膨脹土路塹施工工藝要點(diǎn)淺析

張海建

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

0 概況

膨脹土即裂隙黏土，是一種具有裂隙性、脹縮性和超固性的高塑性粘土。具有失水收縮開裂，吸水膨脹軟化，強(qiáng)度可大幅度衰減等特征。膨脹土路基施工必須充分考慮這些特性，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)定組織施工，防止邊坡溜坍甚至垮塌等不利因素。

1 膨脹土路基施工特點(diǎn)

膨脹土路塹施工要與邊坡防護(hù)相結(jié)合，做到邊開挖，邊防護(hù)。路塹的開挖要與線路縱向設(shè)計(jì)坡度相一致，分層開挖，挖一層，防護(hù)一層。每一層的開挖深度和速度視膨脹土的膨脹強(qiáng)弱和天然含水量而定。膨脹性強(qiáng)，含水量大，每次開挖深度不宜過大，速度相對放慢；反之可以適當(dāng)加大每一循環(huán)的開挖深度，加快施工速度。一般每次的開挖深度以2～3 m 為宜。

膨脹土路塹施工要盡量避開雨季施工，旱季施工要注意膨脹土對大氣的呼吸作用,掌握24 h大氣濕度的變化規(guī)律，確定每次的開挖和防護(hù)時(shí)間。

2 路塹開挖與邊坡防護(hù)工作的配合

路塹開挖與邊坡防護(hù)工作的配合，是根據(jù)膨脹土的特性和大氣影響因素來確定的,一般情況下:傍晚至次日凌晨這個(gè)時(shí)段大氣中的濕度較大，膨脹土強(qiáng)度較低，有利于路塹的開挖施工，凌晨時(shí)段大氣的濕度最大，膨脹土強(qiáng)度最低，清刷邊坡較容易。白天，隨著大氣濕度的不斷減小，膨脹土強(qiáng)度逐步增強(qiáng)，邊坡剛性防護(hù)逐步完善，到了傍晚，邊坡被剛性防護(hù)牢牢鎖定。被鎖定的膨脹土受大氣的呼吸作用只能在有限的柔性空間內(nèi)進(jìn)行，因此，路塹開挖與邊坡防護(hù)工作的配合主要是按照時(shí)段來進(jìn)行的，開挖（每天的傍晚至次日的凌晨）→清刷邊坡（凌晨至上午）→坡面防護(hù)（傍晚以前的整天）→下一開挖循環(huán)。在施工路塹的全施工過程中，每一次開挖循環(huán)，都要在當(dāng)天將次日剛性防護(hù)的原材料準(zhǔn)備就緒，人員落實(shí)到位，當(dāng)天的剛性防護(hù)必須完成。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

膨脹土路塹施工工藝流程為:施工準(zhǔn)備→路塹開挖→清刷邊坡→檢查路基中線及邊坡→邊坡防護(hù)→依次層層開挖。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

1）施工前認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)文件，搞好現(xiàn)場調(diào)查，對膨脹土特性路基施工應(yīng)有較深入的了解，以備在施工前做好周密安排，在施工過程中及時(shí)應(yīng)對現(xiàn)場變化。

2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施施工放樣,放設(shè)出塹頂線，做好截水溝。

3）做好施工組織設(shè)計(jì)。膨脹土的施工組織設(shè)計(jì)特別強(qiáng)調(diào)施工方法和施工安排。前者主要強(qiáng)調(diào)在施工過程中的施工工藝程序，后者強(qiáng)調(diào)施工過程中的上下工序的銜接。施工組織設(shè)計(jì)中必須有應(yīng)對膨脹土遇雨天時(shí)的措施。

4）實(shí)施路塹開挖之前，要對設(shè)計(jì)邊坡防護(hù)的類型認(rèn)真研究，做好剛性材料的準(zhǔn)備工作，有預(yù)制件的（如框架梁等）要提前預(yù)制，有錨桿的要提前加工好錨桿待用。加工的預(yù)制件、錨桿等至少要夠一個(gè)循環(huán)邊坡使用方可開挖路塹,以便開挖后迅速加固。

