软土地基条件下的公路工程施工技术探析

软土地基条件下的公路工程施工技术探析

邓文杰

中国水利水电第十工程局有限公司，四川省成都市，611800

摘要：社会经济快速发展的过程中，我国公路工程建设水平也有所提升，工程规模与工程技术都在持续发展期间。公路工程施工期间经常存在软土地基条件，导致工程施工难度有所增加。若不能妥善处理软土地基问题，则工程地基强度将会受到不利影响，发生路基卵裂或是沉陷等问题，严重危害人民出行安全以及工程使用寿命。因此必须重视深入对软土地基施工技术的研究，保障公路工程施工质量。

关键词：软土地基；公路工程；施工技术

前言：由于软土地基的承载力一般无法满足公路工程施工标准，必须采取一定的措施进行加固处理，才能充分保障工程应用的安全性。鉴于此，本文将会对软土地基各项性能特征进行分析，详细介绍常见软基处理技术与其他处理技术，帮助相关人员更深入的了解相关技术要点，充分提升公路工程路基结构的稳定性，保障人民出行安全。

1.软土地基的特点及其不利影响

第一，含水量高，孔隙率高。基于软土的含水量以及孔隙率条件，对其压缩性和抗剪强度产生了直接的影响。

第二，土壤渗透性较差。软土地基的渗透系数一般处于每秒1*10-5-1*10-6厘米的范围内，基于其渗透能力差，含水量高，因此导致土体固结能力减弱，且在加荷初期，时常发生孔隙水压力过高的现象，对地基强度产生了严重的影响。

第三，压缩性强。软土地基的压缩性通常能与土的液限、含水量同步增大。因此其结构一旦受到荷载过大，变形量相对加大与不均匀，需要相对更长的稳定时间。

第四，抗剪能力弱。受加荷速度以及排水固结效率等作用的影响，软土结构抗剪强度通常较低，但是能够随着排水固结能力的提升而加强。

第五，土体强度低。其快剪粘聚力通常在10KPa以下，而快剪内部摩擦角度一般不超过5°；相对而言，土体固结后其快剪强度指标更高，凝聚力在15KPa以下，摩擦角能达到10°左右。

第六，软土灵敏性较强。一般条件下的软土灵敏度在4左右，其流变特征相对明显。

第七，触变性和蠕变性明显。软土地基的地质条件较差，存在明显的不可预见性，设计与施工任一环节放松警惕都可能导致施工质量发生问题。

软土地基条件下的公路工程施工段，若没有按照标准要求的分层进行填筑，或是填土过快碾压施工质量不佳，可能会引起路堤失稳的问题。实际施工期间，路堤地基不进行加固处理，存在滑塌隐患，可能导致运行后整体路段出现不均匀的沉降现象。若地基填料中存在大粒径石头，卸料不均匀，分层不合理，将会导致形成厚层，再加上强夯碾压处理不当的条件下，将会严重破坏强度低、灵敏度高的软土地基结构。因此，实践期间必须选用正确的设计方法，做好地基处理工作，降低软土地基带来的不利影响，确保地基的稳定性。

2.软土地基条件下公路工程常见施工技术

2.1换填土层法

第一，排水施工。若工程处于水塘、鱼塘等淤泥质范围，工作人员在正式施工之前首先需要完成该地的排水工作，直至露出地面后，通知监理人员验收并存留影像资料。若施工范围处于湖区，或是仅需占用部分鱼塘，不具备直接排水的条件，则工作人员需要填筑土围堰，探明水深后，准确详细计算出围堰工程量即可。

第二，原地面复测。将原本的土层清除之前，施工人员需要与监理人员共同测量原地面参数，对比设计图纸，监理人员需要签字确认测量结果，作为后期计量的依据。

第三，现场探坑。设计人员需要结合地质条件，确定换填深度，并将其标注在施工图纸上；施工人员需要挖掘探坑，现场复测工程地质条件，由监理人员同意后，确定换填深度。

第四，清除原土。施工单位结合设计图纸与监理意见进行原土的清除工作，结合实际要求将废土运输至弃土场，期间注意环保工作。正式清理之前，施工人员需要结合路基的高度与坡度放线，并用石灰或油漆将清土范围明显的标注出来，防止发生超挖或欠挖的现象。

第五，检测地基承载力。施工人员结合设计图纸将淤土清除后，为掌握原有地基的承载力，工作人员需要进行试验检测，当检测参数符合标准要求后才能正式进行回填工作。

第六，对地面进行复测。现场施工人员将原土清除至设计标高后，即可联合监理单位对地面进行测量工作，监理人员签字确认测量结果，用于后期计量。

第七，回填施工。结合工程建设要求，选用符合设计需求的材料进行回填，常用材料有开山石渣、碎石、灰土等。

第八，碾压检测。完成回填工作后，施工人员需要依照工程规划展开碾压操作，常用振动压路机进行，若工作面较小，也能使用小型夯实机械。碾压施工通常需要分层进行，每次碾压厚度控制在20-30厘米之间即可，达到碾压规定次数后，对碾压效果进行测试，测试结果符合施工设计要求后进行下一层的回填施工，直至达到标准高度。

