干线公路工程项目施工关键技术研究(干线公路工程项目施工关键技术研究内容)

吴兴强

邢台路桥建设集团有限公司

摘 要:重点对某干线公路工程项目中的软基处理、高填方路基和二灰稳定碎石基层施工关键技术展开分析论述。研究结果表明,在软基处理中,可以采用浆喷桩加固软土,提高承载力;选择适宜的填料,控制好含水量,确保填筑质量;二灰稳定碎石基层施工时,应将重点放在拌和、摊铺、碾压等工序上,以确保质量达标。

关键词:干线公路;软基处理;高填路基;二灰稳定碎石;

作者简介:吴兴强(1989—),男,工程师,从事公路施工工作。;

干线公路工程项目施工关键技术研究(干线公路工程项目施工关键技术研究内容)

1 工程概况

某干线公路为该省交通路网的重要组成部分,第二合同段的起讫桩号为K8 200—K19 750,路线全长11.55km。在该合同段内,路基的宽度为34.5m,一般路段采用的是常规沥青混凝土路面结构,即厚度为18cm的沥青路面,由厚度4.0cm的上面层、6.0cm的中面层和8.0cm的下面层组成;二灰稳定碎石基层,厚度32cm,底基层为石灰土,厚度18cm[1]。工程所在地的地势较为平坦,地基土体以粉砂土和黏土为主。本次施工的重点为软基处理、高填方路基和二灰稳定碎石,下面对具体的施工关键技术展开分析。

2 干线公路工程项目施工关键技术

2.1 软基处理技术

软土地基具有高压缩、高含水量、大孔隙比、固结时间长、透水性差的特性,其由松软的粉土和黏土等土层构成,地下水位高,容易出现沉降现象。本工程中的高填方段地下水位较高,软基的持力层位于路床以下10m左右。

由于该路段的地下水位比较高,容易引起高填方路基沉降,对结构稳定性造成不利影响。所以要选取适宜的技术方案对软土地基妥善处理,减少工后沉降。结合现场实际情况,选择旋喷桩加固的方法处理软基。借助深层搅拌法打入旋喷桩,使其达到持力层,以水泥和石灰作为固化剂,与软土搅拌,依托固化剂的理化性质,与软土形成具有一定强度的桩体。目前,工程中应用较为广泛的搅拌桩有两种类型,一种是粉喷桩,另一种是浆喷桩。前者是利用空压机将干粉状的固化剂压入地层中,后者则是通过输浆泵将液体固化剂注入地层当中。水泥是应用广泛的固化剂,在两种方法中全部适用。经过技术经济性比选后,最终决定采用浆喷桩作为该路段软基加固措施。具体的施工技术要点如下:

(1)由专业的测量人员,用全站仪在需要布设浆喷桩的区域内测量放样,按照设计的桩间距,单排布桩,做好标志。要保证布桩时的位置准确,避免误差超限。以中心线上的桩位作为基点,按等边三角形,向边桩方向布设,直至布满整个施工区域。当桩位存在冲突时,可将一些不重要的桩位去掉。完成布桩后,及时统计桩数,计算总桩长,与图纸对比,看有无偏差。若是偏差超过允许范围,则应查明原因,采取相应的措施加以调整。

(2)全面复核设计图纸,领会设计意图后,以书面的形式对施工人员进行技术交底。对施工场地整平、压实,将地上和地下的障碍物全部清除干净,如草皮、树根、垃圾等。对钻杆的长度加以丈量,以米为单位在钻杆上标注,以免钻进时掌握钻入和复搅深度,确保桩长与设计要求相符。

(3)水泥选用某厂家的42.5#普硅水泥,使用前,要检测安定性等指标,确定合格后,方可使用。水泥要有质量保证单,不得使用过期、受潮、结块的水泥,所有用于施工的水泥由项目部统一管理;拌和水从路基两侧的边沟内采取,经试验室检测确认水质合格后,方可使用。本工程中,浆喷桩的配合比由试验室提供,水泥的用量为57.5kg,水灰比为0.62[2]。

(4)按横向顺序对每排桩编号,根据编号,钻机依次施钻,避免漏钻。钻机、空压机、喷浆系统等设备入场后,要全面检查,确保性能完好,状态稳定。经过检查确认合格后,便可安装钻机,移至编好号的桩位处,钻头对准桩位中心,偏差控制在5.0cm以内。开钻前,用水平尺检查钻机底座,并在钻进过程中用垂球修整钻架的垂直度,确保偏差在1.0%以内[3]。定期检查钻头直径,做好记录,发现偏差超限时,要及时更换钻头,以免影响钻孔质量。

(5)按照试验室提供的配合比制备浆液,操作时,要对拌和水的用量严格控制,必须经过核准后方可向容器内加水。搅拌时间以6min为宜,这样能够达到均匀的效果,搅拌完毕后,要对水泥浆液的密度如实记录;启动灰浆泵,待喷嘴出浆后,便可下沉钻头并开始搅拌。按照土体的性质,对钻机的挡位加以控制,先使用低速挡,再用高速挡。钻进时,要确保水泥浆液持续喷出,钻至设计深度后,钻机改为慢速,在原地持续喷浆搅拌30s左右,随后提升钻头,以反转喷浆提升的方法操作,以此来达到补浆的效果。

