公路工程施工中的軟基處理施工技術應用研究

李國華

（江西軼通建設工程有限公司，江西 撫州 344000）

0 引言

在當前公路工程項目建設中，軟基處理已經成為不容忽視的問題，且得益于施工技術的快速發展，逐漸衍生出諸多軟基處理技術，但其適用范圍存在一定差異，其中漿噴樁軟基處理技術具有適用范圍廣泛、操作簡單、造價低廉等優點而得到大范圍推廣，已經成為公路工程施工軟基處理中的常見技術手段，值得關注。

1 公路工程施工中軟基處理要求

當前在公路工程項目中，軟基處理應遵循以下要求：第一，軟基處理方案是基于地質勘查結果所形成的，因此，在制訂施工方案時應滿足線路空間布設要求以及不同軟基處理方案比選規定等內容[1-2]。第二，軟基處理方案應充分考慮當地水文地質、材料與施工機具等方面的要求，堅持就地取材、先簡后繁等原則確定工藝。第三，軟基處理施工中應滿足穩定性要求，即綜合考慮軟土類別、土層成因、土層分布范圍等內容，尤其是要重點識別道路建成后軟基可能造成的危害以及發展情況，避免不合理施工工藝影響公路后期的正常運行。因此，為保證質量，在軟基處理中可引入軟土滑動破壞安全系數，其計算方法如公式（1）所示。

式（1）中：Fs表示軟土滑動破壞安全系數；W表示土塊質量；L表示軟土滑動面長度；α表示土塊在滑動面上的傾斜角度；φu表示土塊沿滑動面產生的非排水抗剪切角；Cu表示土塊滑動面與非排水黏結力。

在軟基處理中，Fs越小則證明處理效果越令人滿意。

2 漿噴樁技術在軟基處理施工中的應用

整個漿噴樁施工流程如圖1 所示。

圖1 漿噴樁施工流程

2.1 施工準備方案

2.1.1 布樁

施工人員先用全站儀測量放樣后確定中樁與邊樁的放樣點位，并根據現場情況選擇做中心線單排布樁。布樁時為預防數據誤差問題，可在全站儀測量放樣的基礎上用鋼卷尺再一次核對樁距。之后以中心線樁位為基準點，參照等邊三角形設計布設方案水平推進邊樁，直至樁布滿整個路段。在布樁作業中若因為邊界造成布樁沖突，可考慮減少樁位。在布樁結束后，施工人員應根據圖紙逐一核對樁位與數量，確保現場布樁與圖紙相符[3]。

2.1.2 下承層驗收

徹底清理施工現場的雜物，并檢查施工現場的平整度與壓實度。核對鉆桿長度，檢查鉆入深度是否達到樁長要求。

2.2 漿噴樁的施工工序

2.2.1 鉆機對中

現場施工中線按照順序編號使排樁就位后，即可啟動鉆機。移動鉆機位置后，檢查鉆機是否對準樁位中心點。施工人員先用水平尺核對鉆機底座的水平度變化情況，例如可用垂球校對垂直后，將其數據誤差控制在1.0%以內，根據水平尺調節鉆機底座的水平值后，施工人員填寫檢驗記錄，尤其是要確定不同樁位的編號與長度。

2.2.2 漿液配制方案

漿噴樁施工中使用標號32.5 水泥，砂子為中粗砂，石子粒徑5～10mm；原材料配比方案為：水泥/砂子/石子＝1.0/1.5/1.7；速凝劑摻量4.0%。

2.2.3 鉆進施工

鉆進施工的基本流程如圖2 所示。

圖2 鉆進施工流程圖

在圖2 介紹的施工工藝流程中，施工人員應注意以下內容：

（1）在漿噴樁鉆進施工中應跟蹤檢查垂直度的變化情況，鉆進時可使設備處于水平狀態，并垂直架設導向架。為保證鉆進施工質量，應將裝置的垂直偏差值控制在1.0%，最大垂直鉆進的數據誤差應≤5.0cm。

（2）鉆桿鉆進時應隨時校對鉆桿長度，在標定鉆桿深度后隨時檢查鉆進深度是否達到標記處。

（3）鉆進開始后自動記錄裝置的下鉆時間，當送漿至樁底后記錄時間；注意檢查輸漿管內部有無堵塞或者磨損情況，若有則可考慮隨時更換磨損嚴重的鉆頭（例如磨耗量≥10mm）。