第九，检察验收。工作人员回填并碾压至设计标高后，需要结合施工标准对填筑质量进行检测，最终由监理单位签字确认验收。

换填土层法施工质量控制要点如下：第一，必须将原土彻底清除。正式清除之前，施工人员可综合测量、试验两种形式进行控制，严格遵守设计深度进行废土的清除施工，不能留下任何死角；完成清理的地基也需要进行承载力试验，保障清除深度与地基承载力都能符合工程建设要求。第二，保障换填材料的合格。工作人员在正式进行施工作业之前，需要由实验专员取样检测换填材料的质量，确保换填材料性能可满足公路工程施工需求；部分路段的地下水位较高，或是对于浸水路堤，必须确保其换填施工材料具备良好的水稳性或是透水性；正式进行施工时，施工人员需要随时观察填筑材料的状况，观察换填材料的粒径能否满足工程设计图纸要求，将其中粒径过大的石块剔除。第三，回填碾压质量。工作人员在进行回填施工时，需要加强对松铺厚度的控制，分层进行填筑、碾压、检测环节；压路机在进行碾压时，需要平行于纵向方向，从两侧向中间碾压，速度由慢至快，振捣由弱到强，反复碾压同意路段，直至其压实度与均匀性达到标准，禁止出现漏压或是死角的现象；施工人员若在将原土清除后，发现地面坡度较大，可使用挖掘机修筑成台阶形式，使用压路机横向碾压；若施工现场狭窄，可使用小型夯实机械将局部死角位置夯实

[1]。

2.2加固土桩法

这种方法常用于天然地基不符合设计要求的条件，可使用特定的机械设备，将水泥、石灰等混合加固材料注入地基中，与原本的土体混合后，在土体和加固材料中形成一定的物理或化学反应，发生固结后逐渐形成具有一定强度、直径与深度的桩体，达到加强地基承载力的效果。常见的加固桩有粉喷桩、高压旋喷桩等，适用于淤泥、淤泥质土、高含水量粘性土路段，同时也适用于砂性土、黄土、粉土和碎石土等低含水量地基。实际施工流程如下：

第一，施工准备。结合设计图纸以及施工方案采购所需的施工材料、设备以及机械仪器，做好仪器的组装、调试以及材料质量的试验，对所有施工人员进行技术交底，确保人员、机械、材料等基础条件的完善。

第二，试桩。正式进行粉喷桩施工之前，工作人员需要结合水泥、石灰等参数以及设备参数进行成桩试验，了解桩径、状体强度、地基承载力以及喷粉量等数据，是否能够达到工程设计标准，确定实际施工期间的钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力等技术参数[2]。同时，利用试桩操作还能提升施工人员对地层、地质情况的了解，以便后期采用合适的技术措施。

第三，桩位放样。施工人员需要以设计图纸参数为依据，进行桩位平面位置放样，使用石灰等材料进行明显的标记，严格控制桩位的误差情况。由于施工走动过程中可能会对桩位标准产生破坏，需要及时复核桩位并重新标记。

第四，钻机就位。现场施工人员需要检测设备的平整度以及钻杆竖直度，保障钻杆与桩位处于精确对准的状态。若现场平整度不佳，施工人员需要先整平场地，若场地过软，则需要回填后，再继续施工。

第五，钻进搅拌。钻机在执行钻进操作时，保持方向正确以及垂直性，开启空压机向钻机内部送气，钻进至设计深度后，即可停止钻进操作。反向启动钻机后，开始送灰并慢速提升钻头。在进行第一根桩身施工时，工作人需要待加固材料至喷粉口处后再进行提升；严格依照设计要求和试桩参数调节喷粉量，喷粉、搅拌、提升工作同时进行，确保粉料和土体的充分融合。钻头逐渐提升至桩顶0.5米左右时，搅拌至满足设计要求后即可停止喷粉操作。为切实保障质量，工作人员需要以试桩结果为依据，对桩身上部进行复钻、复喷，之后形成桩身。

第六，停机移位。成桩后，施工人员需要将空压机关闭后，再将钻杆提升至地面，将钻机电机关闭，并将钻机移动至下一桩位。

高压旋喷桩桩是在粉喷桩的基础上，对施工工艺进行了一定的改良，将粉体固化剂换成了浆液固化剂，钻杆旋转期间，在高压的作用下使用喷嘴将水泥浆液喷入土层，当水泥浆液与原土体混合固化后，将形成具有一定强度的状体。施工人员需要注意如下要点：

