施慶和
(淮安市淮安區(qū)水利建筑工程公司,江蘇淮安 223200)
水利工程露天施工受天氣影響較大,土方回填是水工建筑物施工中的重要隱蔽工程之一,如:溝塘土方回填、基礎(chǔ)土方換填、堤防土方回填、路基回填、建筑物墻后回填等,應(yīng)用較為廣泛。從多年的施工經(jīng)歷來(lái)看,在工程施工中易出現(xiàn)彈簧土、路面局部下沉、堤防出現(xiàn)下沉與裂縫或局部滑坡、建筑物整體下沉、建筑物在回填時(shí)被推前移位、回填后出現(xiàn)沉降裂縫等現(xiàn)象。如何解決這些問(wèn)題,筆者根據(jù)在工程施工中的實(shí)踐和同仁們分享一些工作中的體會(huì)。
土源的質(zhì)量決定回填的質(zhì)量?;靥钔镣猎匆诉x用粘土、亞粘土或粉土,但在施工過(guò)程中,基本上是就近選土,在道路工程的施工中就應(yīng)對(duì)取土場(chǎng)進(jìn)行選擇,未達(dá)標(biāo)的土不能用于道路填筑。針對(duì)水利工程的特殊情況,施工方要對(duì)土源進(jìn)行判斷:土源中是否含有機(jī)質(zhì)、雜物、腐殖土等,如有則會(huì)因其發(fā)生分解造成孔洞或下沉,從而引起變形;土源中是否有膨脹土、濕陷土、凍土,并要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的處理措施;如果是堤防工程,在迎水面不能用粉質(zhì)土,否則容易造成滲水、管涌現(xiàn)象。所以,施工前應(yīng)該判定土源的情況。
確定土源后,要根據(jù)各種類型的土質(zhì)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),確定最佳含水率和最大干密度。通常情況下,工程中僅會(huì)隨機(jī)取土樣送試驗(yàn)室做一組擊實(shí)試驗(yàn),但這樣還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況及取土的層次分別做擊實(shí)試驗(yàn)。如果是堤防工程,則要根據(jù)取土場(chǎng)的數(shù)量及取土深度安排擊實(shí)試驗(yàn)數(shù)量,才能符合工程要求。此外,應(yīng)根據(jù)壓實(shí)機(jī)械確定選擇輕型擊實(shí)試驗(yàn)還是重型擊實(shí)試驗(yàn)。如:在某河道堤防工程中,施工單位取土送檢時(shí)送的是深層粘性土,實(shí)際填筑時(shí)用的是表層土,結(jié)果導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度達(dá)不到要求,故取土一定要有代表性。又如:某堤頂?shù)缆饭こ蹋O(shè)計(jì)時(shí)是按照道路工程來(lái)設(shè)計(jì)的,但在施工單位送檢時(shí)卻按照輕型擊實(shí)送檢,結(jié)果在道路施工中出現(xiàn)很多裂縫,最后造成工程返工。因此,擊實(shí)試驗(yàn)尤其要重視取土的代表性和壓實(shí)機(jī)械的準(zhǔn)確性。
得到最佳含水率及最大干密度后,即要以此作為施工的依據(jù)。首先,應(yīng)確?;靥顣r(shí)土源中的含水量能控制在最佳含水量±3%以內(nèi),如果含水量過(guò)小則需灑水,如果含水量過(guò)大則應(yīng)進(jìn)行晾曬,直到含水量滿足要求為止。然后對(duì)土源進(jìn)行破碎,使土源的顆粒達(dá)到容易壓實(shí)要求。下一步就是分層鋪土進(jìn)行壓實(shí),壓實(shí)的工具不同,鋪土厚度也不同,靠近建筑物可用人工或小型打夯機(jī)壓實(shí),且每層鋪土厚度不得超過(guò)20 cm,若用一般的壓實(shí)機(jī)械壓實(shí),則每層鋪土厚度不得超過(guò)30 cm。最后進(jìn)行壓實(shí),壓實(shí)的遍數(shù)以達(dá)到壓實(shí)度要求為止。
在工程施工中含水量的控制看似簡(jiǎn)單,但在實(shí)際操作中卻較難把握,特別是因建筑物回填的土源為開(kāi)工初期挖出的土方,在經(jīng)過(guò)一個(gè)工程施工期進(jìn)行回填時(shí),其內(nèi)部上干下濕,含水量差別很大。所以,在開(kāi)挖時(shí)應(yīng)盡量把土堆成垅,不要堆成圓堆,這樣在一層一層取土?xí)r,含水量才能基本一致,經(jīng)過(guò)晾曬或加水容易達(dá)到最佳含水量。有的工地為了趕工期,加大了鋪土厚度,甚至達(dá)到50 cm厚,可檢測(cè)壓實(shí)度卻需去掉上部1/3,以檢測(cè)下部2/3的壓實(shí)度為準(zhǔn),所以,在施工中一定要控制鋪土厚度。
在施工中還可能會(huì)出現(xiàn)如下事故:一是泵站施工結(jié)束后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)泵房地面混凝土下沉裂縫,或在管理房下面露出地圈梁,或泵房及管理房四周散水下沉;二是過(guò)路涵兩側(cè)墻出現(xiàn)側(cè)斜等。上述現(xiàn)象都是因未按規(guī)范施工造成,回填土不實(shí)就會(huì)導(dǎo)致下沉。
