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        高速公路素混凝土樁施工技術(shù)及其質(zhì)量控制探討

        2020-06-19 08:52:47周云
        西部交通科技 2020年3期
        關(guān)鍵詞:質(zhì)量控制高速公路施工

        周云

        摘要:文章介紹了素混凝土樁工藝特點(diǎn),分析了高速公路素混凝土樁加固原理與施工技術(shù)要點(diǎn),并結(jié)合工程實(shí)例,探討了高速公路素混凝土樁施工與質(zhì)量控制措施。

        關(guān)鍵詞:高速公路;素混凝土樁;施工;質(zhì)量控制

        0 引言

        近年來,隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展,改擴(kuò)建工程不斷增加,有效緩解了各地交通壓力,為區(qū)域發(fā)展奠定基礎(chǔ)。改擴(kuò)建工程有別于新建工程,在原有工程基礎(chǔ)上施工,工序復(fù)雜、考慮因素多、難度大,合理進(jìn)行地基處理是一大關(guān)鍵。目前,素混凝土樁應(yīng)用廣泛,在加固地基、控制沉降方面表現(xiàn)較好,且工期短、成本低,本文主要對其應(yīng)用展開具體分析。

        1 素混凝土樁工藝特點(diǎn)

        1.1 工藝特點(diǎn)

        素混凝土樁屬于剛性樁體,通過在碎石樁中混入中砂、水泥攪拌所得,其荷載能力強(qiáng)。如圖1所示即為素混凝土樁復(fù)合地基典型斷面示意圖。

        結(jié)合相關(guān)工程實(shí)踐,本文將其工藝特點(diǎn)歸納如下:

        (1)施工方便、操作簡單,灌注樁施工中嚴(yán)格控制各項(xiàng)參數(shù),防止出現(xiàn)斷樁、夾土、混凝土離析等質(zhì)量隱患;

        (2)適用范圍廣,主要包括:淤泥土、粉土、砂土等軟弱地基,沖洪積土、坡積土、殘積土等硬土層,巖溶地區(qū);

        (3)單樁承載力低,適用于承載力>80 kPa、含水量<25%、壓縮模量>5 MPa的土體;

        (4)加固土體具有較好的擠密效果,兼具排水作用,可有效減小不均勻沉降;

        (5)可有效節(jié)約造價(jià)、縮短工期。

        1.2 幾種工藝對比分析

        如表1所示,本文對素混凝土樁與幾種地基處理工藝進(jìn)行了對比分析,以進(jìn)一步明確其優(yōu)缺點(diǎn)。

        綜上所述,素混凝土樁復(fù)合地基具有技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn),推廣應(yīng)用這種地基處理技術(shù)將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

        2.1 素混凝土樁加固原理

        如圖1所示,素混凝土樁復(fù)合地基包括褥墊層、素混凝土樁和樁間土。具體加固原理如下:

        (1)荷載傳遞原理:外部荷載下,樁身產(chǎn)生側(cè)摩擦力、樁端承載力,將上部荷載傳遞到深層地基;

        (2)擠密排水原理:高速公路素混凝土樁施工過程中,沉/拔管作業(yè)會產(chǎn)生振動、擠壓作用,排出土體內(nèi)水分,增強(qiáng)土體承載力;

        (3)約束原理:素混凝土樁作用于樁間土,防止土體側(cè)向變形;

        (4)墊層原理:墊層可協(xié)調(diào)樁土間荷載分配,發(fā)揮樁間土承載能力。

        其中,褥墊層技術(shù)是素混凝土樁復(fù)合地基的關(guān)鍵性技術(shù),其由級配砂石、粗砂、碎石等組成,能改變地基受力條件,調(diào)整地基壓縮性,實(shí)現(xiàn)地基協(xié)調(diào)工作。結(jié)合大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)性,褥墊層厚度以15~30 cm為宜,中砂、粗砂、碎石等最大粒徑需在30 mm以內(nèi)。

        2.2 素混凝土樁施工技術(shù)要點(diǎn)

        2.2.1 施工流程

        素混凝土樁施工流程如圖2所示:

        2.2.2 施工方法

        素混凝土樁常用施工方法有兩種,即回旋鉆機(jī)成孔法和振動后灌注混凝土法,工程實(shí)踐中需根據(jù)項(xiàng)目情況合理選用,具體如下:

        (1)回旋鉆機(jī)成孔法:此方法可實(shí)現(xiàn)深度鉆孔,適用于較硬土層、密砂層,缺點(diǎn)在于產(chǎn)生的泥漿量較大,運(yùn)輸成本大,相應(yīng)的也影響施工效率;

        (2)振動后灌注混凝土法:此方法工藝簡單、成本低,但在施工中存在一定擾動,影響成樁質(zhì)量,對此建議采用隔行跳打樁法。

        2.2.3 施工要點(diǎn)

        (1)試樁:正式施工前通過試樁確定各項(xiàng)參數(shù)。①樁機(jī)就位,調(diào)整樁機(jī)平整度、導(dǎo)向架垂直度;②成孔過程中,詳細(xì)記錄地層參數(shù)和進(jìn)尺速度,為正式施工提供參考;③鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度,泵送混合料,邊壓灌邊拔管,合理控制拔管速度;④每根樁混合料制作試塊,做強(qiáng)度檢測,合理確定截樁頭時(shí)間。

