论公路软基施工质量控制

方银杏

(安徽省桐城市交通局,安徽桐城 231400)

论公路软基施工质量控制

方银杏

(安徽省桐城市交通局,安徽桐城 231400)

软基处理在公路施工中较普遍,做好软基处理施工质量控制和施工监控,对把握路堤稳定、沉降等非常必要。根据大量公路软基施工实践,从施工机械、原材料、施工安排、施工过程、施工效率、成品检验、制度约束等方面提出了公路软基处理施工质量的综合控制方法。

公路软基;施工;质量控制

0 引言

工程实践表明,施工管理对公路软基处理效果的影响很大。例如,深层搅拌桩在原理上非常合理和经济,也曾在不少工程中得到成功应用,但由于其易于被“偷工减料”,施工质量控制难度较大,导致部分软土并不很深的公路工程采用搅拌桩复合地基处理后仍然出现较大的工后沉降及严重的桥头跳车。由于深层搅拌桩质量不易保证,其处理效果和作用逐渐受到怀疑,部分地区已经禁止使用。不少地区慎重采用。由于类似的原因,尽管塑料排水板相对袋装砂井具有许多优点,但至今一些地方还较少采用塑料排水板,而是更多地采用质量相对容易控制的袋装砂井。现在真空预压法[1]、真空联合堆载预压法、CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)等软基处理方法也面临着类似的命运,这是一种十分可悲的现象。

因此,研究质量控制方法、加强施工管理是确保公路软基处理施工质量、减少工后沉降和桥头跳车的重要出路。

1 施工机械控制

软基处理施工机械控制的重点是检查施工机械的性能能否满足设计要求。目前,软基处理施工机械非定型产品较多,如深层搅拌桩、塑料排水板、袋装砂井等项目的施工机械都不是定型产品。不同厂家生产的机械,其性能、施工参数不完全相同。因此,软基处理施工前应通过检查机械牌名、工艺性施工、试验桩等检查施工机械是否满足设计要求。对于深层搅拌桩,要检查搅拌桩机提升、转动挡位是否满足设计要求;对于袋装砂井,要检查砂井机套管长度是否与设计砂井长度相符:对于真空预压工程,应检查抽真空设备的功率是否与设计要求(真空预压经常采用7.5kW的离心泵)相符。另外,抽真空系统长时间运转后进入射流泵的泥砂会严重磨损离心泵,使实际输出功率降低。因此,应经常检查离心泵,及时替换磨损严重、实际输出功率降低的射流泵。

2 原材料质量控制

(1)建设单位、监理等应对设计提出建议和要求。例如,目前排水板类型很多,排水板规范已不能适应现状,可提出比现行规范更高的标准。为了控制打设深度,采用可测深度的塑料排水板;在真空预压或真空联合堆载预压工程中,塑料排水板的通水量宜提高到50cm3/s或以上;滤膜的渗透系数大于10-3cm/s;隔土性可放宽到不大于10μm,以减少堵塞的发生;在沿海风大和打设深度较大的地区,复合体的抗拉强度宜大于2.5kN/(10cm)。

(2)尽量由建设单位供应主要施工材料(简称“甲供料”)。对于砂井袋、塑料排水板、土工合成材料、水泥等工厂生产的材料,可采取“甲供料”方式。

(3)避免低价竞标。采购材料招标时,应采用合理价中标的方式,不宜采用低价中标方式。过低的价格不可能保证材料的质量。

(4)加强检验与保管。应严格按照规范要求的方式和频率检验原材料,必须做到随机抽检。对进场的材料应妥善保管,如砂井袋、塑料排水板、土工格栅必须存放在工地材料仓库中,防止日晒雨淋,加速材料老化;对水泥采取保护措施,防止潮湿变质。

3 施工安排

部分软基处理方法的处理效果与施工安排关系密切,需要合理安排施工顺序。例如,大量工程实践表明,对于软粘土地基中的大面积密集布置的素砼桩、管桩等挤土性桩,如果不采用跳桩施工等措施而是连续施工,会出现地面隆起、加固区周围侧向位移等现象,可能造成已施工的素砼桩被拉断或剪断及管桩偏斜。为了减小挤土效应,软基中的砼桩往往需要跳桩施工。当采用素砼桩(或管桩)竖向排水体时,为了控制挤土效应,应施工竖向排水体后再施工素砼桩(或管桩);当采用粉喷桩+竖向排水体处理方案时,为了有利于粉喷桩喷灰和及时消散超静孔压,应先施工竖向排水体,再施工粉喷桩;采用喷浆搅拌桩+竖向排水体处理方案时,由于喷浆搅拌桩会较多地返浆,为避免返浆污染竖向排水体,应先施工搅拌桩,再施工竖向排水体。

