膨胀土路堑施工工艺要点浅析

2013-04-09张海建

河南建材 2013年4期

关键词：土路路堑刚性

张海建

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

0 概况

膨胀土即裂隙黏土，是一种具有裂隙性、胀缩性和超固性的高塑性粘土。具有失水收缩开裂，吸水膨胀软化，强度可大幅度衰减等特征。膨胀土路基施工必须充分考虑这些特性，严格按照设计要求和有关规定组织施工，防止边坡溜坍甚至垮塌等不利因素。

1 膨胀土路基施工特点

膨胀土路堑施工要与边坡防护相结合，做到边开挖，边防护。路堑的开挖要与线路纵向设计坡度相一致，分层开挖，挖一层，防护一层。每一层的开挖深度和速度视膨胀土的膨胀强弱和天然含水量而定。膨胀性强，含水量大，每次开挖深度不宜过大，速度相对放慢；反之可以适当加大每一循环的开挖深度，加快施工速度。一般每次的开挖深度以2～3 m 为宜。

膨胀土路堑施工要尽量避开雨季施工，旱季施工要注意膨胀土对大气的呼吸作用,掌握24 h大气湿度的变化规律，确定每次的开挖和防护时间。

2 路堑开挖与边坡防护工作的配合

路堑开挖与边坡防护工作的配合，是根据膨胀土的特性和大气影响因素来确定的,一般情况下:傍晚至次日凌晨这个时段大气中的湿度较大，膨胀土强度较低，有利于路堑的开挖施工，凌晨时段大气的湿度最大，膨胀土强度最低，清刷边坡较容易。白天，随着大气湿度的不断减小，膨胀土强度逐步增强，边坡刚性防护逐步完善，到了傍晚，边坡被刚性防护牢牢锁定。被锁定的膨胀土受大气的呼吸作用只能在有限的柔性空间内进行，因此，路堑开挖与边坡防护工作的配合主要是按照时段来进行的，开挖（每天的傍晚至次日的凌晨）→清刷边坡（凌晨至上午）→坡面防护（傍晚以前的整天）→下一开挖循环。在施工路堑的全施工过程中，每一次开挖循环，都要在当天将次日刚性防护的原材料准备就绪，人员落实到位，当天的刚性防护必须完成。

3 工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

膨胀土路堑施工工艺流程为:施工准备→路堑开挖→清刷边坡→检查路基中线及边坡→边坡防护→依次层层开挖。

3.2 操作要点

3.2.1 施工准备

1）施工前认真阅读设计文件，搞好现场调查，对膨胀土特性路基施工应有较深入的了解，以备在施工前做好周密安排，在施工过程中及时应对现场变化。

2）根据设计图纸实施施工放样,放设出堑顶线，做好截水沟。

3）做好施工组织设计。膨胀土的施工组织设计特别强调施工方法和施工安排。前者主要强调在施工过程中的施工工艺程序，后者强调施工过程中的上下工序的衔接。施工组织设计中必须有应对膨胀土遇雨天时的措施。

4）实施路堑开挖之前，要对设计边坡防护的类型认真研究，做好刚性材料的准备工作，有预制件的（如框架梁等）要提前预制，有锚杆的要提前加工好锚杆待用。加工的预制件、锚杆等至少要够一个循环边坡使用方可开挖路堑,以便开挖后迅速加固。

5）准备好夜间施工照明设施及锚杆施工的机具。晚间施工要将整个工地的照明灯光全部落实到位，如探照灯，点钨灯或是其他照明设施。锚杆施工的钻机，砂浆拌和机，以及其他原材料，如水泥、砂、水、膨胀剂等或其他添加剂。

