論公路軟基施工質量控制

方銀杏

(安徽省桐城市交通局,安徽桐城 231400)

論公路軟基施工質量控制

方銀杏

(安徽省桐城市交通局,安徽桐城 231400)

軟基處理在公路施工中較普遍,做好軟基處理施工質量控制和施工監控,對把握路堤穩定、沉降等非常必要。根據大量公路軟基施工實踐,從施工機械、原材料、施工安排、施工過程、施工效率、成品檢驗、制度約束等方面提出了公路軟基處理施工質量的綜合控制方法。

公路軟基;施工;質量控制

0 引言

工程實踐表明,施工管理對公路軟基處理效果的影響很大。例如,深層攪拌樁在原理上非常合理和經濟,也曾在不少工程中得到成功應用,但由于其易于被“偷工減料”,施工質量控制難度較大,導致部分軟土并不很深的公路工程采用攪拌樁復合地基處理后仍然出現較大的工后沉降及嚴重的橋頭跳車。由于深層攪拌樁質量不易保證,其處理效果和作用逐漸受到懷疑,部分地區已經禁止使用。不少地區慎重采用。由于類似的原因,盡管塑料排水板相對袋裝砂井具有許多優點,但至今一些地方還較少采用塑料排水板,而是更多地采用質量相對容易控制的袋裝砂井。現在真空預壓法[1]、真空聯合堆載預壓法、CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)等軟基處理方法也面臨著類似的命運,這是一種十分可悲的現象。

因此,研究質量控制方法、加強施工管理是確保公路軟基處理施工質量、減少工后沉降和橋頭跳車的重要出路。

1 施工機械控制

軟基處理施工機械控制的重點是檢查施工機械的性能能否滿足設計要求。目前,軟基處理施工機械非定型產品較多,如深層攪拌樁、塑料排水板、袋裝砂井等項目的施工機械都不是定型產品。不同廠家生產的機械,其性能、施工參數不完全相同。因此,軟基處理施工前應通過檢查機械牌名、工藝性施工、試驗樁等檢查施工機械是否滿足設計要求。對于深層攪拌樁,要檢查攪拌樁機提升、轉動擋位是否滿足設計要求;對于袋裝砂井,要檢查砂井機套管長度是否與設計砂井長度相符:對于真空預壓工程,應檢查抽真空設備的功率是否與設計要求(真空預壓經常采用7.5kW的離心泵)相符。另外,抽真空系統長時間運轉后進入射流泵的泥砂會嚴重磨損離心泵,使實際輸出功率降低。因此,應經常檢查離心泵,及時替換磨損嚴重、實際輸出功率降低的射流泵。

2 原材料質量控制

(1)建設單位、監理等應對設計提出建議和要求。例如,目前排水板類型很多,排水板規范已不能適應現狀,可提出比現行規范更高的標準。為了控制打設深度,采用可測深度的塑料排水板;在真空預壓或真空聯合堆載預壓工程中,塑料排水板的通水量宜提高到50cm3/s或以上;濾膜的滲透系數大于10-3cm/s;隔土性可放寬到不大于10μm,以減少堵塞的發生;在沿海風大和打設深度較大的地區,復合體的抗拉強度宜大于2.5kN/(10cm)。

(2)盡量由建設單位供應主要施工材料(簡稱“甲供料”)。對于砂井袋、塑料排水板、土工合成材料、水泥等工廠生產的材料,可采取“甲供料”方式。

(3)避免低價競標。采購材料招標時,應采用合理價中標的方式,不宜采用低價中標方式。過低的價格不可能保證材料的質量。

(4)加強檢驗與保管。應嚴格按照規范要求的方式和頻率檢驗原材料,必須做到隨機抽檢。對進場的材料應妥善保管,如砂井袋、塑料排水板、土工格柵必須存放在工地材料倉庫中,防止日曬雨淋,加速材料老化;對水泥采取保護措施,防止潮濕變質。

3 施工安排

部分軟基處理方法的處理效果與施工安排關系密切,需要合理安排施工順序。例如,大量工程實踐表明,對于軟粘土地基中的大面積密集布置的素砼樁、管樁等擠土性樁,如果不采用跳樁施工等措施而是連續施工,會出現地面隆起、加固區周圍側向位移等現象,可能造成已施工的素砼樁被拉斷或剪斷及管樁偏斜。為了減小擠土效應,軟基中的砼樁往往需要跳樁施工。當采用素砼樁(或管樁)豎向排水體時,為了控制擠土效應,應施工豎向排水體后再施工素砼樁(或管樁);當采用粉噴樁+豎向排水體處理方案時,為了有利于粉噴樁噴灰和及時消散超靜孔壓,應先施工豎向排水體,再施工粉噴樁;采用噴漿攪拌樁+豎向排水體處理方案時,由于噴漿攪拌樁會較多地返漿,為避免返漿污染豎向排水體,應先施工攪拌樁,再施工豎向排水體。

