吳興強(qiáng)
(邢臺(tái)路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,河北 邢臺(tái) 054001)
某干線公路為該省交通路網(wǎng)的重要組成部分,第二合同段的起訖樁號(hào)為K8+200—K19+750,路線全長(zhǎng)11.55km。在該合同段內(nèi),路基的寬度為34.5m,一般路段采用的是常規(guī)瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu),即厚度為18cm的瀝青路面,由厚度4.0cm的上面層、6.0cm的中面層和8.0cm的下面層組成;二灰穩(wěn)定碎石基層,厚度32cm,底基層為石灰土,厚度18cm[1]。工程所在地的地勢(shì)較為平坦,地基土體以粉砂土和黏土為主。本次施工的重點(diǎn)為軟基處理、高填方路基和二灰穩(wěn)定碎石,下面對(duì)具體的施工關(guān)鍵技術(shù)展開分析。
軟土地基具有高壓縮、高含水量、大孔隙比、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、透水性差的特性,其由松軟的粉土和黏土等土層構(gòu)成,地下水位高,容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。本工程中的高填方段地下水位較高,軟基的持力層位于路床以下10m左右。
由于該路段的地下水位比較高,容易引起高填方路基沉降,對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不利影響。所以要選取適宜的技術(shù)方案對(duì)軟土地基妥善處理,減少工后沉降。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,選擇旋噴樁加固的方法處理軟基。借助深層攪拌法打入旋噴樁,使其達(dá)到持力層,以水泥和石灰作為固化劑,與軟土攪拌,依托固化劑的理化性質(zhì),與軟土形成具有一定強(qiáng)度的樁體。目前,工程中應(yīng)用較為廣泛的攪拌樁有兩種類型,一種是粉噴樁,另一種是漿噴樁。前者是利用空壓機(jī)將干粉狀的固化劑壓入地層中,后者則是通過(guò)輸漿泵將液體固化劑注入地層當(dāng)中。水泥是應(yīng)用廣泛的固化劑,在兩種方法中全部適用。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比選后,最終決定采用漿噴樁作為該路段軟基加固措施。具體的施工技術(shù)要點(diǎn)如下:
(1)由專業(yè)的測(cè)量人員,用全站儀在需要布設(shè)漿噴樁的區(qū)域內(nèi)測(cè)量放樣,按照設(shè)計(jì)的樁間距,單排布樁,做好標(biāo)志。要保證布樁時(shí)的位置準(zhǔn)確,避免誤差超限。以中心線上的樁位作為基點(diǎn),按等邊三角形,向邊樁方向布設(shè),直至布滿整個(gè)施工區(qū)域。當(dāng)樁位存在沖突時(shí),可將一些不重要的樁位去掉。完成布樁后,及時(shí)統(tǒng)計(jì)樁數(shù),計(jì)算總樁長(zhǎng),與圖紙對(duì)比,看有無(wú)偏差。若是偏差超過(guò)允許范圍,則應(yīng)查明原因,采取相應(yīng)的措施加以調(diào)整。
(2)全面復(fù)核設(shè)計(jì)圖紙,領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖后,以書面的形式對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。對(duì)施工場(chǎng)地整平、壓實(shí),將地上和地下的障礙物全部清除干凈,如草皮、樹根、垃圾等。對(duì)鉆桿的長(zhǎng)度加以丈量,以米為單位在鉆桿上標(biāo)注,以免鉆進(jìn)時(shí)掌握鉆入和復(fù)攪深度,確保樁長(zhǎng)與設(shè)計(jì)要求相符。
(3)水泥選用某廠家的42.5#普硅水泥,使用前,要檢測(cè)安定性等指標(biāo),確定合格后,方可使用。水泥要有質(zhì)量保證單,不得使用過(guò)期、受潮、結(jié)塊的水泥,所有用于施工的水泥由項(xiàng)目部統(tǒng)一管理;拌和水從路基兩側(cè)的邊溝內(nèi)采取,經(jīng)試驗(yàn)室檢測(cè)確認(rèn)水質(zhì)合格后,方可使用。本工程中,漿噴樁的配合比由試驗(yàn)室提供,水泥的用量為57.5kg,水灰比為0.62[2]。
