駱 和 亮
(廣東協(xié)立工程咨詢監(jiān)理有限公司,廣東 中山 528447)
高速公路建設(shè)項目施工過程中,施工單位常用的擋土墻類型包括:片石混凝土擋土墻、加筋土擋土墻和錨桿擋土墻。其中,加筋土擋土墻使用最為頻繁,主要是因為此類型的擋土墻施工便捷、施工效率高,能夠有效縮短施工工期,降低施工成本。加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)組成簡單,主要是由回填土、拉帶、砌塊構(gòu)成,其作用是抵擋土體傳遞來的側(cè)向壓力。加筋土擋土墻與傳統(tǒng)型的擋土墻存在一定相似之處,只是其在土體中額外加設(shè)了拉筋,利用拉筋與土體之前的摩擦力提高土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
惠州惠城至惠陽霞涌高速公路(簡稱惠霞高速),本施工監(jiān)理JL3 標段起止樁號K30+650~K64+642.946,施工沿線總長度為33.993 km。其中,路基長度為23.368 km(其中挖方867.44 萬m3,填方710.75 萬m3),橋梁總長度為9 086.17 m,該項目的施工內(nèi)容包括:主線特大橋、大橋17 座,中橋9 座,其中特大橋、大橋為西枝江特大橋、宏達特大橋、良井水特大橋、良湖特大橋、永湖大橋、矮光大橋、老良大橋、梅豐大橋、田屋大橋、隆興大橋、七渡河大橋、白花大橋、湖東大橋、田心大橋、徑尾大橋、魷魚灣大橋、義聯(lián)大橋。
加筋土擋土墻施工需要配備的原材料:回填材料、墻面板、筋帶。回填材料與筋帶應(yīng)該分層交替進行回填,這樣能夠保證回填材料形成一種高性能的復(fù)合型材料,加強土體與筋帶之間的摩擦作用力,以此達到強化土體穩(wěn)定性的作用,因此,施工單位需要保證原材料的質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求。
1)回填料:回填料為擋土墻的關(guān)鍵性原材料,該項目中使用的回填料為含水量非常低、穩(wěn)定性比較強的山渣土,回填料的粒徑控制在10 cm 以內(nèi),滿足現(xiàn)行管理規(guī)范的要求。
2)筋帶:筋帶的作用是承載外部作用力與回填料之間產(chǎn)生的摩擦力,本質(zhì)上是為了提高土體的穩(wěn)定性。該項目選用具備良好的防潮性能、防水性能、耐腐蝕的CAT30020B 筋帶,這種規(guī)格的筋帶變形量非常小,不會輕易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象,筋帶的寬度為30 mm,筋帶的厚度為2 mm。破斷拉力>9 kN,極限抗拉強度>150 MPa、設(shè)計允許拉力6 kN、強度100 MPa、破壞伸長率≤3%。
施工前按照施工圖設(shè)計測量放樣,開挖至基底并夯實后,檢測地層是否滿足設(shè)計承載力。如果施工時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化較大,應(yīng)及時與設(shè)計單位聯(lián)系,以便給出相應(yīng)的處理措施。為保證后期排水通暢,將基底設(shè)置為1%~3%的橫坡。如若路基位于斜坡路段,需要采用分層方式對路基進行處理,以此保證路基符合鋪設(shè)筋帶的施工需求,且可以有效地消除路基滑動現(xiàn)象。如若基底分布有巖帶,需要在地基表面額外鋪設(shè)一層土體[1]。
