閆曉山
(河北通宇建筑工程有限公司,河北 張家口 075000)
隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展,高速公路在填筑材料、施工技術(shù)等方面都發(fā)生了很大變化。為了更好地控制公路工程路基質(zhì)量及施工安全,特別是施工管理水平,本文以河北邢臺(tái)高速公路路基工程質(zhì)量控制為背景,研究施工過程中壓實(shí)質(zhì)量及施工質(zhì)量控制方法,并對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督,以期為相關(guān)工程提供一定的參考。
河北邢臺(tái)高速公路是河北省內(nèi)重要的通道,也是河北省“三縱十一橫十一環(huán)”高速路網(wǎng)的重要組成部分。該高速設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h,線路總體地勢(shì)為西高東低,土層以長(zhǎng)石砂巖、頁(yè)巖、細(xì)砂及泥灰?guī)r為主,年平均氣溫10℃,年平均降雨量540mm。
根據(jù)工程地質(zhì)勘查報(bào)告及設(shè)計(jì)文件制定合理的施工方案、施工計(jì)劃及施工人員,并清點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的施工設(shè)備及施工材料;施工現(xiàn)場(chǎng)的氣候是影響后期施工的重要因素,根據(jù)施工氣候條件,合理的調(diào)整施工方案,以保證施工開始后盡可能減少工期浪費(fèi)。
施工前準(zhǔn)備工作完成后,應(yīng)從以下幾個(gè)方面對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制:
2.1.1 填筑層厚度:總的原則為路基填料的最大粒徑不能超過25cm,且填筑層的厚度一般不超過50cm,具體的填筑層厚度,可以根據(jù)壓實(shí)機(jī)械及碾壓參數(shù)等確定。在進(jìn)行公路路基填筑時(shí),應(yīng)遵循分層攤鋪,層層壓實(shí)的原則,且每級(jí)分層填料碾壓完成后,需要安排施工技術(shù)人員對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行記錄及評(píng)定,嚴(yán)格控制每層實(shí)際填料的攤鋪厚度不大于試驗(yàn)段厚度??赏ㄟ^立標(biāo)桿的方法對(duì)每層填料的松鋪厚度進(jìn)行控制及記錄。
2.1.2 填料質(zhì)量控制:在進(jìn)行填料選擇時(shí)應(yīng)保證路基填料的強(qiáng)度滿足施工規(guī)范,如填石路基的填料強(qiáng)度應(yīng)不小于15MPa,且填料最大粒徑除了小于25cm外,還需要不大于填筑層厚度的2/3。路基填料質(zhì)量控制還應(yīng)注意:
(1)填料從采石場(chǎng)裝運(yùn)前安排專人驗(yàn)收,并將明顯的大塊石在現(xiàn)場(chǎng)破碎,拒收不合格的填料。
(2)在進(jìn)行填料攤鋪過程中,注意塊石攤鋪順序,遵循先鋪大塊石,后用小石塊找平,石屑塞填,當(dāng)大塊石的顆粒級(jí)配較差時(shí),可先用石渣、粗砂等對(duì)大塊石的空隙進(jìn)行填塞,然后用壓力水將石渣、粗砂沖入填料下部,反復(fù)進(jìn)行,直至空隙填滿。
(3)施工期間應(yīng)嚴(yán)格做好施工記錄,對(duì)施工過程中的施工里程、填料松鋪厚度、碾壓遍數(shù)及施工機(jī)械的型號(hào)等進(jìn)行記錄,以保證路基施工的質(zhì)量依據(jù)。
2.1.3 路基穩(wěn)定性控制:當(dāng)施工路段為邊坡路基時(shí),需注意路基高度對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性的影響,特別是當(dāng)路基填料的性質(zhì)特殊時(shí),路基的沉降需要特別注意。比如,當(dāng)填石路基采用傾倒填筑時(shí),需要在路基坡腳處進(jìn)行坡腳碼砌,當(dāng)路基高度小于6m 時(shí),坡腳碼砌的厚度需大于1m;當(dāng)基高度小于6m 時(shí),坡腳碼砌的厚度需大于2m。
路基的壓實(shí)質(zhì)量是路基施工質(zhì)量控制中的重中之重,不同路基填料的壓實(shí)質(zhì)量控制方法不盡相同,如填石路基的壓實(shí)質(zhì)量控制方法較填土路基更為嚴(yán)格,主要是因?yàn)椴煌坊盍系念w粒級(jí)配均勻性不同,導(dǎo)致填料的物理力學(xué)特性也不相同,相同外力作用下,表現(xiàn)出來的變形情況也不盡相同,因此結(jié)合實(shí)際工程,從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)路基填料壓實(shí)質(zhì)量控制進(jìn)行研究。常見高速公路路基壓實(shí)質(zhì)量控制指標(biāo)有兩大類:一類為力學(xué)指標(biāo),如CBR 值、靜態(tài)回彈模量及動(dòng)態(tài)回彈模量等;另一類為物理指標(biāo),如壓實(shí)度、沉降差等。
