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城市道路工程的建设步伐也逐渐加快但是由于城市道路施工受到施工工期、交通环境和地下复杂状况等诸多因素的限制,不仅施工难度大,而且质量问题也是令人堪忧,尤其是道路土基施工,更是问题多多
因此,探究道路土基施工中存在的问题,分析其产生的原因,对于采取合理措施提高道路土基施工质量有着积极的意义
摘要 :本文阐述了道路土基施工中存在的问题,分析了存在这些问题的原因,探究了如何解决这些问题的措施,以期为提高道路土基施工质量,保障城市交通顺畅提供参考价值
关键词 :道路土基施工,问题,原因,措施 1、道路土基施工中存在的问题 1.1 沟槽回填处理不当 很多施工单位在沟槽回填时不按照施工要求操作,从而为道路质量埋下隐患
例如没有处理干净沟槽中的水就开始回填,使得回填土方因含水量过高而无法压实;将混凝土或者旧沥青路面等填入沟槽,使得回填土方空隙较大,导致道路地基不实,容易出现塌陷或者凹槽等
1.2 道路路面出现开裂 很多道路管沟的回填较深其对施工工期有严格的要求,施工单位盲目赶工期而没有采取正确的处理措施,使得道路路面出现下沉或者因路基养护和压实度不够等出现路面开裂等情况,既影响了道路施工的质量,又需要进行返工,增加了施工成本
1.3 准备工作不充分,施工条件差 很多施工单位没有做好道路施工的准备工作,就匆忙开始道路路基的施工
例如施工方案不合理,施工工序不严谨,监测数据不准确和管理措施不完善等,使得施工过程中出现问题的时候,没有合适的方法进行处理
同时,很多施工单位的施工条件非常差,如机械设备达不到施工要求、基面平整度不够、检测方法落后和管理人员质量意识差等,这些问题也会给道路路基施工带来不利的影响
1.4 任意变更施工项目 很多施工单位在施工过程中存在随意变更施工项目的问题,例如任意变更项目施工工期、任意变更项目投入资金和任意变更施工方案等,虽然有些项目变更是必要的,但是过多过快的项目变更必然影响道路路基施工质量
2 、影响道路土基施工质量的主要因素 2.1 施工人员素质低 很多施工人员缺乏责任感和质量意识,以及专业的施工技能,没有严格按照施工要求进行技术操作,在质量监控中放松要求和放宽标准,使得道路工程竣工时其质量难以达标
2.2 夯实方法选择错误 不同道路地基施工路段在路宽、路深和沟槽回填料等方面的情况各不相同,但是很多施工单位采取“一刀切”的方法,选用同样的夯实方法和施工流程,使得路面的平整度和路基的稳定性难以达到施工要求,在温度变化与载荷作用下,出现道路路面断裂的情况
2.3 施工材料选择不当 施工单位在道路路基施工中没有选择合适的施工材料,如水泥标号不匹配、水泥质量不达标、石料清洗不彻底、砂料含土量过高和辅料配比不严格等,这些都会影响到道路路面施工的质量
2.4 路面施工质量低
很多道路路面平整度低,车辆通行时车轮振动的幅度和频率对路面的冲击会加快路面的损毁
同时,很多施工单位没有对路面边接处和基层表面采取有效处理措施,就开始铺设沥青混凝土,而且并没有在合适温度内进行碾压,使得道路路面的压实度不够,容易出现松散、裂纹、乱边和起砂等情况
3、道路路基施工质量问题的解决措施 3.1 路基沟槽回填的处理措施 道路路基施工是道路工程的重要组成部分,而沟槽回填时道路路基施工的关键环节
因此,施工单位需要在道路路基工程中做好沟槽回填的处理工作
首先,施工单位需要重视沟槽回填工作,在施工人员的选择和班组人员的组成方面要严格把关,选择责任心较强和专业技术过硬的施工人员实施沟槽回填工作,确保沟槽回填质量符合道路路基施工的标准和要求
其次,施工人员需要做好沟槽水分和垃圾的处理工作,不但不允许带水还土,而且旧路面拆除的垃圾(如大块的混凝土块和沥青块等)不准回填沟槽内,以免因土基中混合物承受不了通行车辆的压力,使得道路路面出现凹槽、下沉或者纵向裂缝,影响道路的正常通行
最后,施工单位需要对回填后的沟槽进行分层夯实处理
很多施工单位利用振动压路机对土基表面进行碾压,以达到夯实土基的目的,但是由于振动压路机容易受到路基宽度和沟槽回填深度的限制,无法真正地将土基夯实
因此,施工单位可以采用轻巧的机械,以分层夯实的方法,解决沟槽回填中的夯实问题
