公路工程软土路基桩施工技术探索

摘要：结合公路工程项目实际情况，从技术方案、技术参数、场地整平、桩位测放、桩机就位、钻孔、灌注以及清渣等不同维度重点研究了软土路基ＣＦＧ桩施工技术。实践表明，此公路工程软土路基采用ＣＦＧ桩施工技术合理、可行，形成了高强度复合地基，显著提升了软土路基结构承载力与稳定性，并保证了公路行车的安全性。

关键词：公路工程；软土路基；ＣＦＧ桩；施工技术

１项目背景

某公路工程项目的全线长度是１７．２６ｋｍ，起讫桩号是Ｋ３１＋８８５～Ｋ４９＋１４５，采用的是双向四车道，设计的行车速度是６０ｋｍ／ｈ，路基宽度为２５．５ｍ。此项目沿线路段大部分属于软基土体，其中软土层的厚度范围是９～２６ｍ，施工周期约２５个月，项目现场内基本表现为河流冲击地貌。考虑到项目沿线大部分土层属于软土层，为了保证公路工程施工质量，必须结合项目实际情况采取合理的措施进行软土路基加固处理，此项目中软土路基加固处理选择的是ＣＦＧ桩施工技术。

２施工技术

２．１技术方案

纵观公路工程软土路基加固处理实际情况，主要采用的加固处理措施包含了真空堆载预压、垫层、ＣＦＧ桩、竖向排水以及刚性桩等，其中垫层与竖向排水一般适用于厚度＜３ｍ的软土路基。考虑到此项目中软土路基的厚度在９～２６ｍ，不可选择浅层处理施工技术；真空堆载预压技术适用于工期紧、软土性能差的路基，而此项目中工期较为富裕，土料资源比较丰富，因此不可选择真空堆载预压技术；相较于刚性桩、加固桩而言，ＣＦＧ桩具备良好的抗剪强度，此项目中路堤填筑的高度比较大，承载力偏差，所以经过综合分析研究确定软土路基加固处理选择ＣＦＧ桩施工技术［１］。该公路工程项目软土路基的整体性能比较差，采用ＣＦＧ桩进行加固处理之后能够有效控制沉降，根据基本规范要求，将桩体处于极限状态下的承载力与沉降量作为验算条件及控制条件，此项目允许的施工后沉降≤０．３。详细加固处理方案设计时，必须认真、仔细勘察待处治路段的具体地质条件、沉降量与承载力情况，然后选取土样实施室内试验，通过试验得出土层相关力学性能参数，同时以此为依据实施ＣＦＧ桩复合地基设计。

２．２技术参数

ＣＦＧ桩的桩长一般是０．４ｍ，针对基岩起伏相对偏大的位置，需要根据地面至基岩的实际深度合理确定桩长，以提升软土地基加固处理效果。为了保证ＣＦＧ桩可以均匀承受结构荷载，以及实现桩间土的均匀性挤密，此项目中ＣＦＧ桩必须采用等边三角形实施布设，同时把其孔间隔距离控制为１～１．５ｍ。单桩承载面积不变前提下，应按照式（１）计算桩距ａ：ａ＝Ａｃ（１）式中，Ａ为单桩承载面积，ｍ２，取值范围是１．０～２．０ｍ２。单桩与复合地基的承载力、沉降量等相关参数必须根据地基处理技术规范要求公式及方法进行确定，公式如下：Ｒｋ＝ｑｓＬＳ＋αＡｐｆｋ（２）式中，ｑｓ为ＣＦＧ桩周围土的摩擦力均值，其中黏土是１２～１５ｋＰａ，淤泥质土是８～１２ｋＰａ，淤泥是５～８ｋＰａ；Ｌ为桩身长度，ｍ；Ｓ为桩周长，ｃｍ；α为桩端土承载力的折减系数；Ａｐ为ＣＦＧ桩截面积，ｍ２；ｆｋ为桩端土承载力［２］。通过建立褥垫层能够提升桩体与桩间土的密实性，利用桩间土挤密作用产生复合地基。待复合地基承受上部结构的垂直荷载之后就会出现垂直沉降，此时沉降量是由桩复合层受到压缩变形与桩土复合地面下土体沉降引发的，由于该项目中复合底面大部分是基岩，因此无需考虑桩土复合底面下土体的沉降变形。