(6)当钻头提升至地面后要立即复搅,要确保桩体的均匀性,为避免局部喷浆不足的情况发生,可在复搅时采取如下措施:由专人负责记录每根浆喷桩的信息,包括位置、编号、深度等,要保证原始记录完整、详细、真实、可靠,发现的问题用哪个及时补救,并如实记录;水泥浆液要持续不间断供应,以免出现断桩;对喷浆量严格控制,使桩体充分拌和;对钻架的垂直度定期检查,避免偏斜,影响成桩质量;成桩后,将钻机移除,用水泥回填桩头并夯实,为提高桩体强度,可采取洒水的方法养生,避免扰动桩周围的土体。

2.2 高填方施工技术

2.2.1 填前准备

(1)高填方路基填筑施工前,要先对地表全面清理,用挖掘机将植被和表土层铲除掉,无法作为填料的土方要全部清除。地表清理完毕后,整平压实,确保压实度达到90%以上,并回填至原地面标高。

(2)选取试验段进行填筑施工,以获取相关的技术参数,为大面积施工提供指导,具体包括填料的松铺厚度、压实机械的组合方式、碾压速度、遍数以及沉降差等。在现场修筑临时排水设施,避免雨水影响填筑施工。依据设计资料,由专业的测量小组,在施工现场开展测量放样,准确定出路基中线和变线桩及填筑厚度。

2.2.2 填筑要点

(1)填料运至现场后,在填筑前,要先检测含水量,看是否在最佳含水量范围内,对于超出最佳含水量的填料,可以采用深翻晾晒的方法处理;含水量未达到最佳含水量的填料,则可通过洒水的方法,提高填料的含水量,使其达到最佳含水量的范围。

(2)用振动压路机对填料碾压密实,按试验段得出的参数开展压实工作,使填料在规定的遍数内达到密实度要求。碾压过程中,直线段从两侧开始,逐步向中间推进,曲线段从内向外推进,轮迹重叠40~50cm,压路机的行进速度不宜过快或过慢,以4.0km/h左右为宜[4]。先用振动压路机静压一遍,然后开启振动功能,先弱振后强振,达到碾压遍数后,停止碾压即可。确保碾压时无漏压现象,机械无法压实的部位,以人工的方式夯实。

(3)填料碾压完毕后,要及时检测压实度,这是确保高填方路基质量的关键。可在施工现场,采用灌砂法检测压实度,对于检测中发现的压实度不合格部位,应及时查明原因,并采取有效的措施加以处理,以确保压实度达标。

(4)高填方路基每层填筑前,应先挖设台阶,并在压实后方可填筑,当分层填筑至一定高度后,可在填挖交界处铺设土工格栅,这样能够进一步增强路基的整体稳定性。铺设土工格栅的过程中,可使用锚钉将格栅固定在开挖好的台阶上,确保格栅纵横向搭接宽度符合规范要求。

(5)在对路床以下80cm范围内分层填筑时,应选用强度较高的填筑材料,本工程中采用的是强风化砂岩,以分层的方式填筑,并分层压实,这样能够进一步提升路基稳定性。按横断面全宽填筑,先填低处,后填高处,一层填完后,卸料时,应按照先两侧后中间的原则,利用推土机将填料推平,不平的位置处以人工的方式整平。压实层顶面不再出现下沉的现象时,应对压实度随机抽检,确认合格后,便可填筑下一层。

(6)松铺厚度与压实度密切相关,为此,在填筑施工中,要严格按照试验段得到的参数控制松铺厚度。摊铺松土时,可插杆挂线,逐块找平,并在压实完毕后,依据规范要求,对平整度加以检测。为确保路基边缘的压实度达标,填筑时,应向外超填50cm左右,这样能够使边坡的稳定性得到保障。

(7)填筑施工时,可在路基两侧坡脚外5.0m处布设观测点,对沉降全程观测[5]。使用精密度较高的仪器,观测高填路堤的稳定性。路基填筑陆续完成后,应按照设计图纸,对路基中线位置、纵横坡及边坡的标高全面检查。要保证路基边坡连线平顺,无亏坡现象。

2.3 二灰稳定碎石施工

2.3.1 下承层处理

二灰稳定碎石施工正式开始前,对下承层全面检查,看平整度是否达标。同时,对地表的杂物、浮土、松散层进行清理,并在摊铺二灰稳定碎石前,对底基层洒水润湿,使底基层与基层更好结合。

2.3.2 拌和

(1)按顺序将原材料加入拌和楼内,采用集中拌制的方式开始拌和。用于二灰稳定碎石拌制的拌和楼带有多个料斗,能够盛装不同的原材料,控制料斗的转速,可以使原材料的用量保持在合理的范围内。