（4）啟動灰漿泵后可先噴出少量漿液進行試噴，試噴結果滿意后再鉆進。該環節應注意鉆進速度為由低到高，保證鉆進過程中可維持持續的漿液噴入。

（5）鉆進開始后將設備鉆進速度維持在1.0～1.2m/min，設備的噴漿速度維持在0.5L/min 左右。當鉆頭抵達設計長度后即可轉變為低速旋噴，并連續噴漿攪拌30s 左右。攪拌結束后再提升鉆頭做反轉噴漿，通過反轉噴漿也可彌補第一次噴漿的不足，有良好的補漿效果。

（6）鉆進提升中應注意緩慢提升管道，這樣可避免因為提升速度過快而導致壓力變化并造成漿液空洞，也可預防因為壓力值突變而導致周圍淤泥擠壓變形問題的發生。

（7）采用連續不斷輸送水泥漿的施工方法，實現一次成樁。

2.2.4 復攪

當鉆頭提升至地面上后即進行可反向鉆進復攪，該環節的復攪深度就是樁身的全長，其目的是針對噴漿不足的位置做補漿。該環節為保證漿噴樁樁體強度與均勻性達到要求，在復攪時可采取以下方案：

（1）施工中指派專人制作成樁記錄，核對每根樁的位置、噴漿深度與停止噴漿后的標高情況。

（2）在進漿口上布設網篩，避免內部水泥硬塊堵塞管道而影響噴樁施工效果。

（3）嚴格控制噴漿量與裝置的提升速度，其目的是確保任意深度的漿液均能得到充分攪拌。

（4）復攪環節應時刻觀察鉆架的垂直度變化情況，避免鉆架角度變化而影響施工質量，保證成樁質量滿意度。

在復攪施工結束后，施工人員應及時清理裝置上附著的土塊并將設備移動至下一樁位繼續施工。

2.2.5 施工后處理方法

在移走鉆機后即可采用水泥土回填方法夯實樁頭，此時為保證樁體強度，可考慮在樁位位置做灑水養生，嚴禁擾動周圍穩定土層。

2.3 施工質量檢測

2.3.1 目測檢查

在成樁結束7d 后挖1.0m 的深基坑，核對樁位與樁間距等指標，并注意了解有無樁頂凹陷、縮頸問題。隨時觀察樁身的狀態，若發現水泥結塊或者夾泥層、樁身顏色改變等情況則應警惕施工質量缺陷。

2.3.2 鉆孔取芯檢查方法

成樁28d 后，施工單位通過鉆孔取芯法評估樁身強度值，具體操作方案為：鉆孔取芯檢測樁長，樣本提取比重為3.0%。

2.4 漿噴樁施工的注意事項

為確保漿噴樁施工質量符合預期，施工人員還應該重點關注以下內容：

第一，嚴格控制裝置的下鉆深度、漿噴高程與停漿面位置，并保證樁長與水泥漿液噴入量符合設計要求，其中鉆機下降深度誤差應控制在5cm 以內，混凝土等原材料的用量誤差應≤1%。在配制混凝土材料時可根據要求向其中添加少量的緩凝劑，確保樁體不會在成樁前因為初凝而影響質量。同時，現場每根樁所需的漿液應盡量實現單獨拌制，并隨時檢查漿液有無長時間存放或者離析等質量問題，若發現漿液性能不滿足預期則應廢棄。向漿液倒入集料時應加篩過濾，這樣可有效預防結塊等質量問題發生。在泵送漿液時應時刻保證管道內部濕潤，以便輸送漿液，但要避免有明顯的積水殘留[4]。

第二，漿噴樁原則上應徹底穿越軟弱土層直達持力層，并深入硬土層50cm 以下，上述結構可保證軟基處理效果。根據現有經驗，在軟基處理施工中不僅要根據地質材料判斷持力層位置，還要根據鉆進電流表讀數等關鍵指標進行劃分，例如在鉆進期間發現電流表讀數明顯提升（提升數額≥30%），即可認為鉆頭鉆進了硬土層，再持續下鉆50cm 即可抵達持力層。除此之外，為有效消除潛在質量風險，要求在漿噴樁施工中任意一點的初次打樁深度應進入硬土層80cm 以上，其目的是避免因薄硬土層問題影響軟基處理效果。

