋梁工程建設項目施工段長度總計1005m，整個工程可分為10聯。其中，處于低8聯進行施工時，可以采用吊籃轉動的方式進行施工，其余兩聯可以采用全屋支架現澆。整個橋架主要采用預應力連續梁，其高度為2.2m。經實測和計算，得出了該大橋的最大縱坡為3.5%，最小縱坡為0.589%。

經仔細考慮施工場地的環境和造價后，決定對軟土地基進行加固采用加固樁施工方式。橋址為第四系全新世粉砂、細砂、中砂、粗砂，第四系中新世粉質黏土、黏土和粉砂[3]。橋址區的地下水深度在1.2～1.3m之間。

本橋工程具有規模大、設備配套高、施工困難等特點[4]。本橋下穿既有鐵路并跨越既有公路，對既有線的安全影響很大，因此在施工過程中，安全保護工作是重中之重。

2 " 軟土地基加固施工流程

2.1 " 軟土地基加固樁布設結構設計

該項目的區段地基基本上是沿全線分布的較厚的淤泥地基，可視工程的具體情況，科學合理的完成地基加固樁布設。將水泥作為固化劑，通過水泥與軟弱的土壤之間發生反應，達到強化基礎結構的目的。同時，也能夠增強地基的完整性、穩定性和強度，從而形成復合地基[5]。加固樁安全性和穩定性能滿足施工要求，不需要施工單位投入太多的資金，但施工過程比較繁瑣，施工進度相對較慢。

為節省造價，本項目采用混凝土攪拌樁法進行地基處理。經計算，共混樁共4202根，樁長68530m，樁徑0.8m，長度15m，間隔1.5m。圖1為軟土地基加固樁布設結構示意圖。

在樁基礎上，采用水泥攪拌樁作為樁基礎，其基礎的厚度通常在0.25m左右。床墊材料為8%的水泥碎石，壓縮系數為0.94以上。石屑的顆粒直徑應該在2～10mm之間，而泥漿含量應該不超過5%。

此外，在進行施工前，應對工藝技術樁進行有關試驗。試驗樁也分成3個小組，每個小組都有2個報告，每個小組的水泥用量分別是65kg/m、70kg/m和75kg/m。在進行大規模樁基施工之前，必須進行樁體試驗，并對各種工藝參數進行調整，以保證樁體達到設計要求[6]。在相同條件下，單樁均在靜載荷作用下，最大荷載試驗應大于設計單樁的一倍。

2.2 " 表層排水處理與固結

在進行對軟土地基的加固時，需要先在土層上鋪設一層砂墊層，以此起到阻水和排水的作用，從而達到降低水位、防止路基沉降等問題，為公路橋梁的建設提供有利的條件。

在軟弱土層的非均質性地區，往往會發生基礎失穩或沉陷。在軟土地基中，應選擇襯砌材料，以提高基礎的抗剪強度、抗拉性能、基礎承載力。在上述施工基礎上，引入固結加固技術，使其充分發揮地基的排水作用，增強地基的預應力，以提高地基的承載力和穩定性。

此外，在軟土地基上，還可以采用豎向排水柱進行排水加固，提高基礎的抗剪強度，保證基礎穩定和承載能力，從而更好地承載車輛的荷載。多年的實踐證明，排水固結技術與荷載、緩速充填相結合，可以有效提高路基的加固效果。

2.3 " 鉆機定位與水泥漿制備

按設計要求進行配比試驗，按科學比例調配水泥砂漿[7]。先在木桶里裝滿水，添加適量添加劑和水泥材料，攪拌10～20min。攪拌完畢后，打開攪拌器的蓋子，讓水泥漿流入到第一層篩子里，然后用泥漿泵進行過濾，這樣即可制造出備用物料。

在對需要進行加固樁施工的位置確定后，首先將旋轉噴樁機轉動，將鉆頭定位在樁的正中央，然后對旋轉噴樁機進行檢查，以保證其平整。然后緩慢地將鉆桿放入，確保垂直偏差不大于1%～1.5%。完成全部工序后，先進行低壓噴射測試，將壓力控制在0.5MPa以下，確保噴口通暢、壓力符合要求。

需要注意，鉆孔前要進行檢查，確定孔位是否有異常。要對施工過程嚴格控制，在預先確定好的位置，確定好角度，按順序進行施工。

2.4 " 加固樁施工

在進行加固樁的施工時，采用兩噴四攪施工工藝。其具體施工流程為：啟動電機，使提升機松弛，使攪拌器在預調時浸泡在水下。在這段時間里，要特別留意鉆頭的位置。當鉆頭達到樁的底部，即可進行噴射攪拌。然后把它提起，然后繼續攪拌，直到整個鉆孔的位置為止。然后關掉攪拌設備，按照上述步驟進行下一次施工。