(4)按橫向順序?qū)γ颗艠毒幪?hào),根據(jù)編號(hào),鉆機(jī)依次施鉆,避免漏鉆。鉆機(jī)、空壓機(jī)、噴漿系統(tǒng)等設(shè)備入場(chǎng)后,要全面檢查,確保性能完好,狀態(tài)穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)檢查確認(rèn)合格后,便可安裝鉆機(jī),移至編好號(hào)的樁位處,鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心,偏差控制在5.0cm以內(nèi)。開鉆前,用水平尺檢查鉆機(jī)底座,并在鉆進(jìn)過(guò)程中用垂球修整鉆架的垂直度,確保偏差在1.0%以內(nèi)[3]。定期檢查鉆頭直徑,做好記錄,發(fā)現(xiàn)偏差超限時(shí),要及時(shí)更換鉆頭,以免影響鉆孔質(zhì)量。
(5)按照試驗(yàn)室提供的配合比制備漿液,操作時(shí),要對(duì)拌和水的用量嚴(yán)格控制,必須經(jīng)過(guò)核準(zhǔn)后方可向容器內(nèi)加水。攪拌時(shí)間以6min為宜,這樣能夠達(dá)到均勻的效果,攪拌完畢后,要對(duì)水泥漿液的密度如實(shí)記錄;啟動(dòng)灰漿泵,待噴嘴出漿后,便可下沉鉆頭并開始攪拌。按照土體的性質(zhì),對(duì)鉆機(jī)的擋位加以控制,先使用低速擋,再用高速擋。鉆進(jìn)時(shí),要確保水泥漿液持續(xù)噴出,鉆至設(shè)計(jì)深度后,鉆機(jī)改為慢速,在原地持續(xù)噴漿攪拌30s左右,隨后提升鉆頭,以反轉(zhuǎn)噴漿提升的方法操作,以此來(lái)達(dá)到補(bǔ)漿的效果。
(6)當(dāng)鉆頭提升至地面后要立即復(fù)攪,要確保樁體的均勻性,為避免局部噴漿不足的情況發(fā)生,可在復(fù)攪時(shí)采取如下措施:由專人負(fù)責(zé)記錄每根漿噴樁的信息,包括位置、編號(hào)、深度等,要保證原始記錄完整、詳細(xì)、真實(shí)、可靠,發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題用哪個(gè)及時(shí)補(bǔ)救,并如實(shí)記錄;水泥漿液要持續(xù)不間斷供應(yīng),以免出現(xiàn)斷樁;對(duì)噴漿量嚴(yán)格控制,使樁體充分拌和;對(duì)鉆架的垂直度定期檢查,避免偏斜,影響成樁質(zhì)量;成樁后,將鉆機(jī)移除,用水泥回填樁頭并夯實(shí),為提高樁體強(qiáng)度,可采取灑水的方法養(yǎng)生,避免擾動(dòng)樁周圍的土體。
2.2.1 填前準(zhǔn)備
(1)高填方路基填筑施工前,要先對(duì)地表全面清理,用挖掘機(jī)將植被和表土層鏟除掉,無(wú)法作為填料的土方要全部清除。地表清理完畢后,整平壓實(shí),確保壓實(shí)度達(dá)到90%以上,并回填至原地面標(biāo)高。
(2)選取試驗(yàn)段進(jìn)行填筑施工,以獲取相關(guān)的技術(shù)參數(shù),為大面積施工提供指導(dǎo),具體包括填料的松鋪厚度、壓實(shí)機(jī)械的組合方式、碾壓速度、遍數(shù)以及沉降差等。在現(xiàn)場(chǎng)修筑臨時(shí)排水設(shè)施,避免雨水影響填筑施工。依據(jù)設(shè)計(jì)資料,由專業(yè)的測(cè)量小組,在施工現(xiàn)場(chǎng)開展測(cè)量放樣,準(zhǔn)確定出路基中線和變線樁及填筑厚度。
2.2.2 填筑要點(diǎn)
(1)填料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后,在填筑前,要先檢測(cè)含水量,看是否在最佳含水量范圍內(nèi),對(duì)于超出最佳含水量的填料,可以采用深翻晾曬的方法處理;含水量未達(dá)到最佳含水量的填料,則可通過(guò)灑水的方法,提高填料的含水量,使其達(dá)到最佳含水量的范圍。
(2)用振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)填料碾壓密實(shí),按試驗(yàn)段得出的參數(shù)開展壓實(shí)工作,使填料在規(guī)定的遍數(shù)內(nèi)達(dá)到密實(shí)度要求。碾壓過(guò)程中,直線段從兩側(cè)開始,逐步向中間推進(jìn),曲線段從內(nèi)向外推進(jìn),輪跡重疊40~50cm,壓路機(jī)的行進(jìn)速度不宜過(guò)快或過(guò)慢,以4.0km/h左右為宜[4]。先用振動(dòng)壓路機(jī)靜壓一遍,然后開啟振動(dòng)功能,先弱振后強(qiáng)振,達(dá)到碾壓遍數(shù)后,停止碾壓即可。確保碾壓時(shí)無(wú)漏壓現(xiàn)象,機(jī)械無(wú)法壓實(shí)的部位,以人工的方式夯實(shí)。