在面板基礎(chǔ)施工過程中,施工人員應(yīng)重點關(guān)注基坑底部的承載力及埋設(shè)的深度,保證路基處理后的質(zhì)量滿足施工需求。為了避免結(jié)構(gòu)物因荷載或者地基承載力不均勻而發(fā)生不均勻的沉陷、不規(guī)則的裂縫,要求基礎(chǔ)與面板同步設(shè)置沉降縫。根據(jù)施工圖設(shè)計按照20 m 設(shè)置1 道沉降縫。
加筋土擋土墻采用分段方法進行施工,要求每一段加筋土擋土墻的頂面保持在同一個平面上。若基礎(chǔ)分布在坡面上,則應(yīng)將路基整理為臺階狀,臺階的高度、寬度比例不得低于1/2,一般情況下,臺階的寬度不宜<2 m。若基礎(chǔ)分布在土層上,則應(yīng)設(shè)置混凝土墊層,混凝土墊層的強度不得<C15,墊層的厚度不得<20 cm。面板基礎(chǔ)施工時,將地面的雜物、樹根及腐殖土清理干凈,對原土進行夯實處理,保證原土的壓實度不低于90%。地面的橫坡保持在1:5~1:2.5 時,將地面開挖為臺階狀,臺階的寬度不得低于2 m。若基巖表面的覆蓋層厚度較小,則應(yīng)將覆蓋層挖除,再開挖臺階。但是若覆蓋層的厚度較大,則應(yīng)該保留[2]。
面板應(yīng)集中進行預(yù)制,預(yù)制面板時需保證模板的質(zhì)量,質(zhì)量員應(yīng)加大面板質(zhì)量的檢測頻率,著重對面板的尺寸、平整度、光潔度進行檢查。結(jié)合設(shè)計圖紙分析,部分面板需要設(shè)置一定數(shù)量的泄水孔,在進行安裝作業(yè)時,需要對以下問題予以重視。
1)沿地面邊緣進行測量放線,結(jié)合間距要求合理布設(shè)標高控制點,再結(jié)合標高控制點安裝面板。
2)對砌筑材料進行篩選,在砌筑面板過程中,應(yīng)嚴格控制砂漿的用量。砂漿層的厚度應(yīng)保持一致,且保證砂漿必須飽滿。
3)對插銷進行防銹處理,保證插銷不會產(chǎn)生銹蝕。在安裝插銷時,不應(yīng)出現(xiàn)漏插現(xiàn)象,同時保證插銷插入的深度符合設(shè)計及規(guī)范要求。
4)在對曲線路段進行施工時,第一層的砌塊應(yīng)該留置施工縫。
5)在砌筑涵洞兩側(cè)的面板時,需保證同一個層中的面板高度保持一致,當砌筑至涵洞的頂部時,需保證施工縫相互對齊。
6)下層回填作業(yè)結(jié)束后,方可安裝上層板面。
7)沉降縫應(yīng)上下貫通,且寬度必須符合設(shè)計圖紙要求,再選擇合適的防腐材料回填沉降縫。
8)面板表面需均勻布設(shè)泄水孔[3]。
應(yīng)保證底層面板的位置符合設(shè)計圖紙要求,并保證其垂直度符合規(guī)范要求。同時加大對面板基準線的控制力度,以保證其施工質(zhì)量。使用水泥砂漿對其進行找平,確定面板的外緣線,如若遇到曲線路段,可適當?shù)貙ζ溥M行加密處理。使用專用工具對面板的外緣線進行測量核準。面板應(yīng)該向內(nèi)傾斜1%,在將水泥砂漿作為回填料進行碾壓作業(yè)過程中,面板承受著側(cè)向作用時產(chǎn)生的變形值。需要注意的是,應(yīng)保證面板不會出現(xiàn)向外傾斜的問題。施工單位使用8 t 規(guī)格的汽車吊,逐層安裝面板,若面板的高程存在差異,則應(yīng)使用水泥砂漿進行找平。面板下側(cè)不得存在堅硬物質(zhì),避免損壞面板,同一層內(nèi)的相鄰面板之間水平差值不得>10 mm,軸線偏差應(yīng)控制在10 mm~20 mm。待回填作業(yè)完成后,才能夠?qū)ο乱粚拥拿姘暹M行施工。上下層面板間的插鎖孔采用Φ20 mm 鋼筋進行連接,保證面板間的垂直度,連接的鋼筋需進行防銹涂瀝青處理,避免產(chǎn)生銹水流出面板而影響外觀。