4 施工过程质量控制

施工过程质量控制的重点是检查施工工艺和方法是否合理,施工参数是否满足设计要求。施工工艺与施工参数往往决定了软基处理的成败,例如,搅拌桩搅拌次数、提升和下沉速度对搅拌桩质量影响很大。为了保证搅拌桩搅拌的均匀性[2],有的工程要求采用“四喷四搅”施工工艺,但是部分施工队为了提高施工效率,常常改为“二喷二搅”施工,导致搅拌桩质量较差。对这类工程,可以通过加强施工过程中的监督而使其质量得到一定程度的控制。

为了保证袋装砂并的灌砂密实度,除了采用振动灌砂机灌砂外,袋装砂井还需经过吊打(即在一个砂井施工时,下一个砂井吊在砂井套管顶部,随拔管而被吊起和振动,从而将砂井振密,并对空出的部分补灌),吊打后人工二次补灌。吊打不但可以保证砂井密实,也可检验砂井袋的抗拉强度和缝合强度。

真空预压时应经常检查开泵数量和抽真空时间。工程实践表明,虽然减少一定数量的射流泵对膜下真空度影响不大,但对真空预压效果有影响。减少射流泵数量会造成加固区周围地下水位升高,导致真空预压水位降低、增加有效应力的作用减弱,从而影响加固效果;不断改变射流泵运转的数量,也会造成膜下水流方向的不断改变,从而影响排水速度和加固效果。工程实践表明,减少射流泵数量后,膜下真空度变化不大,但是沉降速率明显减小。为了保证射流泵的开泵数量和时间,除了经常现场检查外,还可以采用安装电表的方式进行控制。对于真空度作假的现象,可以采用以下方法检查:①抽真空过程中对各真空表进行回零检查,不能回到零点的真空表所示真空值不是真实的;②不定期地采用经过校验的基准表抽查各真空表处的真空度。

5 施工效率控制

软基处理质量差通常不是因为“减料”,而更多的是因为“偷工”。如果掌握了正规施工时的施工效率,结合检查现场机械数量和施工安排,通过施工纪录签认和工程计量等环节,便可以较轻松地控制“偷工”现象。对于工程的施工效率,可以根据工艺性施工或试桩施工实测统计得到。

6 成品检测

成品质量检测指各分项工程完成后的检测。成品检测应采用针对“偷工减料”的检测手段,这一点非常重要。例如,检测袋装砂井长度的冲水拔袋法,即采用高压水冲出袋装砂井内的砂后,将砂井袋拔出来检验其长度。对于塑料排水板,建议采用同时设置测深导线和测深刻度的塑料板。为便于利用测深刻度检查打设深度,可以通过合同等手段要求逐行打设塑料板;为了减少地下水对导线测深的影响,应在塑料排水板打设后7d内测深。

工程实践表明,采用挖桩头或载荷试验的方法难以检验到深层搅拌桩的施工质量,因为载荷板尺寸较小,影响深度有限。图1是某高速公路搅拌桩单桩载荷试验测定的桩身不同深度处的沉降。从图1可见,载荷试验只能反映桩顶以下约5m范围内的桩身质量。部分道路搅拌桩只施工到设计长度的一半,承载力可以满足设计要求,但是在宽度较大的公路路堤的散体荷载(砂、土、石等)作用下,公路的工后沉降非常大。抽芯法是检测桩体质量和长度的有效手段,桩身强度验收标准应与桩身完整性密切结合。桩身完整性可以根据28d以上龄期芯样的及RQD值(岩石质量指标)进行评价,通常情况下芯样的RQD不应低于58%。部分工程采用标准贯入试验或重型动力触探试验检验搅拌桩的质量,实践表明也是行之有效的。

图1 搅拌桩载荷试验不同深度处的沉降

对于长度超过15m的中小直径CFG桩等素砼桩,采用抽芯法检测时,经常出现钻不到桩底就偏出桩身外的现象。对于较长的中小直径素砼桩,建议采用低应变动力检验方法检测桩长和桩身完整性。

成品检验应切实做到随机性,不但选取的桩(井)位要随机,而且选取的芯样也要随机。桩(井)位和芯样的选择应由设计、监理和业主代表现场共同进行。

7 制度约束

招投标、签订合同时应将质量管理与奖罚制度同时公布。通常情况下,可操作性强、严格执行、预先公布的施工质量管理制度可以起到很好的约束作用。例如,施工队均不担心采用载荷试验验收搅拌桩,但某工程规定,必须抽芯检测合格后方能支付工程款,不少搅拌桩施工队伍自动退场;某工程执行由业主采用冲水拔袋法检测袋装砂井长度的规定之后,不少施工队伍的施工效率明显降低,但有效地保证了袋装砂井的施工长度。

[1] 娄炎.真空预压加固软基处理技术[M].北京:人民交通出版社,2002.

[2] 魏金霞.对搅拌桩的若干认识[J].岩土工程界:增刊, 2004(7).

责任编辑:文 月

U415.5

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1671-8275(2010)03-0005-02

2009-07-26

方银杏(1975-),女,安徽桐城人,桐城市交通局工程师。研究方向:路桥施工与管理。