3.2 路基土质松散的处理措施 部分道路施工路段的地下土质较为松散,使得路基“弹簧”情况严重,对道路的正常通行带来严重影响
为了解决这一问题,施工单位可以先清除地下软土层,然后再进行碾压工作,并以塑性指数>18、液限<40和天然稠度>1.1的土料对沟槽进行回填,而且土料的含水量相较于最佳含水量再下降 2%
同时,施工单位可以将生石灰和回填土依据一定比例进行翻拌,或者将生石灰和湿土混合均匀后进行适当晾晒,这样就可以有效避免施工路段出现“弹簧”情况
需要注意的是,施工单位不能将生石灰和不同性能回填土进行随意混合,以免出现水囊效果,而且还要选用透水性能较好土壤铺设在路基外围,以减少路及中水分过大的情况
3.3 路基基层裂缝的处理措施 改善路基施工用土的性能是解决路基基层裂缝问题的最佳途径
施工单位可以在施工用土中掺加一定量的粉煤灰以降低其塑性指数,在碾压时控制好土基中的含水量,确保路基的压实度,避免路基基层出现裂缝
同时,施工单位需要控制好水泥的用量,尽可能选用标号较低的水泥,并采取正确的养护管理措施,以便在一次成型的基础上,确保水泥稳定土的强度符合施工标准和要求
此外,施工单位需要控制水泥稳定土的配比,拌合要完全彻底,不能出现混合不均或者粗细料相互离析的情况,从而影响道路路基的稳定性与紧密性
3.4 路基碾压质量的处理措施 首先,施工单位需要对道路路基进行检测,选择合适的碾压设备,并依据路基土质与碾压设备确定回填土的厚度和碾压的次数;其次,在道路路基压实的过程中,施工单位需要严格审查和执行施工操作的流程与技术方案,确保其符合路基施工的要求;最后,施工单位需要对压实土的紧密度与含水量进行实时监测,并检测结果与最佳密实度与最佳含水量相比较,依据实际情况对压实遍数、土质和压实土含水量进行调整,以确保路基的碾压质量
4 、结束语 总之,在道路的施工过程中,很多因素都会影响到道路施工的质量,尤其是道路路基的施工质量
进而影响到道路的使用年限和正常通行,以及人们的生命财产安全
因此,道路施工单位需要重视路基施工工作,认真分析道路路基施工中存在的问题及产生问题的原因,并依据道路路基施工中存在的问题采取合适的应对措施,从而在提高道路路基施工质量的基础上,提高道路工程整体的施工质量,为保障道路的顺利通行打下坚实的基础
参考文献: 【1】 张立志. 道路土基施工存在的问题及原因分析【J】. 中国新技术新产品,2011,11:90. 【2】 曹丽花. 市政道路施工中土基工程质量问题的分析【J】. 山西建筑,2014,14:168-169. 【3】 祁文亭. 有关市政道路施工中土基工程质量问题的分析【J】. 黑龙江科技信息,2013,25:234. 【4】 庞彬. 关于市政道路施工土基工程质量问题的探讨【J】. 科技致富向导,2013,26:56. 郑州市市政工程总公司承接了郑州市污水处理厂厂外5100米D2600大口径顶管工程
我们采用DK式D2600土压平衡顶管掘进机进行顶管施工
经一年多的顶管实践发现,顶管出洞工作对大口径顶管施工的成败非常关键
顶管出洞措施完善,掘进机能从工作井安全出洞,就能保证顶管顺利进行,如1#工作井——10#接收入井顶段,由于出洞时放线误差,造成顶管顶进时曲线顶进,顶力增大
又如:16#工作井——17#接收入井顶段,由于后座墙附加层不稳,造成主顶油抽屉损坏,重新做后座墙附加层,造成费时费工
因此,顶管出洞是顶管施工的关键工序,必须采取切实可靠的措施,以保出洞成功
顶管出洞,是指在工作井安放就位的掘进机和第一节管从井中破封门进入土中的阶段
笔者认为,顶管出洞关键应做好以下几个方面的工作:管线放线、后座墙附加层制做、导轨铺设、洞口止水和穿墙等几个方面的工作
一、管线放线: 顶管管线放线是保证顶管轴线正确的关键
放线准确就能保证顶管机按设计要求顺利进洞,满足施工质量要求;反之,就可能造成顶管轴线偏差,影响工程进度和工程质量,同时也会造成顶进时设备损坏,使顶管停顿
顶管管线放线,就是将工作井出洞口和接收入井进洞口的坐标正确引入工作井内,指导顶管顶进的方向和距离
从理论上讲,工作井和接收入井的坐标和标高在沉井下沉时都已明确,通过计算很容确定