在鋪設(shè)土工格柵之前,施工人員應(yīng)該對土工格柵的質(zhì)量性能進行檢測,檢測的項目包括:抗老化性能、抗拉強度等,具體情況可以參照表1 中的信息,在檢測合格的情況下,才能將其使用到項目中。
表1 筋帶拉力和抗拔力的關(guān)系
在鋪設(shè)土工格柵過程中,需保證拉筋相互之間不得出現(xiàn)重疊現(xiàn)象,但是構(gòu)造拉筋與受力拉筋相互可以重疊布設(shè)。應(yīng)嚴格按照規(guī)范要求在拉筋間設(shè)置回填料隔層,從而提高拉筋的受力長度。固定面板的插銷必須穿過格柵。土工格柵鋪設(shè)應(yīng)保持平整,不得出現(xiàn)扭結(jié)現(xiàn)象。如若需要對拉筋進行接長處理時,則應(yīng)保證連接部位的拉筋強度符合設(shè)計要求。尚未進行覆蓋處理的拉筋,嚴禁重型車輛、設(shè)備通過,同時不得將重物堆在其上面。為保證土工格柵的質(zhì)量不受影響,在存儲過程中,需保證其不會受到日曬、雨淋,且土工格柵不宜長時間存放。
正常情況下,加筋土擋土墻的壓實度易達標,回填料能夠與拉筋之間形成較大的摩擦系數(shù),選擇使用級配良好的砂礫土即可,但是需保證砂礫土中不得含有水和雜質(zhì)。
回填作業(yè)之前,施工人員應(yīng)進行壓實試驗,結(jié)合壓實試驗的結(jié)果確定出合理的施工技術(shù)參數(shù)。當拉筋布設(shè)完成后,施工人員開始回填路基料。為提高施工效率,可使用機械設(shè)備進行回填作業(yè),嚴禁推土機沿著路基的橫斷面方向進行作業(yè)。當拉筋表面覆蓋回填料后,且回填料的厚度≤20 cm 時,嚴禁使用推土機進行平整處理。未經(jīng)過壓實處理的回填料表面不得行駛機動車。以該項目而言,可以使用光輪壓路機進行碾壓處理,壓路機沿著筋帶的中間部位向兩側(cè)有序作業(yè),先使用輕型壓力機進行碾壓,再換用重型壓路機進行碾壓。面板周邊1 m 范圍內(nèi)不得使用壓路機進行碾壓,可使用小型夯實設(shè)備進行夯實處理。回填料在經(jīng)過壓實處理后,其表面應(yīng)形成1%~3%的人字形橫坡。
1)填料的攤鋪:回填料攤鋪可以使用機械+人工的方式完成。首先,人工灑布5 cm 厚的回填料,保證首層回填料的厚度均勻一致,再使用推土機進行攤鋪。攤鋪機與面板之間的間距不得<1.5 m,面板周邊1 m 范圍內(nèi)應(yīng)使用透水性良好的材料進行回填。結(jié)合試驗結(jié)果來看,回填料的單層厚度不得<20 cm,每層的橫坡不宜<3%。正式攤鋪之前,施工人員應(yīng)該設(shè)置明顯的標識[4]。
回填料攤鋪作業(yè)的質(zhì)量關(guān)鍵點:沿筋帶的垂直方向進行攤鋪,以筋帶的中間部位作為起點,向兩端進行作業(yè)。回填料攤鋪必須保證其厚度均勻一致,不得出現(xiàn)變形現(xiàn)象。
2)碾壓:壓路機選擇使用20 t 的振動壓路機與小型夯實設(shè)備。碾壓之前,應(yīng)進行試作業(yè),結(jié)合試作業(yè)的狀況確定出合理的施工技術(shù)參數(shù)。
