王永強,馮 茂
(中國水利水電第五工程局有限公司第五分局,四川 雙流,610225)
多雨地區(qū)軟基換填施工質(zhì)量控制要點分析
王永強,馮 茂
(中國水利水電第五工程局有限公司第五分局,四川 雙流,610225)
軟基換填的施工進度直接制約國道321線納溪至瀘縣一級公路改建工程路基的回填施工,同時本項目所在地降雨頻繁,對軟基施工影響大,在雨季來臨前將軟基施工完成是本項目部的內(nèi)部節(jié)點之一。提高軟基換填施工質(zhì)量,避免返工,將是本節(jié)點能否實現(xiàn)的關(guān)鍵,本文重點對該工程軟基施工及質(zhì)量控制要點進行了分析,以期對類似工程施工提供技術(shù)借鑒。
軟基換填 質(zhì)量控制 施工過程 多雨地區(qū)
國道321線納溪至瀘縣一級公路改建工程云龍機場(K1834+095.186)至瀘縣(K1858+796.801)段,起于云龍機場航站樓前的平面交叉,向西前行與現(xiàn)狀國道321平交,在進入雙加場鎮(zhèn)前設置橋梁跨越國道321線后,路線沿土橋水庫與雙加場鎮(zhèn)之間的走廊通過,與友誼街十字交叉,在松灘橋水庫上游設置橋梁跨越松灘橋水庫,路線繼續(xù)往北與XE10平交后,從大水壩小學東側(cè)經(jīng)過,在得勝鎮(zhèn)以東約1.8km與Y223平交后,經(jīng)過黃金村,設置橋梁跨越馬溪河,設置玉蟾山隧道穿越玉蟾山,設置瀨溪河大橋跨越瀨溪河,然后往西跨越九曲河后與現(xiàn)狀國道321平交。
本工程部分段落位于低矮丘陵及溝谷,軟弱地基主要分布于江河沿岸及坳溝水田地段,這些土體成因類型為第四系殘、坡積、沖洪積,含水量較大,力學指標較差,厚度變化大。路堤填筑過高時會產(chǎn)生較大沉降以及需要較長的固結(jié)時間,同時造成路堤失穩(wěn)。
(1)本工程段軟基換填是將軟土淤泥部分挖除,換填透水性材料。換填時應分層鋪筑,逐層壓實,使之達到規(guī)定的壓實度。當路堤位于或靠近水塘位置或?qū)τ陂L期浸水的路堤,必要時采取放水、設圍堰、抽水等方法;
(2)施工現(xiàn)場內(nèi)有大量稻田、魚塘、水塘,屬于常年積水的洼地,排水困難,路基處理困難;
(3)換填石料最大粒徑不宜大于30cm,含泥量不大于10%,石料強度不宜小于20Mpa,換填材料需要外購;
(4)軟基換填的施工進度直接制約路基的回填施工,同時本項目所在地降雨頻繁,對軟基施工影響大。
軟基換填一般適用水田、溝谷地區(qū)的淺層軟土,當軟土層較淺(H<3.0m)或只有局部少量軟基,并且無硬殼層或硬殼層比較薄時,采用全部挖除。施工工藝流程為:施工準備→測量放線→挖除淤泥→基底檢查→分層鋪筑換填透水性材料→逐層壓實→質(zhì)量驗收。
3.1 施工準備
3.1.1 機械準備
針對本合同段確定的施工方法、施工程序及施工進度計劃,選定施工所需機械的種類、規(guī)格、數(shù)量,并確定所需機械的進場退場時間。對所有用于施工的機械設備進行維修及保養(yǎng),根據(jù)計劃施工強度配置并有一定富余,從而確保施工過程中的連續(xù)作業(yè)。施工機械配置見表1。
表1 施工機械配置表
序號機械名稱型號或功率單位數(shù)量1挖掘機神鋼225臺72紅巖運輸車輛73壓路機SEM8222輛74鏟車柳工裝載機臺75推土機臺76水泵臺147夯實機臺78全站儀套79水準儀套7
3.1.2 材料準備
針對本合同段的施工內(nèi)容,在開工之前對工程所需各種材料進行詳細計算,并提出詳細的進場計劃,嚴格執(zhí)行驗收與檢測程序,確保原材料的質(zhì)量。在軟基換填施工時提前備好合格的換填材料。
3.1.3 技術(shù)準備
(1)施工前研究和熟悉本標段設計文件并進行現(xiàn)場核實;