然而由于沉井下沉时的误差,这样从理论上计算放出的线就不一定符合
目前,顶管管线放线常常是根据工作井和接收井的实际位置,按设计要求,通过测量实际放出管线位置
具体如下: 管线标高的测量使用水准仪测得工作井和接收入井洞底标高,按照设计坡度,计算每米标高,这里不在赘述
现仅就直线顶进时的水平角度和距离做一下介绍
1、直线测量: 这是目前顶管管线常用的放线技术
就是根据顶管工作井出洞口的中线和接收井进洞口的中线,用经纬仪在工作井后后复瞄冷这两根中线直至重合
确定顶管管线,并将其引入工作井内
详见下图: 这种放线优点是视线比较直观,减少了放线过程中的计算量,方便操作;缺点是放线过程中需反复移动经纬仪,操作人员容易疲劳,放线容易产生误差
另外,在工作井和接收入井之间如有障碍物,视线不能通视,放线就很困难
2、三角放线: 这种管线放线最适用于在工作井和接收入进之间有障碍物不能透视的情况
即在工作井和接收井之间任意位置O点放置经伟仪,根据OA、OB和角度∠AOB,求得C点的位置和AB段的距离,在C点将管线放置工作井内
详见下图和公式: 图中: 点A----接收井进洞口中点; 点B----工作井出洞口中点; 点C----AB延长线上一点(引桩),通常C点在工作井另一侧,距离(BC)为方便放线的假定值
计算公式: AB=(OA2+OB2-2× OA× OB× cos∠AOB)1/2 AC=AB+BC ∠OAB=arcsin(OB ×sin∠AOB∠AB) OC==(OA2+AC2-2× OA× AC× cos∠OAB)1/2 ∠AOC=arcsin(AC× sin∠OAB/OC) 为确保放线准确,O点必须放置在2个位置进行校核,同时每次视仍必须用经纬仪左右盘进行读数,消除误差
3、当工作井和接收入井的管线轴线测量完毕后,大工作井上用铅丝将管线轴线拉出来,上吊两个线附将管线轴线引至坑底,用以确定管线顶进轴线
二、后座墙附加层制法: 后座墙附加层制做是保证顶管正常顶进很关键的一项技术措施
对矩形工作井直解出洞口的顶管,直接将工作井壁当后座墙可不必再做附加层,只靠井壁位置旋转后靠背铁即可;而对矩形工作井中折线出洞口或圆形工作井的顶管,必须先浇注混凝土附加层并与进壁共同受力作为后座墙
后座墙附加层与顶进轴线成直角,待其混凝聚力土达到75%以上强度后方可进行顶管的顶进工作,否则就可能造成顶管过程 出现各种意想不到的事故,影响顶管顶进
这在16#工作井——17#接收入井顶段中就曾发生过,16#工作井为矩形工作井,顶进管线为带折角出洞,当时由于对后座墙附加层的重要性认识不足,采取措施不够妥当,致使在顶管过程中造成顶力过大,设备损坏,使顶管不得不中途停顿,重新浇注混凝土后座墙附加层及更换设备后,才继续顶进
对于后座墙附加层的做法,根据我们的经验,建议采用以下方法: 1、后座墙附加层工作面必须与顶管管线垂直
2、对有折角的管线,应昼采用圆形工作井,后座墙附加层的宽度应满足主顶油缸发射加要的标,厚度根据工作井的直径和后靠背铁的宽度而定
3、对有折角的管线,如采用方井时,后座墙附加层的厚度当工作井有加劲肋时,应保证最厚处≥工作井加劲肋的厚度,若无加劲肋时可根据使用要求确定;其宽度满足发射架的要求
如图3: 4、后座墙附加层做法昼采用钢筋混凝土,标号C20以上,当后座墙附加层覆盖洞口时,应在洞口处用型钢加固
后座墙附加层严禁采用方木,因木材具有弹性,顶管顶进时,主顶油缸反复作用会造成木材反复受力,形成疲劳破坏,影响顶进质量,同时也会造成顶进设备损坏
三、导轨铺设: 基坑导轨是安装在工作井内为管子出洞提供一个基准的设备
导轨要求具备坚固、挺直,管子压上去不变形等特征
由于D2600顶管重量重,每根管子重达13.98吨,为此我们采用了复合型基坑导轨
基坑导轨铺设应注意管线轴线、导轨标高和导轨支撑稳定性几个方面的问题
1、管线轴线:根据管线轴线测量结果,铺设轨道时,将轨道中线与管线轴线重合
2、管线标高:由于采用的是复合型轨道,因此铺设轨道时必须了解轨道的基本结构
复合型轨道详见下图: 导轨倾斜面是与管子接触的
设计时,导轨上水平面与钢筋混凝土管内底标高在一个水平面,因此在铺设导轨时,根据设计测得的管内底标高以调整导轨标高即可