(3)填料碾壓完畢后,要及時(shí)檢測(cè)壓實(shí)度,這是確保高填方路基質(zhì)量的關(guān)鍵??稍谑┕がF(xiàn)場(chǎng),采用灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度,對(duì)于檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的壓實(shí)度不合格部位,應(yīng)及時(shí)查明原因,并采取有效的措施加以處理,以確保壓實(shí)度達(dá)標(biāo)。
(4)高填方路基每層填筑前,應(yīng)先挖設(shè)臺(tái)階,并在壓實(shí)后方可填筑,當(dāng)分層填筑至一定高度后,可在填挖交界處鋪設(shè)土工格柵,這樣能夠進(jìn)一步增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性。鋪設(shè)土工格柵的過(guò)程中,可使用錨釘將格柵固定在開挖好的臺(tái)階上,確保格柵縱橫向搭接寬度符合規(guī)范要求。
(5)在對(duì)路床以下80cm范圍內(nèi)分層填筑時(shí),應(yīng)選用強(qiáng)度較高的填筑材料,本工程中采用的是強(qiáng)風(fēng)化砂巖,以分層的方式填筑,并分層壓實(shí),這樣能夠進(jìn)一步提升路基穩(wěn)定性。按橫斷面全寬填筑,先填低處,后填高處,一層填完后,卸料時(shí),應(yīng)按照先兩側(cè)后中間的原則,利用推土機(jī)將填料推平,不平的位置處以人工的方式整平。壓實(shí)層頂面不再出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象時(shí),應(yīng)對(duì)壓實(shí)度隨機(jī)抽檢,確認(rèn)合格后,便可填筑下一層。
(6)松鋪厚度與壓實(shí)度密切相關(guān),為此,在填筑施工中,要嚴(yán)格按照試驗(yàn)段得到的參數(shù)控制松鋪厚度。攤鋪松土?xí)r,可插桿掛線,逐塊找平,并在壓實(shí)完畢后,依據(jù)規(guī)范要求,對(duì)平整度加以檢測(cè)。為確保路基邊緣的壓實(shí)度達(dá)標(biāo),填筑時(shí),應(yīng)向外超填50cm左右,這樣能夠使邊坡的穩(wěn)定性得到保障。
(7)填筑施工時(shí),可在路基兩側(cè)坡腳外5.0m處布設(shè)觀測(cè)點(diǎn),對(duì)沉降全程觀測(cè)[5]。使用精密度較高的儀器,觀測(cè)高填路堤的穩(wěn)定性。路基填筑陸續(xù)完成后,應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙,對(duì)路基中線位置、縱橫坡及邊坡的標(biāo)高全面檢查。要保證路基邊坡連線平順,無(wú)虧坡現(xiàn)象。
2.3.1 下承層處理
二灰穩(wěn)定碎石施工正式開始前,對(duì)下承層全面檢查,看平整度是否達(dá)標(biāo)。同時(shí),對(duì)地表的雜物、浮土、松散層進(jìn)行清理,并在攤鋪二灰穩(wěn)定碎石前,對(duì)底基層灑水潤(rùn)濕,使底基層與基層更好結(jié)合。
2.3.2 拌和
(1)按順序?qū)⒃牧霞尤氚韬蜆莾?nèi),采用集中拌制的方式開始拌和。用于二灰穩(wěn)定碎石拌制的拌和樓帶有多個(gè)料斗,能夠盛裝不同的原材料,控制料斗的轉(zhuǎn)速,可以使原材料的用量保持在合理的范圍內(nèi)。
(2)拌制二灰穩(wěn)定碎石前,先做級(jí)配試驗(yàn),以試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整級(jí)配,使級(jí)配達(dá)到最優(yōu),滿足施工需要。拌和時(shí)應(yīng)控制好原材料的含水量,這是關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接關(guān)系到二灰穩(wěn)定碎石的質(zhì)量和性能,特別是要嚴(yán)格控制石灰的含水量。
(3)為使二灰穩(wěn)定碎石的拌和質(zhì)量得到可靠保障,要選用性能優(yōu)良的拌和機(jī)械,所選的拌和機(jī)械應(yīng)具備電子計(jì)量功能,同時(shí)可按施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,對(duì)拌和設(shè)備的數(shù)量合理確定。
(4)對(duì)級(jí)配碎石的質(zhì)量加以控制,二灰穩(wěn)定碎石拌和前,應(yīng)反復(fù)測(cè)試,直至級(jí)配達(dá)到規(guī)定要求為止,每天開拌前,先作篩分試驗(yàn),針對(duì)存在的問(wèn)題,采取相應(yīng)的方法和措施予以處理,拌制好的二灰穩(wěn)定碎石,應(yīng)按規(guī)定頻率抽檢。