4 施工過程質量控制

施工過程質量控制的重點是檢查施工工藝和方法是否合理,施工參數是否滿足設計要求。施工工藝與施工參數往往決定了軟基處理的成敗,例如,攪拌樁攪拌次數、提升和下沉速度對攪拌樁質量影響很大。為了保證攪拌樁攪拌的均勻性[2],有的工程要求采用“四噴四攪”施工工藝,但是部分施工隊為了提高施工效率,常常改為“二噴二攪”施工,導致攪拌樁質量較差。對這類工程,可以通過加強施工過程中的監督而使其質量得到一定程度的控制。

為了保證袋裝砂并的灌砂密實度,除了采用振動灌砂機灌砂外,袋裝砂井還需經過吊打(即在一個砂井施工時,下一個砂井吊在砂井套管頂部,隨拔管而被吊起和振動,從而將砂井振密,并對空出的部分補灌),吊打后人工二次補灌。吊打不但可以保證砂井密實,也可檢驗砂井袋的抗拉強度和縫合強度。

真空預壓時應經常檢查開泵數量和抽真空時間。工程實踐表明,雖然減少一定數量的射流泵對膜下真空度影響不大,但對真空預壓效果有影響。減少射流泵數量會造成加固區周圍地下水位升高,導致真空預壓水位降低、增加有效應力的作用減弱,從而影響加固效果;不斷改變射流泵運轉的數量,也會造成膜下水流方向的不斷改變,從而影響排水速度和加固效果。工程實踐表明,減少射流泵數量后,膜下真空度變化不大,但是沉降速率明顯減小。為了保證射流泵的開泵數量和時間,除了經常現場檢查外,還可以采用安裝電表的方式進行控制。對于真空度作假的現象,可以采用以下方法檢查:①抽真空過程中對各真空表進行回零檢查,不能回到零點的真空表所示真空值不是真實的;②不定期地采用經過校驗的基準表抽查各真空表處的真空度。

5 施工效率控制

軟基處理質量差通常不是因為“減料”,而更多的是因為“偷工”。如果掌握了正規施工時的施工效率,結合檢查現場機械數量和施工安排,通過施工紀錄簽認和工程計量等環節,便可以較輕松地控制“偷工”現象。對于工程的施工效率,可以根據工藝性施工或試樁施工實測統計得到。

6 成品檢測

成品質量檢測指各分項工程完成后的檢測。成品檢測應采用針對“偷工減料”的檢測手段,這一點非常重要。例如,檢測袋裝砂井長度的沖水拔袋法,即采用高壓水沖出袋裝砂井內的砂后,將砂井袋拔出來檢驗其長度。對于塑料排水板,建議采用同時設置測深導線和測深刻度的塑料板。為便于利用測深刻度檢查打設深度,可以通過合同等手段要求逐行打設塑料板;為了減少地下水對導線測深的影響,應在塑料排水板打設后7d內測深。

工程實踐表明,采用挖樁頭或載荷試驗的方法難以檢驗到深層攪拌樁的施工質量,因為載荷板尺寸較小,影響深度有限。圖1是某高速公路攪拌樁單樁載荷試驗測定的樁身不同深度處的沉降。從圖1可見,載荷試驗只能反映樁頂以下約5m范圍內的樁身質量。部分道路攪拌樁只施工到設計長度的一半,承載力可以滿足設計要求,但是在寬度較大的公路路堤的散體荷載(砂、土、石等)作用下,公路的工后沉降非常大。抽芯法是檢測樁體質量和長度的有效手段,樁身強度驗收標準應與樁身完整性密切結合。樁身完整性可以根據28d以上齡期芯樣的及RQD值(巖石質量指標)進行評價,通常情況下芯樣的RQD不應低于58%。部分工程采用標準貫入試驗或重型動力觸探試驗檢驗攪拌樁的質量,實踐表明也是行之有效的。

圖1 攪拌樁載荷試驗不同深度處的沉降

對于長度超過15m的中小直徑CFG樁等素砼樁,采用抽芯法檢測時,經常出現鉆不到樁底就偏出樁身外的現象。對于較長的中小直徑素砼樁,建議采用低應變動力檢驗方法檢測樁長和樁身完整性。

成品檢驗應切實做到隨機性,不但選取的樁(井)位要隨機,而且選取的芯樣也要隨機。樁(井)位和芯樣的選擇應由設計、監理和業主代表現場共同進行。

7 制度約束

招投標、簽訂合同時應將質量管理與獎罰制度同時公布。通常情況下,可操作性強、嚴格執行、預先公布的施工質量管理制度可以起到很好的約束作用。例如,施工隊均不擔心采用載荷試驗驗收攪拌樁,但某工程規定,必須抽芯檢測合格后方能支付工程款,不少攪拌樁施工隊伍自動退場;某工程執行由業主采用沖水拔袋法檢測袋裝砂井長度的規定之后,不少施工隊伍的施工效率明顯降低,但有效地保證了袋裝砂井的施工長度。

[1] 婁炎.真空預壓加固軟基處理技術[M].北京:人民交通出版社,2002.

[2] 魏金霞.對攪拌樁的若干認識[J].巖土工程界:增刊, 2004(7).

責任編輯:文 月

U415.5

A

1671-8275(2010)03-0005-02

2009-07-26

方銀杏(1975-),女,安徽桐城人,桐城市交通局工程師。研究方向:路橋施工與管理。