2.2.1 壓實(shí)度
高速公路路基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性等力學(xué)特性是影響高速公路行車安全的重要因素,而路基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性與路基壓實(shí)過程中的密實(shí)度密切相關(guān),路基密實(shí)度越高,則公路路基的強(qiáng)度越大,穩(wěn)定性越好。因此,在高速公路路基施工過程中,合理的控制高速公路路基的壓實(shí)質(zhì)量為重中之重,也是對(duì)路面平整度、剛度及高速公路使用壽命的重要保證。
考慮到施工過程中的方便性,常用壓實(shí)度及沉降差作為高速公路路基壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo),其中壓實(shí)度是指現(xiàn)場(chǎng)碾壓完成后路基填料的干密度和原狀土在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)得到的最大干密度之間的比值,如公式(1)所示。
式(1)中:為路基填料壓實(shí)度;ρ為現(xiàn)場(chǎng)填料干密度;為室內(nèi)路基填料最大干密度。
現(xiàn)場(chǎng)路基填料干密度通過現(xiàn)場(chǎng)灌砂法或灌水法確定,即將標(biāo)準(zhǔn)砂填入典型路基試驗(yàn)段開挖的一定體積試坑中,測(cè)量試坑的體積,并結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)確定現(xiàn)場(chǎng)填料的壓實(shí)度,以此對(duì)路基的壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行控制。為減少對(duì)壓實(shí)后路基的破壞,并提高檢測(cè)效率,當(dāng)路基填料的粒徑較小時(shí)(最大粒徑在15mm 以下),應(yīng)選擇小型灌砂筒(內(nèi)徑100mm),當(dāng)路基填料的粒徑較大時(shí),選擇大型灌砂筒(內(nèi)徑150mm)。具體步驟如下:
(1)根據(jù)路基填料的粒徑大小,確定試坑大小,并對(duì)試樣進(jìn)行稱量、測(cè)定含水率;
(2)然后將標(biāo)準(zhǔn)砂灌滿容砂瓶,測(cè)定好容砂瓶?jī)?nèi)標(biāo)準(zhǔn)砂的體積和質(zhì)量后,將標(biāo)準(zhǔn)砂倒入開挖好的試坑內(nèi),直至灌滿試坑;
(3)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)砂的剩余質(zhì)量,并通過公式(2)得到現(xiàn)場(chǎng)路基填料的干密度。
式(2)中:ρ為路基填料干密度;為路基填料質(zhì)量;為標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量;為標(biāo)準(zhǔn)砂密度;為路基填料的含水量。
灌砂法作為最常見的壓實(shí)度檢測(cè)方法,在實(shí)際操作過程中,由于取土量較大且稱量過程多,容易出現(xiàn)一定誤差,因此為了盡可能保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員在進(jìn)行檢查時(shí)應(yīng)注意:
(1)標(biāo)準(zhǔn)砂的密度直接影響路基填料干密度的大小,因此每次使用標(biāo)準(zhǔn)砂都要對(duì)其密度進(jìn)行測(cè)量,并且保證標(biāo)準(zhǔn)砂的干燥性,防止水分影響標(biāo)準(zhǔn)砂密度。另外,若在使用過程中標(biāo)準(zhǔn)砂數(shù)量不夠,應(yīng)停止試驗(yàn);
(2)試坑體積是影響路基填料干密度的大小的另一重要因素,應(yīng)選擇路基表面平整的地方為試坑位置或?qū)υ嚳游恢眠M(jìn)行人工整平。試坑的坑壁應(yīng)盡量保證垂直,試坑整體為近似圓柱形,且試坑深度不能大于下一層碾壓層;
(3)進(jìn)行室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)時(shí),應(yīng)保證擊實(shí)材料和原狀土相同。
2.2.2 表面標(biāo)高沉降控制法
選定一定數(shù)量的石頭標(biāo)高作為碾壓前水平測(cè)量的基準(zhǔn)標(biāo)高,然后用25~50t 鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)路基進(jìn)行碾壓,當(dāng)達(dá)到施工規(guī)范要求中的碾壓遍數(shù)后,對(duì)碾壓前石頭的標(biāo)高再次進(jìn)行測(cè)量,比較碾壓前后的高程差,當(dāng)高程值差值小于誤差允許范圍,則該層的壓實(shí)質(zhì)量符合要求,否則繼續(xù)碾壓,直至滿足規(guī)范要求。