２．３ＣＦＧ桩工艺

从本质上分析，ＣＦＧ桩基本包含了长螺旋钻管内泵压成桩、泥浆护壁钻孔灌注桩以及振动沉管桩等。其中振动沉管桩主要适用于黏性土、砂土以及淤泥质土等，具有施工操作简单特点，能够显著提升桩间土紧密性以及有效控制沉降变形，避免土体出现液化［３］。但是此项技术成桩质量控制难度系数较大，易发生断桩与缩经等现象，若是为硬质地层则必须提前进行引孔。而长螺旋钻孔灌注桩施工无需泥浆护壁，无挤土、塌孔以及断桩等现象，能够有效保证成桩质量。但是此工艺可能会发生窜孔、堵孔等现象，且混合料坍落度与泵送阶段水体流动性等因素可能会引发泌水与离析等现象。通过综合分析不同成桩工艺以及项目实际情况，最后确定选择长螺旋钻孔灌注成桩工艺，同时混凝土坍落度保证处于１３～１８ｃｍ。

２．４场地整平

把项目施工现场中的浮土、碎石以及草皮等杂物清理干净，然后采用“挖掘机＋推土机”的方式进行场地整平处理，保证两边低中间高，以免施工现场内存在积水现象，同时确保打桩机与钻机底座准确、平稳就位。

２．５桩位测放与桩机就位

以大钢尺方式实施桩位测放、拉线以及布桩，而中桩测放范围必须保证处于ＣＦＧ桩布设范围之内，待测放完成之后需要洒布白灰实施标记。根据规定要求验收桩位测放准确度，达标之后才能够进行桩机就位，同时把桩机调整到水平状态，使其性能参数处于最佳状态，然后进行固定，保证钻头与桩位中心点相一致［４］。此外，桩身固定之后把钻杆和桩位中心点进行垂直对应，以保证钻机施工阶段垂直度偏差≤设计数值１％。

２．６混合料拌和

此项目中混凝土拌和采用的是拌合站进行拌和，严格根据设计配合比与拌和要求实施混合料拌和，待拌制结束之后需要进行取样性能检测，保证性能指标符合规范要求才能够选择专用运料车将混合料运输到项目施工现场，而抵达施工现场后还需要实施二次检查，重点检查混合料坍落度，以确保混凝土坍落度处于１３～１８ｃｍ。

２．７钻孔

钻孔施工之前需要保证钻头阀门处于关闭状态，等到钻机就位且各项准备工作完成之后才可以正式开启钻机，然后按照“由慢到快”的顺序实施钻进，若是钻进施工阶段出现了偏移则必须及时停止施工。该项目中钻孔施工参数必须进行仔细、认真记录，特别是电流突变点与终孔电流等，从而为竣工验收复核创造有利条件。

２．８灌注、拔管以及清渣

当钻进成孔到设计要求标高之后，需要对阀门中的气体进行检查，同时确保气体全部排出之后，才可以正式实施混凝土泵送。此项目中提钻速度应控制为１．５～２．５ｍ／ｍｉｎ，且提钻阶段必须保证均匀、连续灌注［５］。当混凝土灌注施工结束且达到了初凝状态，则应将桩顶盖住，根据设计规定要求实施养护。单根ＣＦＧ桩成桩施工完成，应立即将钻头与阀门位置的溢料残渣清理干净，同时把钻机平稳移动到下一个施工桩位，严格按照要求实施桩体灌注。针对成桩阶段发生的桩体强度不均匀现象，需要采取措施提高混凝土密实性，严格控制施工扰动，同时把拔管速度控制为１．３～１．６ｍ／ｍｉｎ。此项目中ＣＦＧ桩规定允许偏差与施工检查方式见表1.

３总结

本文以实际公路工程项目为例，重点研究了软土路基ＣＦＧ桩施工技术，主要包含了技术方案、技术参数、场地整平、桩位测放、桩机就位、钻孔、灌注以及清渣等。研究表明，此公路工程软土路基采用ＣＦＧ桩施工技术合理、可行，显著提升了软土路基结构承载力与稳定性。

参考文献：

［１］毛宗原，毛刚，王丹，等．碾压填土地基上的ＣＦＧ桩复合地基应用和研究［Ｊ］．建筑技术，２０１９，５０（１２）：１４６６－１４６９．

［２］李鑫．局部软弱地层条件下ＣＦＧ桩复合地基特性分析［Ｊ］．广东土木与建筑，２０２１，２８（５）：５４－５８．

［３］曾伟，曹锋．高速公路ＣＦＧ桩复合地基振动成型法试验研究［Ｊ］．交通科学与工程，２０２０，３６（４）：２２－２７．

［４］皇甫宗致．ＣＦＧ桩在市政道路软土路基加固处理中的应用［Ｊ］．中国建设信息化，２０２１，２７（５）：６４－６５．

［５］史经峰．公路工程软土地基施工处理中ＣＦＧ桩的应用［Ｊ］．中国高新科技，２０２０，４（８）：１１２－１１３.

作者：常晋姝 单位：山西诚达公路勘察设计有限公司晋中分公司