張輝
(山東水總有限公司,濟南 250013)
公路病害與路基的施工質量密切相關, 要嚴格控制路基和路面施工技術應用,保證路基結構具有良好的承載能力,路面結構也要滿足相應的功能需求。 橋梁結構越來越復雜,技術應用越來越多, 需要把控常規施工技術應用要點, 提高規范化、標準化應用水平。
軟土地基處理是公路施工的重點內容,應根據實際情況,優化施工方案,保證技術應用的合理性和可靠性。
1)表層處理法主要采用土工聚合物、反壓護道、砂墊層進行處理。 土工聚合物又包括土工布和土工隔柵,需要注意土工布的連接方式,一般采用縫接法或搭接法;在鋪設2 層以上土工布時,需要夾砂礫墊層,這樣有利于提高基底的透水性。 反壓護道適用于取土相對容易的區域,施工占地多,用土量大,如果取土困難,則不利于工程施工;砂墊層適用于運距不遠、材料充足、時間不緊的情況。
2)換填法能夠將地表以下一定深度的軟土換成工程力學性質更好的材料,如碎石、砂礫等。 在排水困難、常年積水的洼地地區,可以通過拋石擠淤的方式處理軟土,但需要用到的石料較多。
3)重壓法是通過堆載預壓的方式促使軟土固結沉降,提高地基強度,適用于工期要求不緊的項目。
4)穩定劑處置法是通過水泥、石灰等穩定材料,改善地基土的強度和壓縮性。
路基是道路的主要承載結構,需要具備良好的強度、剛度和穩定性,根據結構形式劃分,主要有挖方路基、填方路基、半挖半填路基,其中,填方路基又包括填土路基、填石路基、護肩路基、護腳路基等。 為了保證良好的施工效果,必須加強關鍵工序關鍵節點控制。
2.2.1 路基土方施工
根據路基與地面的關系,路基又可以分為路堤和路塹。 在路堤填筑前,首先要做好基底處理工作,根據相關設計要求,清除草皮、種植土、垃圾等,達到相應的清除深度,一般處理厚度不小于15 cm,按規定平整壓實,如果基底土質深厚濕軟,需要采用軟土處理辦法。 在基底密實穩定的情況下, 可簡單清理,具體措施需要根據坡度適當調整。 填料的選擇至關重要,優先選用碎石、礫石、卵石、粗砂等材料;經過壓實后,具有足夠強度的亞黏土、亞砂土也可以使用;不宜采用水穩定性較差的粉性土;搗碎后的植物土、黏性土也不能采用。
填筑施工時,需要選用合適的技術方法,水平分層填筑法是路堤填筑的基本方法。 在道路坡度不大的情況下,逐層向上填筑,縱向分層填筑法適用于地面縱坡超過12%的情況,需要注意加強碾壓施工控制; 豎向填筑法在深谷陡坡地段比較常用,施工時需要采用高性能壓實機械,一次填足路堤全寬;在堤身較高或受地形限制的情況下,可以采用下層豎向、上層水平分層的混合填筑技術,需要避免將不同性質的土任意混填。
在開挖較短的路塹時,可以采用橫向挖掘法;縱向挖掘法需要多機械配合作業,一般適用于路塹較長的工程;對于挖深和長度都很大的路塹施工, 可以混合使用通道縱挖法和多層橫向全寬挖掘法。
2.2.2 路基石方施工
路基石方施工最重要的是爆破技術的應用。 良好的石方爆破施工有利于提高施工質量和效率, 降低爆破作業的危險系數,控制石方施工成本。 可以采用光面爆破、預裂爆破、微差爆破、定向爆破、洞室爆破等方式,保證爆破技術應用的安全性和可靠性。