(2)進行測繪交樁;
(3)嚴格按照既定的方案及機械組合進行各級技術(shù)交底。
3.1.4 施工時段選擇
本工程所在區(qū)域降雨頻繁,因此,軟基換填施工盡可能避免在雨季施工。如無法避免在雨季施工時,要集中施工力量,分段鋪筑,隨鋪、隨壓,并向兩側(cè)做好2%~4%的橫坡整平碾壓密實,路基大致成型后,做好路拱和路基兩側(cè)排水系統(tǒng),保證路面不積水。并用塑料彩條布及時覆蓋,以保持填層面密實、無積水現(xiàn)象,邊溝及時疏通,搞好施工段的排水系統(tǒng),防止雨水長期浸泡,雨季時指派專人巡視,發(fā)現(xiàn)積水或阻塞的地方及時疏通排水。
3.2 測量放線
根據(jù)控制點,用全站儀準確定位路基的線路,測量回填高度、淤頂高程、淤泥厚度、斷面尺寸。測繪出相應的平面圖和斷面圖,平面圖中應標明路基中心線、邊線、斷面樁號等內(nèi)容。橫斷面布設間距為20m,縱向地形變化復雜時應加設橫斷面。
3.3 挖出淤泥
清淤采用長臂挖機挖除,自卸車運輸棄至指定位置。在挖除過程中先將淤泥挖除干凈,并將底部平整;若軟土底部起伏較大,可設置臺階或緩坡。軟土底部的開挖寬度不得小于路堤寬度和放坡寬度,并寬出路基邊角不小于50cm。當挖除距設計換填50cm~60cm處時進行基底承載力試驗,如承載力與設計相符合,一次性挖到設計標高。對開挖基底每20m一橫斷面測量,報監(jiān)理驗收,達到要求后,進行下道工序。
3.4 基底檢查
基底處理視開挖整平后的基底情況而定。若基底含水量不大,應進行碾壓;若基底含水量過大,或者地下水位較低,則繼續(xù)排水,使基底盡量保持干燥,用壓路機進行碾壓,基底壓實度達到90%,然后回填透水性填料(未篩分碎石、片石、砂礫石等),禁止浸泡填料。待回填料碾壓穩(wěn)定后方可停止排水。
3.5 分層換填
換填材料采用外購的透水性材料。填筑材料對基底進行封底,封底厚度約為30cm~50cm,封底后的壓實度達到90%,然后進行第一層填筑施工。在第一層填筑試驗以前,進行放樣,中邊線拉出松鋪厚度,用石灰標出測試點位置,做好記錄,并測出各點高程以備使用。
取料運輸采用自卸汽車配合挖掘機進行填料運輸。填筑路基時,應平整每層填料,且自中線向兩邊設置2%的橫向坡度,及時碾壓,雨季施工時更要注意。用白灰撒線,劃方格,每方格內(nèi)倒土一車。路基填筑采用水平分層法填筑施工,半幅半幅填筑,每層攤鋪厚度為30cm。
攤鋪及整平:換填部分采用人工配合,推土機推開,在換填后正常填筑時,采用推土機初平,再用平地機進行精確找平,在找平過程中確保路基排水橫坡控制在2%。經(jīng)監(jiān)理工程師認可后進行恢復測試點,測其高程并記錄,并計算出各點的松鋪厚度。然后用振動壓路機碾平。
3.6 逐層壓實
碾平時沿路線縱向,直線段由兩邊到中間,曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè),由低到高、先慢后快的進退式碾壓。先靜壓一遍,速度控制3.0km/h~3.5km/h,接著弱振一遍,速度2.0km/h~2.5km/h,然后強振三遍,速度1.5km/h~1.8km/h,碾壓時,派專人計時和觀察控制碾壓時速、走線,輪跡處重疊40cm~50cm。自第三遍(先靜壓一遍,接著弱振一遍)起每壓一遍檢測一次壓實度和測試點高程,并記錄、計算該遍的壓實度和松鋪系數(shù),松鋪系數(shù)計算時應除去個別不合理數(shù)據(jù)后再平均。為保證試驗所需的各項指標符合要求,擬對填料采取如下處理措施:當填料含水量偏低時,則可在取土場灑水澆濕;當填料含水量接近最佳含水量時,應迅速運土攤鋪并碾壓密實;當填料含水量偏大時,應先行涼曬至適宜含水量時再進行碾壓。攤鋪寬度按路基設計寬度每側(cè)加寬0.3m控制,直至壓實度達到規(guī)范要求為止。