第三，鉆頭裝置每次下沉或者提升時，現場均應安排專業人員負責記錄，其目的是隨時核對成樁的各項數據。同時，在提升作業時應嚴格執行質量規定，例如提升前應考慮漿液抵達樁底的時間，避免因為過早提升而導致漿液未充滿等問題發生。

第四，在綜合考慮施工質量要求的情況下，在全樁長范圍內應重復攪拌一次，目的是強化材料均勻性，盡量實現復攪一次完成，但可能因為多種原因造成一次完成復攪困難的情況，施工人員可根據現場情況判斷是否需要采取分段噴漿與分段復攪等方法，但若確定采用分段復攪工藝，則應確保二次噴漿重疊范圍≥0.3，二次復攪的重疊長度為1.2～1.3m。

第五，整個施工過程應確保可連續性供應漿液，并檢查各項裝置是否均勻拌和材料，一旦因各種原因造成停漿問題，則應將攪拌機鉆頭下降至漿面下方約0.5m 位置，待供漿正常后再進行提升。一般因各種原因造成設備停機時長超過3h，施工人員應考慮漿液硬結而造成堵管風險。為避免上述問題發生，可考慮先拆卸管路，徹底清洗后備用。同時，未完成的漿噴樁可在12h 內采取補噴措施，若時間間隔超過12h 可作報廢處理，補噴的漿液長度也應≥1.0m。若施工中因為各種原因無法精準識別，可以電流表讀數發生明顯變化時為標準，但在提升噴漿前要有等待送漿到達的時間，以防止斷樁。否則應重新打設，新樁距報廢樁的距離不能大于樁距的15%，并保證約有1/3 的長度重疊。最后若發現上述情況應如實報備，并且接樁與補樁方案均應上報至監理部門進行質量檢查。

第六，漿噴樁施工中應注意檢查施工順序，例如可考慮先在路基兩側或者施工段兩側做漿噴樁，上述施工順序的優點是可快速形成封閉區域，然后逐圈向內進行打設，這樣有助于提升整體成樁質量。除此之外，漿噴樁的打設范圍應嚴格按照圖紙進行規劃，尤其是在現場坡道等特殊地區應認真核對漿噴樁的打設范圍。

第七，漿噴樁施工中可能遭遇其他質量問題：其一，當發現空洞問題時需及時用素土回填，并重新下鉆噴漿接樁，該環節成樁的重疊范圍應≥1.0m，直至完全成樁。其二，為有效預防質量問題，漿噴樁施工中所用混凝土強度應比實際強度高0.4MPa 左右。其三，在漿噴樁施工結束后應按照規定養生28d 左右，在檢查強度符合規定后才能進行路面施工。

3 軟基處理施工的質量控制

3.1 施工相關參數控制

在質量控制階段，漿噴樁技術的允許偏差與檢驗數據等內容如表1 所示。

表1 漿噴樁技術質量管理數據要求

3.2 施工質量保證措施

在軟基施工處理中，根據漿噴樁施工質量管理規范采取組織保障與管理措施，貫徹落實“質量第一”的公路工程質量管理思想，組建漿噴樁工作小組，選派優秀人員參與現場施工一線管理，負責整個項目的協調控制。同時，在現場制訂科學組織管理制度，包括施工前針對全體施工人員的技術交底，闡述漿噴樁施工的常見質量問題，例如各種原因造成漿液輸送中斷的應對措施與補樁措施等，深化施工人員的認識。

3.3 落實安全生產管理思想

在軟基現場施工中積極完善各級人員共同參與的安全生產負責制，在該制度中需制訂不同人員的崗位安全管理責任制度，在闡明責任管理目標的基礎上，隨時檢查安全生產責任落實情況，并做好施工現場的安全臺賬，保證可有效識別軟基處理安全風險。同時，應主動落實安全技術規范，例如施工現場的所有電氣保護裝置應配備齊全，并做防水、防雨保護措施等；檢查電機的接地狀態，其接地電阻應≤4Ω。

4 結語

在公路工程軟基處理中，施工人員應在深入了解軟基處理要求的基礎上，合理應用施工技術，做好布樁、鉆進施工、施工質量檢測等措施后才能有效杜絕質量問題發生。還應注意的是，除漿噴樁施工技術外，其他施工技術同樣具有廣闊前景。未來，技術人員應積極探索新技術、新方法應用的可行性，通過綠色施工等方法不斷拓展技術應用范圍，不斷完善技術應用路徑與質量管理措施，這樣才能獲得滿意的施工質量。