溝塘回填前要按照以上要求準(zhǔn)備好回填土源,然后進(jìn)行溝塘清理,直至清到原狀土,再迅速分層鋪土壓實(shí),直至超過(guò)地下水位及毛細(xì)滲透層以上,這樣溝塘處理才算完成。在溝塘施工中一般施工單位都容易忽視質(zhì)量控制,認(rèn)為其在工程中不會(huì)出現(xiàn)大問(wèn)題,實(shí)則不然,在土方回填中會(huì)出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象:一是由于土源含水量過(guò)大,造成壓實(shí)彈簧;二是在土的壓密過(guò)程中形成毛細(xì)現(xiàn)象,即下面的水通過(guò)毛細(xì)孔向上滲,因而造成彈簧現(xiàn)象。
基礎(chǔ)換填是將土挖至近標(biāo)高時(shí),在四周挖好排水溝,再用準(zhǔn)備好的土源進(jìn)行分層壓實(shí)回填。小型水利工程排水常做得不夠到位,參照以往施工經(jīng)驗(yàn),排水溝一定要離基礎(chǔ)2 m左右,且深度低于基礎(chǔ)高程50 cm以上。如存在難度,則應(yīng)采取打降壓井或用井點(diǎn)進(jìn)行降水,以做到干法施工。如:在灌區(qū)改造工程中挖至基礎(chǔ)時(shí)出現(xiàn)了大面積流沙,導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)施工,此時(shí)因基礎(chǔ)根本就達(dá)不到應(yīng)有的承載力,最后通過(guò)采用井點(diǎn)降水方案,清除底層的流沙后用水泥土進(jìn)行換填,才達(dá)到良好的效果。
堤防回填的重點(diǎn)是做好分段接頭處的梯形接口,確保堤防整體連接,填筑時(shí)堤邊線宜超寬30 cm,確保最后整坡時(shí)不出現(xiàn)貼坡現(xiàn)象。對(duì)于坡度陡于1∶5堤防的新填土與老坡面結(jié)合處,應(yīng)將結(jié)合部位挖成臺(tái)階狀并作刨毛處理,以利新、老土層間密實(shí)結(jié)合。這在工程施工中較易被忽視:一是施工單位為了省錢沒(méi)有超寬填筑,最后整坡時(shí)發(fā)現(xiàn)坡面下凹,再加土貼上去想保證坡形,結(jié)果在后期發(fā)現(xiàn)大面積滑坡;二是施工單位為了省事沒(méi)有開(kāi)階,等到工程完工運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有大的裂縫。
道路填筑關(guān)鍵在于路堤應(yīng)采用水平分層填筑,按照橫斷面全寬分成水平層次,逐層向上填筑。擊實(shí)試驗(yàn)為重型擊實(shí),壓實(shí)機(jī)械為壓路機(jī),其他方法與堤防回填相同。應(yīng)特別注意的是:在道路施工中因線路很長(zhǎng)采取分多個(gè)施工班組進(jìn)行施工時(shí),不可能保證同時(shí)一層一層向上填筑,班組與班組之間所留臺(tái)階要相互交替、相互連接,確保工程不出現(xiàn)橫向裂縫。
建筑物墻后回填的關(guān)鍵在于要在建筑物擋墻強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后方可填筑,且必須采取兩側(cè)同時(shí)填筑、同時(shí)上升措施,以保證擋墻兩側(cè)受力均勻。單側(cè)回填應(yīng)注意回填速度,靠近建筑物50 cm內(nèi)用人工分層夯實(shí),其他回填方法同基礎(chǔ)換填。如:在大運(yùn)河整治堤岸防護(hù)工程中出現(xiàn)了回填土將混凝土墻向前推移超10 cm現(xiàn)象;某灌區(qū)改造工程中因塊石墻砌好后還沒(méi)達(dá)到凝固期就進(jìn)行回填,結(jié)果出現(xiàn)塊石墻被擠出10 cm左右。以上情況均是未按照要求填筑造成的,因此,在墻后回填過(guò)程中一定要按照要求進(jìn)行回填施工。
冬雨季施工注意要點(diǎn):雨季在挖土區(qū)、卸土場(chǎng)、填土區(qū)要利用自然地形做好排水系統(tǒng);冬季施工應(yīng)嚴(yán)格控制回填溫度,氣溫低于0℃應(yīng)停止回填施工,防止土體受凍結(jié)冰;冬季土方回填時(shí),每層鋪土厚度應(yīng)比常溫施工時(shí)減少20%~25%,預(yù)留沉陷應(yīng)比常溫施工時(shí)有所增加。
水利工程土方回填施工控制流程如圖1。
圖1 水利工程土方回填施工流程圖
土方工程施工的科學(xué)合理性對(duì)工程的工期和效益影響較大,因此,在做好回填土施工過(guò)程中含水量及壓實(shí)度試驗(yàn)工作的同時(shí),還應(yīng)注意各類回填土的質(zhì)量控制,這樣回填土工程出現(xiàn)通病的問(wèn)題才能迎刃而解,完成令業(yè)主滿意的優(yōu)質(zhì)工程。