3.7 質(zhì)量驗收
按換填石方路基允許偏差進行質(zhì)量驗收(見表2)。
表2 填石方路基允許偏差
項 目允許偏差檢驗頻率范圍(m)點數(shù)檢驗方法路床縱斷高程(mm)+10,-20201用水準儀測量路床中線偏位(mm)≤301002用經(jīng)緯儀、鋼尺量取最大值路床平整度(mm)≤2020路寬(m)<919~152>153用3m直尺和塞尺連續(xù)量兩次,取較大值路床寬度(mm)不小于設計值+B401用鋼尺路床橫坡(%)±0.3%且不反坡20路寬(m)<929~154>156用水準儀測量邊坡不陡于設計值202用坡度尺量,每側(cè)1點
4.1 軟基換填前的排水
在淤泥挖除前,首先清除表層植被并在路基兩側(cè)開挖排水溝,以保證路基施工期間排水暢通,并結(jié)合地形在水田路段開挖縱橫向排水溝,對個別排水不利的地段,則采用集水坑抽水的方式排除路基范圍內(nèi)的水,為后續(xù)的軟基處理施工創(chuàng)造有利條件。水量比較大時采取水泵抽水,將水泵放入基坑中,注意水泵懸空,不能直接放到基底,以免造成淤泥堵塞泵口,待整個軟基段積水大致抽完以后,在基坑內(nèi)地勢低洼處挖兩個集水井,使水匯集到積水井內(nèi),盡可能的將積水全部抽出。對于地勢低洼易于積水的段落,還應在路堤基底下設置橫向排水盲溝,排水溝下設置縱向碎石盲溝,以排除或降低地下水位。
4.2 軟土清理情況檢查
(1)采用全站儀對該段軟基的處治范圍進行復核,并對邊線撒白灰;
(2)在軟基歘來范圍的出水口方向開挖深度1m,長寬各1m的集水坑,以便外來水、降雨、基底表層水等及時進行排除;
(3)嚴格按照設計處置深度進行軟土清除,對清理完成后的基底進行測量檢查,確保邊角部位、死角部位等清理徹底;
(4)檢查清理完成后的基底土質(zhì)。
軟土清理施工過程中,指派專人在施工過程中進行檢查,尤其是軟基處理邊緣較難施工的部位。并從清理的分區(qū)分段到降排水等施工方面,嚴格執(zhí)行三檢制度,對清理不到位、降排水處理不及時等影響軟基處理質(zhì)量問題的點,逐個進行檢查和過程監(jiān)控。在施工過程中落實質(zhì)量責任追究制度,強化現(xiàn)場質(zhì)量管理和施工過程監(jiān)控,達到預定目標,確保每一環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。
4.3 基底碾壓及檢查
軟土清理完成后,按照基底檢查工序的要求,及時做好基底碾壓和檢查。
(1)雜土清淤要干凈徹底,把所有的淤泥、腐殖土、垃圾清理干凈,岸坡挖成臺階。在回填料性時,有積水時及時進行抽水,降低地下水位,防止地下水滲透到填料中,使得回填料含水量大而不成型;
(2)對投入現(xiàn)場壓實度檢測的儀器進行檢查,對不符合要求的檢測儀器進行更換;
(3)在基底碾壓完成后,對局部有反彈的部位進行挖除,采用砂卵石按照30cm的松鋪厚度進行換填,并用夯實機分層夯實;
(4)采用灌砂法對基底進行壓實度檢測。
4.4 雨季施工質(zhì)量要求
(1)換填應選擇無雨季節(jié)時開挖換填,確實無法避開時,換填土應及時整平及時碾壓,保證無積水現(xiàn)象,以減少路基內(nèi)含水量;
(2)做好軟基施工地段的排水系統(tǒng),防止雨水浸泡,下雨時應指派專人巡視,發(fā)現(xiàn)積水或阻塞的地方及時疏通或抽水。填上層土時應檢查下層有無軟彈現(xiàn)象,若發(fā)現(xiàn)軟彈現(xiàn)象應立即全部挖出,重新攤開晾曬后再進行回填;
(3)保證填料在最佳含水量±2%范圍內(nèi)碾壓,隨時檢查土的含水量,含水量過大時應翻開晾曬后再進行壓實。
4.5 多雨地區(qū)軟基換填壓實注意事項