5）準(zhǔn)備好夜間施工照明設(shè)施及錨桿施工的機(jī)具。晚間施工要將整個(gè)工地的照明燈光全部落實(shí)到位，如探照燈，點(diǎn)鎢燈或是其他照明設(shè)施。錨桿施工的鉆機(jī)，砂漿拌和機(jī)，以及其他原材料，如水泥、砂、水、膨脹劑等或其他添加劑。

3.2.2 施工工藝要點(diǎn)

路塹開挖時(shí)，要根據(jù)棄方的運(yùn)距作好機(jī)械設(shè)備的合理搭配，挖、裝、運(yùn)不得窩工。

第一循環(huán)開挖完成后，塹頂封閉與邊坡防護(hù)同時(shí)進(jìn)行，若設(shè)計(jì)封閉工藝復(fù)雜，也可在路塹開挖之前封閉塹頂，塹頂封閉寬度不小于5 m。

按照施工組織設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制每一循環(huán)的開挖層厚,開挖高度不宜大于2 m,開挖時(shí)邊坡不得超挖,留有保護(hù)層，使用人工清刷。

邊坡防護(hù)設(shè)施及擋土構(gòu)筑物應(yīng)做到隨挖隨做。高路塹邊坡防護(hù)可采用分段施工分段防護(hù)，如防護(hù)不能緊跟完成時(shí),應(yīng)暫留不小于0.5 m的保護(hù)層，以防土體風(fēng)化開裂。

清刷邊坡時(shí)要由測量人員控制邊坡坡面，作到不超挖、不欠挖、坡面平順、圓滑。

坡面清刷完成后，要及時(shí)放出錨桿位置，施工錨桿。

若路塹邊坡設(shè)有重力式擋土墻或抗滑樁等構(gòu)筑物時(shí)，施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件做好各項(xiàng)工程工序調(diào)整。

開挖時(shí)應(yīng)自兩端向中間開挖，自路肩標(biāo)高低的一端向路肩標(biāo)高高的一端開挖，分段開挖長度不宜大于100 m,嚴(yán)禁大拉槽開挖，嚴(yán)禁從中間向兩側(cè)開挖。

4 質(zhì)量控制

1）路塹開挖時(shí)要嚴(yán)格控制一個(gè)循環(huán)的開挖深度，并使縱向開挖與線路縱坡保持一致。

2）每開挖一層，必須作邊坡剛性防護(hù)工程，否則，不得開挖下一層。

3）邊坡剛性防護(hù)（如錨桿）的孔位，孔徑，孔深符合設(shè)計(jì)要求，錨桿，漿液要進(jìn)行試驗(yàn)，并通過拉拔試驗(yàn)驗(yàn)證施工質(zhì)量，保持注漿飽滿。

4）每一循環(huán)的邊坡剛性防護(hù)要連接成為一個(gè)整體，嚴(yán)防脫節(jié)。

5 安全措施

5.1 安全控制要點(diǎn)

1）路塹開挖前，要確保施工機(jī)械設(shè)備完好，挖掘機(jī)，自卸汽車不得帶病工作。

2）邊坡防護(hù)要按照清刷邊坡→打孔→安放錨桿→壓漿→框架梁安放→鋼筋焊接→節(jié)點(diǎn)混凝土施工的順序依次進(jìn)行，不得重疊作業(yè)。

3）注意觀察邊坡動(dòng)態(tài)，尤其是清晨，當(dāng)路塹開挖完成刷邊坡時(shí),是空氣中的含水量最大的時(shí)候，如果邊坡有異動(dòng)現(xiàn)象,施工人員應(yīng)立即撤離現(xiàn)場，防止邊坡塌傷人。