在靠近河道的地方，攪拌和沉淀要隨時間放慢，轉速控制在0.5～0.8m/min之間，起重速率為1m/min。經過一段時間的運轉，漿液進入攪拌器。按照以上的要求攪拌、注漿、提升漿料，確保攪拌頭作業速度科學合理，使水泥漿和原位土壤充分攪拌。

砂漿泵應該在離地50cm的地方停留。攪拌完畢后，向集料斗內注入清水，以除去殘余的泥沙，保證管線清潔和清潔。請專業人員及時清理，避免水泥膠粘劑容易粘到管子上。

3 " 施工效果分析

3.1 " 施工質量效果分析

為驗證上述施工技術的應用可行性，在完成對該公路橋梁工程建設項目的軟土地基加固施工后，選擇將5個加固樁作為試驗樁，并對其依次編號為SYZ-#1、SYZ-#2、SYZ-#3、SYZ-#4、SYZ-#5。針對每一個試驗樁，測定其最終荷載、累計沉降以及相對變形值。

本文對地基的加載實驗進行研究。啟動千斤頂，將壓力按步驟加到載荷板上，進行結構試驗。通過實驗與觀測，得出了地基的靜載實驗結果。將測試數據進行記錄，并得到如表1所示的結果。

通過表1可以看出，總計5個試驗點，其最終荷載、累計沉降和相對變形值與設計階段給出的施工要求相比，各項數據均在合理范圍內。通過上述測試結果可以證明，本文上述施工技術在公路橋梁工程施工中具有可行性。

3.2 " 軟土地基加固效果分析

為進一步驗證本文上述提出的施工技術是否可以實現對軟土地基的加固，對施工后地基的最終沉降量進行測定，可將下述公式作為依據：

（1）

公式中，S表示地基最終沉降量；m表示沉降系數；e1i表示新建公路橋梁過程中某一土層i的平均自重應力影響下形成的孔隙比；e2i表示某一土層i的平均自重應力表示某一土層的厚度。

按照圖2所示，在完成施工后的公路橋梁道路中線上設置5個測點，并分別編號為A、B、C、D、E。對圖2中5個測點的最終沉降量進行測定，并將測定結果記錄如表2所示。

已知該公路橋梁工程項目在設計階段和施工階段設置的預留沉降量為0.15m。將這一數據與表2中數據對比可以看出，各個測點上的最終沉降量均沒有超過預留沉降量，說明在該工況條件下施工，采用本文提出的加固技術，不會使軟土地基對施工質量造成影響。同時進一步證明，本文提出的施工技術不僅具有一定應用可行性，同時還能夠達到對軟土地基較為理想的加固效果。

4 " 結束語

在各類基礎設施建設項目中，若施工區域內存在軟土地基，且沒有有效的處理技術和手段，則這一類型施工條件會極大程度影響整個項目的施工質量，同時也會對后期基礎設施的使用年限造成極大不良影響。

本文以具體工程建設項目為例，開展對軟土地基加固施工技術的研究。在對相類似工程施工中，除了要嚴格按照上述內容完成各項施工步驟外，有關部門也要高度重視施工質量問題，合理選擇相應的軟基處理措施，以彌補軟基施工中的缺陷，確保后期使用時的安全。

參考文獻

[1] 劉漢龍，龍永紅，丁選明.復雜施工環境下高速鐵路軟土地基漿

固碎石樁復合地基加固沉降變形分析[J].高速鐵路技術，2022，

13（4）：8-12+54.

[2] 宋靜，張明明.高壓旋噴樁托換-墊層壓力注漿聯合加固方法

在既有建筑地基加固中的應用[J].四川建筑科學研究，2022，48

（4）：64-71.

[3] 潘飛超，程子龍，劉厚樸，等.潛孔沖擊高壓旋噴復合管樁技術

（DJP工法）及其在大灣區地基加固中的應用[J]. 廣東土木與建

筑，2022，29（5）：64-69.

[4] 楊麗.新型CFG變徑倒錐臺階型長螺旋鉆孔樁在高速鐵路地

基加固中的應用和造價分析[J].鐵路工程技術與經濟，2021，36

（6）：49-52.

[5] 孫照玉，左魯.鋼管樁地基加固與排水系統改造在富水黃土隧

道中的應用技術研究[J].甘肅科技縱橫，2021，50（9）：61-63+81.

[6] 高競，劉學應.基于遺產保護視角的古水閘地基加固研究：以

高郵里運河灌區界首閘為例[J].浙江水利水電學院學報，2021，

33（4）：33-35+71.

[7] 張果果，閆憲周，陳強.淺談西北地區房建工程灰土擠密樁地

基加固施工工藝[J].建筑安全，2022，37（10）：10-12.