(5)要嚴(yán)格控制含水量,尤其是高溫季節(jié),在拌和、運(yùn)輸以及攤鋪等工序中,水分會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)的現(xiàn)象,所以要將含水量控制在大于最佳含水量1%~2%左右[6]。
2.3.3 攤鋪
(1)二灰穩(wěn)定碎石攤鋪的過(guò)程中,要控制好攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度,不宜過(guò)大,以免、熨燙板拉動(dòng)混合料,在慣性作用下,導(dǎo)致料層上下粗細(xì)不均勻。如果攤鋪機(jī)行進(jìn)過(guò)快,粗集料會(huì)向兩側(cè)分散,引起離析。當(dāng)施工中出現(xiàn)該情況時(shí),必須安排工人將攤鋪機(jī)兩側(cè)的混合料及時(shí)鏟除,以免對(duì)基層質(zhì)量造成影響。
(2)由于二灰穩(wěn)定碎石基層的平整度與路面平整度之間存在較為密切的關(guān)聯(lián)。若是基層的平整度不達(dá)標(biāo),則會(huì)對(duì)路面行車的舒適性造成影響,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)誘發(fā)交通事故。攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí),不得隨意變換速度,要保持勻速前進(jìn),攤鋪?zhàn)鳂I(yè)盡可能不要中斷,以免對(duì)平整度造成不利影響。
(3)接縫是二灰穩(wěn)定碎石攤鋪中應(yīng)重點(diǎn)處理的環(huán)節(jié),具體包括縱縫和橫縫。其中縱縫的重疊寬度以10cm為宜,攤鋪完一段后,可預(yù)留出50cm不壓,與下一個(gè)作業(yè)段一并碾壓。攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí),安排專人跟隨,處理接縫位置處的粗集料,如有必要,應(yīng)耙松、整平,全寬范圍內(nèi)一起碾壓密實(shí)[7];橫縫可在當(dāng)天攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后,末端預(yù)留出2.0m不壓實(shí),第二天開工前,將該段的混合料耙松,與新料一并拌和、整平后,碾壓密實(shí),這樣便可有效消除橫縫,提高攤鋪質(zhì)量。
2.3.4 碾壓
(1)在對(duì)二灰穩(wěn)定碎石碾壓時(shí),為提高壓實(shí)效果,應(yīng)選取適宜機(jī)械設(shè)備,如振動(dòng)壓路機(jī)、光輪壓輪機(jī)等。當(dāng)壓實(shí)設(shè)備選定后,要合理安排壓實(shí)程序,重型壓路機(jī)不宜過(guò)早投入使用,以免將中粗集料壓碎,對(duì)二灰穩(wěn)定碎石基層的整體性造成影響。
(2)采取分層碾壓的方法,對(duì)二灰穩(wěn)定碎石基層碾壓密實(shí),可將每層的壓實(shí)厚度控制在20cm左右,如果厚度超出,則可能導(dǎo)致底層的混合料無(wú)法壓實(shí),從而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。嚴(yán)重時(shí),會(huì)出現(xiàn)疏松的細(xì)集料,給水體的滲入提供通道,在車輛荷載作用下,會(huì)引起唧漿等病害。
(3)采用強(qiáng)振碾壓的方法,雖然能夠使較厚的基層達(dá)到壓實(shí)效果,但振動(dòng)碾壓的過(guò)程中,粗集料會(huì)大量破碎,基層強(qiáng)度隨之降低。因此,對(duì)于厚度較大的基層,應(yīng)采取分層攤鋪、分層壓實(shí)的方法施工。
(4)對(duì)二灰穩(wěn)定碎石基層的碾壓時(shí)間可以適當(dāng)推遲,這樣能夠使混合料中堿性溶液的濃度進(jìn)一步增大,有利于加快二灰的反應(yīng)速度,基層的早期強(qiáng)度隨之提升。碾壓時(shí),粗集料集中的部分,可適當(dāng)碾壓,隨后撒布細(xì)集料,或是先挖除粗集料集中的部分,然后重新攤鋪,碾壓密實(shí)[8]。
干線公路工程項(xiàng)目建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工作,其中涉及諸多內(nèi)容,包括軟基處理、高填方路基填筑、二灰穩(wěn)定碎石基層施工等。為確保公路的整體質(zhì)量,應(yīng)掌握相關(guān)的施工技術(shù),從而使干線公路能夠保質(zhì)、保量、按時(shí)完成。