3.2.2 施工工艺要点

路堑开挖时，要根据弃方的运距作好机械设备的合理搭配，挖、装、运不得窝工。

第一循环开挖完成后，堑顶封闭与边坡防护同时进行，若设计封闭工艺复杂，也可在路堑开挖之前封闭堑顶，堑顶封闭宽度不小于5 m。

按照施工组织设计严格控制每一循环的开挖层厚,开挖高度不宜大于2 m,开挖时边坡不得超挖,留有保护层，使用人工清刷。

边坡防护设施及挡土构筑物应做到随挖随做。高路堑边坡防护可采用分段施工分段防护，如防护不能紧跟完成时,应暂留不小于0.5 m的保护层，以防土体风化开裂。

清刷边坡时要由测量人员控制边坡坡面，作到不超挖、不欠挖、坡面平顺、圆滑。

坡面清刷完成后，要及时放出锚杆位置，施工锚杆。

若路堑边坡设有重力式挡土墙或抗滑桩等构筑物时，施工应严格按设计文件做好各项工程工序调整。

开挖时应自两端向中间开挖，自路肩标高低的一端向路肩标高高的一端开挖，分段开挖长度不宜大于100 m,严禁大拉槽开挖，严禁从中间向两侧开挖。

4 质量控制

1）路堑开挖时要严格控制一个循环的开挖深度，并使纵向开挖与线路纵坡保持一致。

2）每开挖一层，必须作边坡刚性防护工程，否则，不得开挖下一层。

3）边坡刚性防护（如锚杆）的孔位，孔径，孔深符合设计要求，锚杆，浆液要进行试验，并通过拉拔试验验证施工质量，保持注浆饱满。

4）每一循环的边坡刚性防护要连接成为一个整体，严防脱节。

5 安全措施

5.1 安全控制要点

1）路堑开挖前，要确保施工机械设备完好，挖掘机，自卸汽车不得带病工作。

2）边坡防护要按照清刷边坡→打孔→安放锚杆→压浆→框架梁安放→钢筋焊接→节点混凝土施工的顺序依次进行，不得重叠作业。

3）注意观察边坡动态，尤其是清晨，当路堑开挖完成刷边坡时,是空气中的含水量最大的时候，如果边坡有异动现象,施工人员应立即撤离现场，防止边坡塌伤人。

5.2 安全保证措施

1）对所有进场的施工机械进行仔细检查，不符合施工要求的，严禁进入施工现场。

2）设置专人负责观察、测量边坡的变化情况，确保不发生边坡滑踏等安全风险。

3）按照施工方案中制定的各项技术措施，组织工程施工，不得简化施工工序、减弱防护措施，对锚杆、框架梁等要按要求加工施作，不得偷工减料。

6 环保措施

6.1 水环境保护

针对现场实际情况，在施工时，不对原地层造成较大的破坏，确保当地居民的生活用水；废水排放前要经过处理并排放到远离居民的生活用水区，做到生产生活用水集中排放、集中处理、集中控制，减少污染范围。并定期对施工附近水质进行检验，确保当地水质不被污染。

6.2 生态环境保护

在施工准备阶段，要详细谋划，对现场弃碴场的选择、施工便道的设置等进行进一步的调查，以“减少植被破坏，少占耕地”为原则，合理规划临时用地，最大限度地减少施工用地。严格遵守《环境保护法》以及相关的法律、法规、规章制度，采取一切合理措施保护现场内外的环境。

7 工程应用实例

某工程膨胀土路堑开挖的最大深度为5～24 m,锚杆框架护坡垂直高度为6 m，框架梁网格中采取植生袋装植草，边坡坡率为1:1.5，其下为抗滑桩，抗滑桩之间为外挂式钢筋混凝土挡土板，堑顶采用浆砌片石封闭。

在路堑横断面上，左右两侧一、二级边坡上设置钢筋混凝土锚杆框架梁护坡，框架梁混凝土采用C30钢筋混凝土现场立模浇筑，节点间距2.5 m，锚杆设置在框架梁的节点上，与坡面垂直施作，钻孔直径为91 mm，孔内灌注M30抗侵蚀性水泥砂浆，注浆压力不小于0.4 MPa，锚杆采用单根φ32HRB335螺纹钢筋制作，长度8 m。通过锚杆与框架梁的共同作用，限制边坡膨胀变形，从而起到加固边坡变形的作用。在框架梁中采取植生袋装植草，防止坡面土体流失及冲刷。工程在边坡开挖、边坡防护、挡护工程等整个施工过程中，各施工队伍紧密合作，保质保量的完成膨胀土路堑施工。