在爆破作業前,首先要進行安全教育和技術培訓工作,做好施工技術交底,明確責任分工,各崗位人員能夠緊密配合、相互協作,通過試驗嚴格檢查爆破器材。 根據爆破效果要求,合理選擇炮位,控制炮眼方向和深度。 在鑿孔時,一般用手提式鑿眼機鑿淺孔,采用沖擊式鉆機鑿深孔。 按照爆破方式和施工要求的不同,選擇裝藥方式,裝藥完成后,使用碎石、干砂、滑石粉等材料堵塞嚴實。 按爆破次數分次清理石方,在選用清方機械時,需要綜合考慮工期、成本、巖塊巖堆大小、運輸條件、工作面情況等因素。 從經濟的角度出發,如果清方運距在30~40 m,可以采用推土機;如果清方運距在50~60 m,可以采用裝載機自鏟運;如果清方運距超過100 m,則需要使用挖掘機,配合自卸汽車施工。 另外,路基石方施工同樣要控制填筑技術應用,必須保證填筑方法得當,石方碾壓密實,能夠達到路基強度、剛度、穩定性要求。
2.3.1 瀝青混凝土路面施工
瀝青混凝土路面主要由瀝青、集料、填料等部分組成,嚴格控制原材料質量,優化瀝青混合料配合比,這是保證施工技術應用效果的前提。
1)拌和瀝青混合料時,一般在拌和廠采用攪拌機械拌制,需要嚴格控制礦料級配、拌和溫度、油石比等重要指標,保證拌和出的瀝青混合料能夠滿足施工要求。
2)嚴格控制運輸過程,如果出現雨淋、結塊、溫度不達標的情況不能使用。
3)攤鋪時,通過試鋪確定松鋪厚度,調整機械狀態,采用梯隊攤鋪的方式,根據作業要求、施工溫度,控制前后機械的距離,攤鋪重疊寬度要滿足要求,保證瀝青混凝土的生產能力和運輸能力能夠滿足持續攤鋪作業需求; 嚴格控制攤鋪平整度和均勻度,避免出現混合料撕扯、局部空洞的情況。
4)在合理的溫度條件下開展碾壓作業,有利于減少碾壓遍數,提高路面密實度,一般分初壓、復壓、終壓3 個階段進行。碾壓時,需要選擇合適的壓實機械,合理控制碾壓遍數和碾壓速度。 鋼筒壓路機適用于初壓和終壓作業;重型輪胎式壓路機適用于復壓作業。 必須保證碾壓作業的連續性和穩定性,不得出現違規操作,防止影響瀝青混凝土路面的施工質量和效率[1]。
2.3.2 水泥混凝土路面施工
水泥混凝土是以水泥作為膠凝材料的混凝土, 可以通過使用添加劑的方式改善水泥混凝土的和易性、耐久性,嚴格控制集料級配,有害物質含量不得超標,混凝土的運輸、輸送、澆筑過程中不得加水,運輸、輸送、澆筑過程所用全部時間不能超過混凝土初凝時間。 施工前,需要在道路兩側安裝模板,確保模板安裝質量能夠滿足施工要求。 通過儀器測量,優化調整模板位置、高度,相關誤差不能超過規范規定的范圍,且不得出現跑模、漏漿等問題,經質量檢驗合格后才能進行下一步施工。 水泥混凝土的攤鋪一般采用專業攤鋪機械,施工中需加強現場施工檢測, 針對水泥混凝土坍落度及其他性能指標進行監控,如果相關參數出現偏差,則需要采取有效的糾正處理措施。 在特殊位置和特殊條件下, 可以采用人工輔助澆筑的方式,保證混凝土攤鋪厚度、寬度、速度能夠滿足規范要求。 澆筑完成后, 要及時開展振搗作業, 使用排式振搗機施工效率更高,具有更好的連續性,同時,保證混凝土的密實性和平整度,如果存在局部缺陷,可以通過人工修整的方式解決。 在達到一定養護時間和強度等級之前,不得隨意踩踏、堆放荷載。