        (2)樁頭保護(hù):完成素混凝土樁施工后,以粒狀材料封頂,并覆上木板,防止人員掉入,樁體達(dá)一定強(qiáng)度后(3~7 d)清土。

        (3)褥墊層施工:①樁體28 d后清土,接近樁頂面時(shí)以人工/小型機(jī)械作業(yè);②在樁頂標(biāo)高處放置鋼釬,并以大錘擊斷,截?cái)嗪笮奁?③樁頭處理后,樁間以砂礫虛鋪、靜壓。

        (4)質(zhì)量問題處理:①斷樁問題:嚴(yán)格控制灌注、提鉆速度,不得連打作業(yè),及時(shí)清除棄土;②樁體強(qiáng)度不均:鉆至設(shè)計(jì)深度后,及時(shí)投料,嚴(yán)格控制混合料配比,成樁后超灌50 cm;嚴(yán)格控制鉆桿提拔速度,確保樁體連續(xù)、均勻;③樁身摻土:不得采用反插法,應(yīng)通過試樁確定活瓣打開寬度、提鉆速度。

        2.2.4 施工質(zhì)量檢測

        素混凝土樁質(zhì)量檢測內(nèi)容與方法具體如下頁表2所示。

        3.1 工程概況

        廣西南寧經(jīng)欽州至防城港段高速公路改擴(kuò)建工程第八合同段起迄樁號為K0+080~K17+600,起點(diǎn)位于欽州市黃屋屯鎮(zhèn)卜家互通附近,路線走向呈南北向,路線自起點(diǎn)向南沿欽防高速橫跨西江、沖侖江之后直至終點(diǎn)茅嶺互通附近,總里程17.5 km,為四車道改八車道,其中K4+300~K6+000段為單側(cè)加寬右幅新建。本合同段素混凝土樁工程主要工程量見表3。

        3.2 施工方案確定

        本地區(qū)軟土較發(fā)育,分布范圍較廣,結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn),舊路基外側(cè)的軟基處治的方法主要有換填法、素混凝土樁等方法。

        素混凝土樁法主要用于軟土厚度>3 m、地形較平坦的水田等路段,采用C15混凝土成樁,強(qiáng)度高且均勻,技術(shù)工藝比較成熟,加鋪砂礫墊層和土工格柵作為褥墊層后整體性較好,工后沉降較少,可用于新路基部分的厚層軟土處理,樁徑為0.5 m,樁底穿過軟土層2.5 m,樁間距為1.2 m。

        3.3 素混凝土樁施工工藝應(yīng)用情況

        (1)技術(shù)參數(shù)

        素混凝土樁采用C15混凝土,長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料,具體技術(shù)參數(shù)如表4所示,具體斷面、平面圖如圖3~4所示。

        (2)施工工藝流程(詳見圖5所示)

        (3)施工措施

        ①試樁:試樁時(shí),設(shè)計(jì)方、監(jiān)理工程師和項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人均到場,初步擬定試樁數(shù)為3根,確定試樁樁位,[KG(0.1mm]長螺旋桿鉆機(jī)按每m為刻度做好標(biāo)記;按既定施工工藝成樁,詳細(xì)記錄地層變化時(shí)電流變化以及進(jìn)尺速度;鉆孔至設(shè)計(jì)深度,泵送混合料,邊壓灌混合料邊拔管,拔管速度按2.0 m/min、2.5 m/min、3.0 m/min

        4 結(jié)語

        AI架構(gòu)在當(dāng)前諸多系統(tǒng)和領(lǐng)域中均有一定的應(yīng)用,但有關(guān)建筑工程施工中AI架構(gòu)技術(shù)的研究仍處于初始階段,因此,本文將AI架構(gòu)應(yīng)用于橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)的識別系統(tǒng)中具有一定的實(shí)踐性和創(chuàng)新性。在進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)因子影響范圍試驗(yàn)中,AI架構(gòu)識別出了對于橋梁工程安全施工影響范圍較大的四類風(fēng)險(xiǎn)因子,為及時(shí)規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)和制定決策方案提供了依據(jù)。在AI架構(gòu)的應(yīng)用軟件程序開發(fā)中,本文僅對電腦桌面的應(yīng)用程序進(jìn)行了研究,而對于移動終端(手機(jī)、PAD)等設(shè)備的APP應(yīng)用程序,本文尚未展開研究,這部分內(nèi)容將結(jié)合今后的工程課題進(jìn)行深入探索。

        [1]交通運(yùn)輸部工程質(zhì)量監(jiān)督局.公路橋梁工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評估制度及指南解析[M].北京:人民交通出版社,2011.

        [2]王 永,李 森,白午龍.城川河大橋安全風(fēng)險(xiǎn)評估和管控對策[J].公路,2013(1):73-78.

        作者簡介:周 云(1983—),工程師,主要從事高速公路建設(shè)管理工作。

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