(1)軟基換填在施工期間的穩(wěn)定和路面在運營期間處于穩(wěn)定狀態(tài)是必不可少的,因為這有利于各結(jié)構(gòu)層的碾壓成果。但是當雨季施工或路基土壤相對濕度超過50%時,有的工程就采取不壓實軟基換填,而代之以加厚砂石結(jié)構(gòu)厚度或拋石的辦法來滿足施工期間路基穩(wěn)定的要求。這種做法既影響道路的質(zhì)量,又不經(jīng)濟,其原因為:①軟基換填不經(jīng)壓實,對路面整體強度影響極壞。如有一路段處于低洼水田處,由于忽視處理松軟路基和壓實填土,忽略路基在使用期的穩(wěn)定問題,以致在路面施工后產(chǎn)生不均勻沉降;②軟基換填不經(jīng)壓實,會使路面整體穩(wěn)定性大大減弱,特別是處于多雨地區(qū)的氣候下,對使用時期的穩(wěn)定會造成影響;③軟基換填不經(jīng)壓實,會給路面整體溫度穩(wěn)定性帶來不利影響。未經(jīng)壓實的路基,土壤中的水分在溫差作用下向上層轉(zhuǎn)移,冬季產(chǎn)生凍脹時,會使路基中的含水量加大,導致路基強度下降。
(2)用小功能壓實路基對施工和使用均不利。影響壓實的因素之一是壓實功能,然而,當遇到大面積的濕軟路基尚可托住輕型壓路機時,施工時一般會采用輕碾壓實,以求得在壓實過程中不出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象,但卻因密實度不足和土基中依然存在較高的含水量,以致施工結(jié)構(gòu)層潛伏著不穩(wěn)定因素,在面層施工中仍然可能繼續(xù)發(fā)生塑性變形,造成面層大量出現(xiàn)魚鱗狀微裂,影響使用年限。由此可見,小功能壓實路基,對施工和使用均不利,是不可取的。
(3)路基壓實中含水量偏低或偏高同樣不利。軟基換填分層壓實過程中,土壤含水量偏低則不可能達到最大密度,這樣的路基在水文不利的季節(jié)飽和水量大增,就會與濕軟路基(含水量偏高)一樣產(chǎn)生不利后果,所不同的只是施工期間能獲得暫時穩(wěn)定而已。因此,在軟基換填分層壓實施工中,恰當?shù)卣莆蘸媚雺簳r的含水量是非常重要的。
(4)路面邊緣的壓實不能忽視。軟基換填邊緣基土位于路面整體結(jié)構(gòu)與土路肩相接之處,它們在外力及水文作用下各自的內(nèi)在抗力差異很大,這一點在壓實過程中我們往往注意不到。由于壓實方法及機械類型等原因,在路邊緣區(qū)域給予的壓實功較路中間少,給道路在使用期留下了不穩(wěn)定因素。
軟基換填對工程質(zhì)量有直接而重大的影響,其施工質(zhì)量不僅關(guān)系著路基的穩(wěn)定,更關(guān)系著整個路面的正常運營,高質(zhì)量的軟基換填施工不但能給施工過程帶來便捷和利益,更能起到提高企業(yè)技術(shù)實力的目的。要提高軟基換填的施工質(zhì)量,就必須要有好的施工工藝和施工技術(shù),并使其不斷完善。國道321線納瀘一級公路改建工程所完成的軟基換填施工,施工質(zhì)量符合公路軟土地基施工技術(shù)規(guī)范要求,軟基治理徹底,未留后患,避免了因路基反彈而導致的返工處理費用,確保了工程施工質(zhì)量,達到了預期效果,受到了瀘州市建管中心、中電建瀘州投資發(fā)展有限公司、工程總監(jiān)辦的一致好評。本工程軟基換填施工提高了中水五局在瀘州市場的良好信譽,并積累了諸多施工技術(shù)和經(jīng)驗,為以后類似工程施工奠定了基礎。
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U416.1
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2095-1809(2017)02-0050-04