(2)拌制二灰稳定碎石前,先做级配试验,以试验结果调整级配,使级配达到最优,满足施工需要。拌和时应控制好原材料的含水量,这是关键环节,直接关系到二灰稳定碎石的质量和性能,特别是要严格控制石灰的含水量。

(3)为使二灰稳定碎石的拌和质量得到可靠保障,要选用性能优良的拌和机械,所选的拌和机械应具备电子计量功能,同时可按施工现场的实际情况,对拌和设备的数量合理确定。

(4)对级配碎石的质量加以控制,二灰稳定碎石拌和前,应反复测试,直至级配达到规定要求为止,每天开拌前,先作筛分试验,针对存在的问题,采取相应的方法和措施予以处理,拌制好的二灰稳定碎石,应按规定频率抽检。

(5)要严格控制含水量,尤其是高温季节,在拌和、运输以及摊铺等工序中,水分会出现蒸发的现象,所以要将含水量控制在大于最佳含水量1%~2%左右[6]。

2.3.3 摊铺

(1)二灰稳定碎石摊铺的过程中,要控制好摊铺机的行进速度,不宜过大,以免、熨烫板拉动混合料,在惯性作用下,导致料层上下粗细不均匀。如果摊铺机行进过快,粗集料会向两侧分散,引起离析。当施工中出现该情况时,必须安排工人将摊铺机两侧的混合料及时铲除,以免对基层质量造成影响。

(2)由于二灰稳定碎石基层的平整度与路面平整度之间存在较为密切的关联。若是基层的平整度不达标,则会对路面行车的舒适性造成影响,严重时可能会诱发交通事故。摊铺机作业时,不得随意变换速度,要保持匀速前进,摊铺作业尽可能不要中断,以免对平整度造成不利影响。

(3)接缝是二灰稳定碎石摊铺中应重点处理的环节,具体包括纵缝和横缝。其中纵缝的重叠宽度以10cm为宜,摊铺完一段后,可预留出50cm不压,与下一个作业段一并碾压。摊铺机作业时,安排专人跟随,处理接缝位置处的粗集料,如有必要,应耙松、整平,全宽范围内一起碾压密实[7];横缝可在当天摊铺作业后,末端预留出2.0m不压实,第二天开工前,将该段的混合料耙松,与新料一并拌和、整平后,碾压密实,这样便可有效消除横缝,提高摊铺质量。

2.3.4 碾压

(1)在对二灰稳定碎石碾压时,为提高压实效果,应选取适宜机械设备,如振动压路机、光轮压轮机等。当压实设备选定后,要合理安排压实程序,重型压路机不宜过早投入使用,以免将中粗集料压碎,对二灰稳定碎石基层的整体性造成影响。

(2)采取分层碾压的方法,对二灰稳定碎石基层碾压密实,可将每层的压实厚度控制在20cm左右,如果厚度超出,则可能导致底层的混合料无法压实,从而影响结构的稳定性。严重时,会出现疏松的细集料,给水体的渗入提供通道,在车辆荷载作用下,会引起唧浆等病害。

(3)采用强振碾压的方法,虽然能够使较厚的基层达到压实效果,但振动碾压的过程中,粗集料会大量破碎,基层强度随之降低。因此,对于厚度较大的基层,应采取分层摊铺、分层压实的方法施工。

(4)对二灰稳定碎石基层的碾压时间可以适当推迟,这样能够使混合料中碱性溶液的浓度进一步增大,有利于加快二灰的反应速度,基层的早期强度随之提升。碾压时,粗集料集中的部分,可适当碾压,随后撒布细集料,或是先挖除粗集料集中的部分,然后重新摊铺,碾压密实[8]。

3 结语

干线公路工程项目建设是一项系统工作,其中涉及诸多内容,包括软基处理、高填方路基填筑、二灰稳定碎石基层施工等。为确保公路的整体质量,应掌握相关的施工技术,从而使干线公路能够保质、保量、按时完成。

参考文献

[1] 罗波.锚杆挡土墙施工技术在国省干线养护路基挡墙加固中的应用[J].黑龙江交通科技,2021(8):1,3.

[2] 司春朝.国省干线公路工程中病害路面加铺沥青路面施工技术研究[J].工程建设与设计,2021(6):126-127,131.

[3] 王松.普通国省干线水泥稳定碎石基层的施工工艺探析[J].科技创新与应用,2020(27):117-118.

[4] 田索,南端智.国省干线公路养护施工管理存在的问题及应对措施[J].冶金管理,2020(9):161-162.

[5] 胡杰.国省干线改造施工水泥稳定基层首件工程施工方案分析[J].黑龙江交通科技,2019(8):51,53.

[6] 徐昔,马国辉.国省干线公路工程中灾害路面沥青加铺施工技术[J].交通世界,2019(8):18-19.

[7] 李小丹.国省干线公路养护工程施工管理方案创新研究[J].企业科技与发展,2018(9):140-141.

[8] 李梅.干线公路项目施工过程中的质量安全风险管理问题探析[J].工程建设与设计,2018(8):229-230.

干线公路工程项目施工关键技术研究(干线公路工程项目施工关键技术研究内容)

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