导轨与井底的间隙应用钢板垫牢或用混凝土浇注,不宜用木板找平
3、当导轨标高和轴线确定好后,即可进行导轨的支撑
由于导轨在顶管顶进时,不允许位移,因此支撑必须稳固,一般在导轨与工作井井壁间用多根型钢支撑,同时把型钢与导轨焊牢
四、洞口止水 顶管工程中,为使管子能顺利从工作井内出洞,一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为100mm)的方式,顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭,否则地下水和泥砂就会从该间隙流到工作井内,会造成洞口上部地表的塌陷,甚至会造成事故,殃及周围的建筑物和地下管线的安全
因此,顶管过程中洞口止水是一个不容忽视的环节,必须认真、仔细地做好此项工作
目前,我们采用的洞口止水方法是在沉井制做时,预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰,在钢法兰上焊接螺栓,安装16mm厚橡胶法兰,用10mm厚钢压板压紧,详见图5
在我们完成的顶管中,采用16mm的橡胶法兰止水,未发现地下水和泥砂流入工作井内,同时橡胶法兰和压板可以加收,效果很好
对圆形工作井,需在出洞口处做一弓形的止水墙,以便将洞口止水装置安装在平面上
止水墙的混凝土标号同工作井混凝土标号,宽度满足法兰安装要求
五、穿墙: 从打开封门,将掘进机顶出工作井外,这一过程称为穿墙
穿墙是顶管施工中的一道重要工序,因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响
穿墙时,首先要防止井外的泥水大量涌入井内,严防塌方和流沙
其次要使管道不偏离轴线,顶进方向要准确
1、防止井外泥水涌入井内的措施:为防止井外泥水涌入井内,在沉井下沉时首先应在洞口处砌挡土墙,同时在井壁外侧预埋钢板桩随同沉井一起下沉(钢板桩吊钩应漏出自然地面),见图6
注意:当沉井下沉时,要注意防止沉井周围建筑垃圾(如:钢筋、碎砖石等)随沉井一同下沉,必须将其清理干净
否则当掘进机出洞时,钢筋等杂物将进入绞笼,损坏绞刀,致使顶管不能正常顶进
我们在13#工作井——12#接收井顶段中,由于掘进机出洞碰上碎钢筋,导致绞刀损坏,修理绞刀时,顶管停顿,以后重新启动顶管顶进时,引起了一些其它的故障,处理起来时很麻烦
2、若土质较软或有流沙,则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围,对整个土体进行改良或加固,视情况一般采用井点降水、注浆、旋喷桩、深层搅拌幕墙等措施,以提高这部分土体的强度,防止掘进机出洞时塌方
3、当掘进机准备出洞时,应先破除砖封门并将杂物清理干净,将掘进机刃进工作井井壁中,当止水橡胶法兰与掘进机充分结合后,拨除钢板桩
钢板桩拨除数量一定要与实际数量相符,否则导致顶管掘进机的损坏,这在工程实际中也出现过这样的实例,这里不在赘述
4、顶管出洞时,掘进机要调零
5、要防止掘进机穿墙时下跌
下跌的原因一是穿墙初期,因入土较少,掘进机的自重仅由两点支承,其中一点是导轨,另一点是入土较浅的土体
这时作用于支撑面上的应力很可超过允许承载力,使掘进机下跌;二是工作井下沉时扰动洞口土体且掘进机较重
为防止掘进机下跌,可采取土体加固、加延伸导轨、保留洞口下部预留缝隙的砖墙、顶力合力中心低于管中心(约R/5--R/4)或将前部管子(一般3节左右)同掘进机用连接件连接成整体,同时掘进机头亦可抬高一些
6、防止掘进机和前几节管子后退
产生这种现象主要是因为掘进机的主顶面上主动土压力大于掘进机和管子的周边摩阻力和它们与导轨间摩阻力的总和
一般采取在主顶油缸回缩前,用螺旋出土机部分土适当卸压,或在洞口两侧安装手拉葫芦拉住,或用木(钢)柱将管子顶住,使其不向后退
由于顶管出洞是制约顶管顶进的关键工序,一旦预管出洞技术措施采取不当,就有可能造成顶管在顶进过程中停顿
而顶管在顶进途中的停顿将会引起一系列不良后果(如:顶力增大、设备损坏等),严重影响顶管顶进的速度和质量,甚至造成顶管失败
为此,将我们在实际工作中的一点体会提出来,以供大家参考、斧正
A级央企信托-泰州市一年期非标