5.2 安全保證措施

1）對所有進(jìn)場的施工機(jī)械進(jìn)行仔細(xì)檢查，不符合施工要求的，嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場。

2）設(shè)置專人負(fù)責(zé)觀察、測量邊坡的變化情況，確保不發(fā)生邊坡滑踏等安全風(fēng)險(xiǎn)。

3）按照施工方案中制定的各項(xiàng)技術(shù)措施，組織工程施工，不得簡化施工工序、減弱防護(hù)措施，對錨桿、框架梁等要按要求加工施作，不得偷工減料。

6 環(huán)保措施

6.1 水環(huán)境保護(hù)

針對現(xiàn)場實(shí)際情況，在施工時(shí)，不對原地層造成較大的破壞，確保當(dāng)?shù)鼐用竦纳钣盟?；廢水排放前要經(jīng)過處理并排放到遠(yuǎn)離居民的生活用水區(qū)，做到生產(chǎn)生活用水集中排放、集中處理、集中控制，減少污染范圍。并定期對施工附近水質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保當(dāng)?shù)厮|(zhì)不被污染。

6.2 生態(tài)環(huán)境保護(hù)

在施工準(zhǔn)備階段，要詳細(xì)謀劃，對現(xiàn)場棄碴場的選擇、施工便道的設(shè)置等進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查，以“減少植被破壞，少占耕地”為原則，合理規(guī)劃臨時(shí)用地，最大限度地減少施工用地。嚴(yán)格遵守《環(huán)境保護(hù)法》以及相關(guān)的法律、法規(guī)、規(guī)章制度，采取一切合理措施保護(hù)現(xiàn)場內(nèi)外的環(huán)境。

7 工程應(yīng)用實(shí)例

某工程膨脹土路塹開挖的最大深度為5～24 m,錨桿框架護(hù)坡垂直高度為6 m，框架梁網(wǎng)格中采取植生袋裝植草，邊坡坡率為1:1.5，其下為抗滑樁，抗滑樁之間為外掛式鋼筋混凝土擋土板，塹頂采用漿砌片石封閉。

在路塹橫斷面上，左右兩側(cè)一、二級(jí)邊坡上設(shè)置鋼筋混凝土錨桿框架梁護(hù)坡，框架梁混凝土采用C30鋼筋混凝土現(xiàn)場立模澆筑，節(jié)點(diǎn)間距2.5 m，錨桿設(shè)置在框架梁的節(jié)點(diǎn)上，與坡面垂直施作，鉆孔直徑為91 mm，孔內(nèi)灌注M30抗侵蝕性水泥砂漿，注漿壓力不小于0.4 MPa，錨桿采用單根φ32HRB335螺紋鋼筋制作，長度8 m。通過錨桿與框架梁的共同作用，限制邊坡膨脹變形，從而起到加固邊坡變形的作用。在框架梁中采取植生袋裝植草，防止坡面土體流失及沖刷。工程在邊坡開挖、邊坡防護(hù)、擋護(hù)工程等整個(gè)施工過程中，各施工隊(duì)伍緊密合作，保質(zhì)保量的完成膨脹土路塹施工。

8 小結(jié)

膨脹土路塹開挖施工技術(shù)成功地避免了邊坡溜坍甚至垮塌等不利因素。在施工過程中有效地克服了因膨脹土遇水導(dǎo)致的坡面低強(qiáng)度及固結(jié)性問題。根據(jù)以往膨脹土路塹施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)先進(jìn)的施工方案、方法及工藝，在膨脹土的開挖施工技術(shù)方面有所突破，為以后同類型膨脹土施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

在施工過程中，對每一道工序的的方案都進(jìn)行認(rèn)真比選、論證，并在施工過程中不斷優(yōu)化、調(diào)整，盡量根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，采用現(xiàn)有的開挖及錨桿施工機(jī)械設(shè)備達(dá)到預(yù)想的效果，節(jié)省施工的投入，縮短施工工期，有效地節(jié)約施工成本。