3.1.1 基礎施工
橋梁墩臺基礎包括明挖擴大基礎、樁基礎等,在水中進行明挖擴大基礎施工時,一般會采用圍堰法施工技術,通過土圍堰、木圍堰、鋼圍堰等形式,創造良好的基礎施工空間。 鋼板樁圍堰施工技術需要嚴格控制鋼板樁強度、 截面等主要技術參數,能夠滿足支護要求。 同時,加強施工過程控制,利用相關計算模型,計算基坑穩定性,做好鋼圍堰水平位移和豎向位移監測,確保無嚴重滲漏、沉降、變形等問題,保證墩臺基礎施工的安全性和穩定性。 泥漿護壁鉆孔灌注樁施工需要嚴格控制泥漿質量,能夠充分發揮綜合作用。 在鉆孔時,控制鉆進速度和垂直偏差,避免出現塌孔問題。 成孔后,嚴格按照規范要求進行檢查,確保各項指標能夠達到設計標準。 清孔檢查合格后,才能吊放鋼筋籠、澆筑混凝土,做好養護管理工作,保證樁基礎施工質量[2]。
3.1.2 墩臺施工
橋梁墩臺結構一般以鋼筋混凝土為主, 在橋梁高墩施工過程中,一般采用爬模、滑模、液壓翻模等模板施工技術。
1)爬模施工是以已經凝固且達到受力要求的墩體作為支撐結構,利用液壓爬升裝備組成爬模系統。
2)滑模施工技術需要通過提升設備提升模板,進行混凝土澆筑。
3)液壓翻模施工技術的核心設備是液壓起重設備,在已經凝固的橋墩上搭建液壓翻模平臺, 通過液壓起重裝備將翻模平臺提升到相應高度,開展施工作業。 由于高墩施工具有一定的危險性,所以要嚴格控制腳手架搭設質量,基礎位置要平穩牢靠,應通過科學計算,設計支架搭設形式和具體參數,能夠滿足施工受力需求。
混凝土工程施工一般涉及大體積混凝土澆筑, 應優先選用礦山渣水泥、火山灰水泥,減少水化熱反應。 采用水平分層澆筑的方式, 將每層高度控制在2 m 左右, 當墩臺截面小于100 m2時,混凝土應連續澆筑;當超過100 m2時,則可以分段澆筑,嚴格控制分段數量。 相鄰分塊接縫要錯開,而且接縫宜做成企口形,保證整體施工質量。
在施工現場進行箱梁預應力施工時,一般采用后張法,在混凝土強度達到一定水平后再張拉鋼筋。 在留設孔道時,可以采用鋼管抽芯法、膠管抽芯法、預埋波紋管法實現,用于留設直線、曲線等不同形式孔道,嚴格控制灌漿孔間距。 預應力筋張拉時,混凝土的強度一般不低于設計強度的80%。 預應力筋張拉后,隨即進行孔道灌漿施工,灌漿用水泥漿要滿足規定要求,按照自下而上的順序進行灌注,保證孔道內水泥漿密實飽滿,增強結構的耐久性、抗裂性、抗腐蝕性。 預制安裝施工技術更多的是采用機械化施工, 需要嚴格控制預制構件的生產質量,防止尺寸精度不達標影響現場施工效率。 懸臂施工技術在跨徑超過100 m 的橋梁上具有良好的應用效果。 合理設計懸臂澆筑順序,遵循對稱、平衡的原則,最后再中跨合龍。 在預應力混凝土連續梁懸臂澆筑施工中, 腹板和頂板縱向預應力筋張拉一般要上下、左右對稱進行,合龍順序按照先邊跨、后次跨、最后中跨實施[3]。
綜上所述,公路與橋梁是交通系統的重要組成部分,在經濟建設和區域交流中發揮著關鍵作用。 公路工程中的路基和路面施工占比較大,對技術應用要求比較高。 橋梁工程分為上部結構和下部結構,必須根據現場條件和建設需求,采取合適的施工技術,加強關鍵節點控制,保證結構整體的安全性、穩定性、可靠性。