河北邢臺(tái)高速公路設(shè)計(jì)兩次碾壓沉降差小于2mm,對(duì)松鋪厚度50cm 路基的碾壓遍數(shù)和碾壓沉降進(jìn)行研究,如圖1 所示。
圖1 碾壓遍數(shù)和碾壓沉降關(guān)系曲線
由圖1 可知,隨著碾壓遍數(shù)的增加,路基的沉降值減少,這是因?yàn)殡S著碾壓遍數(shù)的增加,路基填料越來越密實(shí),抵抗變形的能力也越來越強(qiáng),所以沉降量逐漸減小,當(dāng)最后兩遍碾壓沉降值小于2mm 時(shí),即認(rèn)為碾壓達(dá)到規(guī)范要求,根據(jù)圖1,碾壓6 遍即可達(dá)到要求。
在公路施工過程中,現(xiàn)場(chǎng)管理人員是控制施工安全的主要因素,而工程監(jiān)理及工程質(zhì)量監(jiān)督是實(shí)現(xiàn)施工安全的兩個(gè)重要渠道。在全國(guó)高速路網(wǎng)取得可喜可賀成績(jī)的同時(shí),在工程監(jiān)理及工程質(zhì)量監(jiān)督兩個(gè)方面仍有很多不盡如人意的地方。通過對(duì)工程監(jiān)理及工程質(zhì)量監(jiān)督間的聯(lián)系及現(xiàn)狀進(jìn)行分析探索一些解決辦法,以期進(jìn)一步完善我國(guó)公路工程質(zhì)量監(jiān)理和監(jiān)督工作職能。
2.3.1 加強(qiáng)和完善公路工程監(jiān)理工作
我國(guó)監(jiān)理業(yè)從20 世紀(jì)90 年代起步,發(fā)展至今取得了許多良好的成績(jī),得到了社會(huì)的認(rèn)可,但在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況下,仍存在一系列的問題:其一,現(xiàn)代企業(yè)制度仍需進(jìn)一步完善;其二,由于業(yè)主、法律法規(guī)等方面因素的限制,造成監(jiān)理單位的業(yè)務(wù)范圍較??;面對(duì)監(jiān)理單位目前的問題,應(yīng)該建立現(xiàn)代監(jiān)理企業(yè)制度、向多元化經(jīng)營(yíng)策略、規(guī)?;?jīng)營(yíng)、國(guó)際化經(jīng)營(yíng)的方向發(fā)展,研究和參與“代建制”工程及項(xiàng)目管理。
2.3.2 加強(qiáng)和完善公路工程質(zhì)量監(jiān)督工作
和業(yè)主單位及施工單位的監(jiān)督相比,工程質(zhì)量監(jiān)督工作是行政執(zhí)法和監(jiān)督執(zhí)法的結(jié)合,其監(jiān)督工作具有強(qiáng)制、權(quán)威性等特點(diǎn)。工程質(zhì)量監(jiān)督工作還應(yīng)從以下方面進(jìn)行改善:其一,提高工程質(zhì)量監(jiān)督人員的素質(zhì)及專業(yè)技術(shù),是改善工程質(zhì)量監(jiān)督工作的前提和保證;其二,對(duì)工程質(zhì)量監(jiān)督的保證體系進(jìn)一步改進(jìn),做好事前監(jiān)督工作;其三,對(duì)實(shí)體工程的監(jiān)督工作要進(jìn)一步強(qiáng)化,并采用先進(jìn)的檢測(cè)方法及設(shè)備,加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)的管理,以更好的提高質(zhì)量監(jiān)督工作。
公路工程由于其特殊性,在施工過程中涉及許多方面的因素及人員,施工的質(zhì)量是對(duì)公路運(yùn)營(yíng)期間的道路穩(wěn)定及人員安全的重要保證,對(duì)社會(huì)及環(huán)境效益影響很大。因此,在公路施工過程中需要各方工作人員有較高的質(zhì)量意識(shí),質(zhì)量監(jiān)督人員須認(rèn)真負(fù)責(zé),將公路工程建設(shè)這一民心工程建設(shè)成為廣大人民群眾的放心工程。
公路路基工程因其特殊的社會(huì)、投資及環(huán)境效益,使得其施工期間的質(zhì)量及安全控制成為重中之重,但以往的研究中多只是對(duì)公路施工技術(shù)或者質(zhì)量監(jiān)督的一個(gè)方面進(jìn)行研究,因此,本文從公路施工質(zhì)量及安全控制中的質(zhì)量監(jiān)督兩個(gè)方面進(jìn)行研究。得到以下結(jié)論:
其一,在對(duì)公路路基質(zhì)量控制方面,結(jié)合實(shí)際工程及具體的路基填筑材料,從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度對(duì)公路路基的壓實(shí)機(jī)具、碾壓遍數(shù)進(jìn)行了合理地分析,以期達(dá)到更好控制公路路基的填筑質(zhì)量。
其二,分析了目前我國(guó)公路工程監(jiān)理和工程質(zhì)量監(jiān)督工作存在的問題和面臨的挑戰(zhàn),結(jié)合工程實(shí)際,提出了實(shí)際可行的方法,以期完善我國(guó)公路工程監(jiān)理和工程質(zhì)量監(jiān)督工作。