第一，浆液拌和。正式施工之前，施工人员需要结合设计图纸与施工方案要求安装搅拌机，严格控制水泥与水量，保障浆液经过充分的拌和。实际施工期间，需要加强对搅拌机转速的控制，确保能够为钻进持续供应浆液，且制备好的水泥能够在2小时内使用完毕；若设备故障，导致水泥浆液存放时间过长，则工作人员可降级使用或弃用[3]。

第二，压力控制。高压旋喷桩需要最佳喷浆压力一般在20MPa左右，正式施工之前需要对检测压力表，保障管道与钻管的密封性，若出现漏浆则需要及时处理。

第三，管道清洗。每次完成施工后，都需要立即清洗搅拌机、灌浆泵、注浆管等设备，以免水泥浆液凝结后形成固块导致管道与喷嘴堵塞。

2.3粒料桩加固法

粒料桩加固法需要使用专门的机械将碎石、石渣、沙砾等松散颗粒挤压至土体中，直至形成桩体，提升地基的强度，与原土层共同形成复合地基，充分满足工程设计地基承载要求。粒料桩常用于含水量高、抗剪强度低的软土地区，能够发挥桩柱作用以及竖向排水作用。其具体施工工艺如下：

第一，场地准备。粒料桩常用于高含水量、低抗剪强度的软土地质条件，难以直接利用施工设备开始工作。因此施工人员需要提前进行排水、晾晒、整平处理，填充0.5米左右的厚砂性土，进行测量放样工作，定出桩位的布置点，并做好标记[4]。

第二，设备选择。粒料桩施工有干、湿两种方法，若选择干法碎石桩，施工人与那需要选用振动沉管机，以及活瓣式桩尖，选用与设计桩体直径相同的桩头外径，而桩管外径可适当减小，振动锤功率以实际地质条件为基础确定。

第三，桩机就位沉管。施工人员将桩机移动至固定桩位后，提前检查设备的平整度、桩管竖直度，确保符合标准后进行沉管操作。

第四，投料、提管。当粒料桩插入到设计深度后，施工人员可正式进行投料操作，同时慢速提管，自下而上逐渐形成桩身。结合料斗大小、每米材料用量，确定提管的速度以及投料的频率。结合施工要求，成桩期间，可每提升1米时，加压向下振动0.2米，保障粒料的密实度。

第五，成桩、移机。施工人员确定桩身达到设计标高后，可对粒料的密实度和饱满度进行检测，保障检测结果符合设计需求后即可将桩机移动至下一桩位。

2.4CFG桩

第一，施工准备。施工人员需要根据设计图纸要求，以及实际地质信息，选用适宜的施工方式，常见的施工方式有长螺旋钻孔法以及振动沉管法两种。前者属于排土施工工艺，需要做好弃土场、运输车以及装载机等条件准备；后者则无需排土。

第二，配合比设计。CFG桩的混合料配合比设计方法与混凝土的配合比设计方法相似，需要结合设计要求、原料参数等进行试验，充分满足强度要求的基础上，选择经济性最强的材料，控制成本造价。两种施工方法对与混合料的塌落度要求存在一定差异，需要施工人员加强对这一方面的关注[5]。

第三，测量放线。施工人员需要结合设计图纸标记进行放线作业，并明显标记出来，当桩机就位后，对其平整度和竖直度进行检测，符合要求后继续下一步。

第四，钻孔。施工人员需要使用钻机钻孔至设计深度，之后开始投料。运用长螺旋钻机进行施工时，将会产生大量废土，需要安排部分车辆同步进行运土工作。

第五，投料、提管。将现场拌制的混合料运输至施工现场。振动沉管法需要施工人员同时进行振动、投料、提管作业，直至设计桩顶；长螺旋钻孔法则是似乎用泵车加压的形式将混合料灌入桩孔，同时加强对泵送速度与提管速度的控制。

第六，成桩移机。

结束语：公路工程施工中的软土地基处理方法还有排水固结法、挤密法等多种不同的方式，公路工程施工人员需要结合工程建设等级需求以及工程实际条件，选用适宜的施工技术，最大化发挥施工效果，促进公路事业的可持续发展。

参考文献：[1]祁连金.路基换填技术在公路工程中的应用探讨[J].黑龙江交通科技,2022,45(10):19-21.

[2]何伟龙.公路施工中软土地基处理技术应用研究[J].企业科技与发展,2022(05):143-145.

[3]严建平.公路施工中软土路基的施工技术处理探讨[J].企业科技与发展,2022(01):88-90.

[4]任立奇.公路施工中软土路基的施工技术处理研究[J].四川建材,2021,47(08):89-90+94.

[5]安启亮.软土地基条件下的公路工程施工技术研究[J].居舍,2021(21):33-34+36.