碾壓過程中,應(yīng)以筋帶的中間部位作為起點進行施工,依次碾壓至筋帶的端部,筋帶部分碾壓完成后,對面板周圍進行碾壓,需保證面板周邊1 m范圍內(nèi)使用小型夯實設(shè)備進行處理,保證面板不會出現(xiàn)錯位現(xiàn)象,具體情況可參照圖1。壓路機的碾壓方向應(yīng)該與筋帶保持垂直狀態(tài),壓路機的碾壓重疊寬度不宜<車輪寬度的1/3[5]。首次碾壓的速度不宜超過4 km/h,確保碾壓過程中不會出現(xiàn)擁包現(xiàn)象,第二遍碾壓作業(yè)可適當加快碾壓速度。整個平面范圍分層回填、分層碾壓,每層碾壓作業(yè)結(jié)束后,應(yīng)對回填料的壓實度進行檢測,若檢測不合格應(yīng)進行復(fù)壓處理。壓路機碾壓過程中,嚴禁出現(xiàn)突然轉(zhuǎn)向、緊急剎車等現(xiàn)象,避免回填料出現(xiàn)變形、局部隆起等不良缺陷。
圖1 卸料及機械運行作業(yè)平面示意圖(m)
碾壓作業(yè)的質(zhì)量關(guān)鍵點:嚴格按照先慢后快、先輕后重原則進行施工;壓路機的碾壓重疊寬度不宜<車輪寬度的1/3;面板周邊1 m 范圍內(nèi)使用小型夯實設(shè)備進行夯實處理。
使用砂礫作為反濾層,嚴格控制回填料中含泥量和有機雜質(zhì)。反濾層可以使用小型夯實設(shè)備進行夯實處理,反濾層應(yīng)分層進行回填、分層進行夯實。需保證反濾層表面不得存在大粒徑的石塊。
隔水層選擇灰土,灰:土=2:8,灰土攪拌應(yīng)均勻,分層進行回填。結(jié)合設(shè)計圖紙,該項目中需要設(shè)置2層隔水層,可使用壓路機與小型夯實設(shè)備進行夯實處理。待碾壓作業(yè)完成后,對隔水層進行平整處理,平整后的隔水層應(yīng)該形成4%的橫坡。
質(zhì)量檢測要求:距面板1 m 范圍內(nèi)每一壓實層、每500 m2不少于3 個測點,若作業(yè)面的規(guī)模低于以上要求,則仍然按照該標準進行檢測。當檢測不合格時,應(yīng)立即進行二次碾壓,直至壓實度符合設(shè)計要求為止。
1)加筋土擋土墻土工布、反包土工布進場應(yīng)進行覆蓋,鋪設(shè)反包土?xí)r工布應(yīng)順直、緊繃。同時嚴格控制包裹體砌體的坡率、平整度及U 形釘緊固程度,以減少后續(xù)施工運營中加筋擋土墻的變形。
2)袋裝的碎石飽和抗壓強度需>30 MPa,其壓碎值、軟化系數(shù)等指標應(yīng)滿足相關(guān)要求,提高袋裝碎石體的抗風(fēng)化能力及整體穩(wěn)定性。
3)錨筋依次進行2 層防銹漆、1 層熱瀝青汁、麻筋纏緊及1 層熱瀝青汁的處理,減少錨桿與土工布的接觸摩擦系數(shù),避免刺損土工布,減少對土工布力學(xué)性能的影響[6]。
加筋土擋土墻是主要由填土、拉帶及鑲面砌塊組成的加筋土結(jié)構(gòu),主要起承擔(dān)土體側(cè)壓力的作用。它是在傳統(tǒng)的擋土墻結(jié)構(gòu)中植入拉筋,通過拉筋與土體之間的摩擦作用有效提高土體結(jié)構(gòu)的整體性,從而確保土體的穩(wěn)定。熟練掌握加筋土的施工工藝,不斷從實際的施工中積累經(jīng)驗,以提升加筋土施工效率和質(zhì)量,同時有助于加強標準化施工效果,大力發(fā)揚工匠精神,有利于打造出優(yōu)質(zhì)的新元改擴建高速公路品質(zhì)工程、生態(tài)工程。