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灌砌石挡土墙在公路工程的应用

2020-09-04 10:14 来源:公路工程论文 人参与在线咨询

0引言

如今,公路工程建设正在向山区等地质地形条件较为复杂的区域扩展,在这种工程建设条件下,为保证路基稳定性和整体性,常需要设置挡土墙。挡土墙的种类较多,具有不同的特点和适用情况,施工中应根据工程实际情况,采用技术可行且合理的挡土墙类型。灌砌石挡土墙在水利工程中的应用较多,在公路工程中的应用极少,但可以通过有效控制使施工顺利完成并达到理想效果,是一项值得在公路工程中推广应用的新型挡土墙技术。

1工程概况

某公路工程由于地区经济快速发展,两地之间的联系日趋紧密,现有的通行能力无法满足实际要求,需在现有基础上实施适当的扩建。在扩建的过程中,对原路基进行开挖扩宽,但很多施工段在开挖施工后,由于其两侧路肩的土质相对较松,缺乏承载力,必须进行有效的处理。为保证路肩土稳定性,采用重力式挡墙支护路肩土。挡墙类型包括重力式、锚定式、薄壁式、加筋土和柱板式等。起始挡墙属于重力式,由于成本相对较低、材料较易获得、施工便利和效果显著,在公路工程中逐步得到应用。砌石挡墙的类型包括干砌石、浆砌石与灌砌石。其中,干砌石主要通过对块石的砌筑形成,块石间无胶结剂,可为排水提供良好通道,但在水流冲刷作用下,砂石容易大量流失。因干砌石挡墙中块石间缺乏有效连接,其整体强度相对较低,适用性不强。而浆砌石挡墙是指利用水泥砂浆对石料进行胶结,采用与砌砖相似的方法形成整体挡墙。在这一挡墙中,石块间缝隙由砂浆完全填充,其透水性比干砌石差,但强度与整体性较高[1]。灌砌石挡墙与浆砌石类似,但将砂浆更换为细石混凝土。在施工过程中,先对块石进行干砌,待其成型以后,向其缝隙中进行细石混凝土的灌注。灌砌石挡墙的施工工艺比浆砌石简单,能较好地保证施工质量,降低施工难度,实现标准化与机械化施工。现围绕该工程实际情况,对其灌砌石挡土墙施工作如下深入分析。

2挡墙原材料与混凝土配合比

2.1挡墙原材料

在灌砌石挡墙施工中使用的原材料包括块石、水泥和粗细骨料,均需满足现行技术标准的要求。其中,中砂为当地河砂,经试验检测,其细度模数为2.7,含泥量不超过3%;水泥为普硅水泥,进场后储存在库房当中,在使用前应对其进行检查,确认是否受潮和变质,如果水泥受潮和变质,则不允许在施工过程中使用;粗骨料为当地河卵石,使用前应使用清水将其表面附着的泥土与石屑清洗干净,并进行过筛,以去除粒径不符合要求的部分[2]。完成过筛处理后,其级配应良好,含泥量不超过1%,满足设计要求;块石为当地花岗岩块石,块石应有两个平整的表面,其重量与块径都应满足设计要求,且没有风化与裂缝等现象。

2.2混凝土配合比

混凝土配合比是决定强度、耐久性与质量的关键参数,保证配合比的科学性与合理性,能使拌制后的混凝土具有良好的胶结性,进而保证挡墙整体刚度与强度。混凝土配合比即混凝土拌制过程中水、骨料和水泥等原材料的添加量比,为使配合比满足设计要求,需在充分参考此类工程经验的基础上,通过反复的试验确定最佳配合比。按试验确定的配合比拌制完成的混凝土应具有良好的流动性、和易性与坍落度[3]。在具体的配合过程中,应以骨料实际含水率为依据对用水量进行适当调整。综合考虑试验结果与现场试验性搅拌结果,确定最终的混凝土配合比。该工程挡墙施工所用配合比为:水泥∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=298∶649∶1104∶179∶2.38。

3施工方法

该工程灌砌石挡墙施工按照如图1所示的简易工艺流程进行。

3.1基底处理

为满足灌砌石挡墙施工要求,地基承载力需达到220kPa以上。基坑开挖采用机械设备进行,同时辅以必要的人工,即采用机械设备开挖到和设计标高相距20cm的部位后,采用人工进行清底,以避免超挖,并防止对下层土体造成扰动,导致土体松散,同时保证基底的平整度。在基坑开挖完毕之后,应立即对基底实施清理与整平,待整平之后,进行混凝土垫层施工,垫层的厚度为20mm。将混凝土垫层铺设好以后,利用抹刀将表面抹平,然后铺设一层塑料膜,避免水分快速蒸发导致表面产生裂纹[4]。将垫层的混凝土养护完毕后,立即对基层表面强度与平整度实施检测,强度检测主要利用回弹仪实施,而平整度利用塞尺与水平尺检测。按照规范的要求,强度应达到20MPa以上,平整度不超过5mm。

3.2测量放线

在测量放线开始前,应对施工图纸进行认真分析和研究,然后确定测量控制点与沉降的观测点,同时由专门的测量技术人员认真审核和适当修改测量实施方案。实际测量过程中,可借助全站仪实施,在操作时,应按照规范与标准要求对仪器进行调整,对中整平,满足设计要求,仪器的读数与相关记录需准确真实。放线前,应对测量控制点进行布设,将控制点布设好后立即开始复核,经复核确认所有控制点精度都能达到要求后,开始下一阶段的工作[5]。另外,在放线完成后,还应做好验线,以确保测量结果的准确性,防止返工的发生。

3.3模板安装

该工程模板为钢模,在模板安装前应对模板实施准确测量,以保证其尺寸的准确性。为使挡墙在成型之后表面平整并保持光洁,需在模板安装之前在模板的表面均匀涂抹脱模剂。为保证模板稳定性,应用钢管对模板进行支撑,待支撑体系搭建完成后,需对模板尺寸实施复核,以复核结果对模板偏差进行纠正,以免成型之后尺寸产生较大的偏差。经复核确认合格后,重点检查接缝部位密封情况,要求接缝处必须密封,否则将在混凝土灌注过程中产生漏浆,影响最终的施工质量[6]。

3.4块石摆放

首先,利用水泥砂浆把比较规整的条石平整地砌筑至设计要求的标高,将其作为挡墙面层。然后,在条石砌筑后形成的空间之内,按照一层厚度为10~20cm的混凝土、一层碎石的原则进行填充。在填充的过程中,碎石表面应保持光洁,没有泥沙和其他杂物,并确保所有里石与面石的高度大致齐平[7]。块石摆放完成后,应安排专人对实际的摆放情况进行检查,未经检查和检查结果不合格的,都不允许进行下一道工序的施工,应立即根据具体的问题和其产生原因进行处理。

3.5混凝土灌注

待挡墙的块石与面石均砌筑到位后,在石块的缝隙当中灌注细石混凝土,在混凝土的灌注过程中,应严格按照相关规范和标准要求进行,以保证施工质量,使挡墙稳定、安全。灌注混凝土时,防止混凝土和模板之间产生冲击,混凝土从吊斗口自由下落的高度应控制在2m以内,如果超过2m,则要设置串筒。混凝土的灌注应保持连续,尽可能防止间断,同时总灌注时间不能超过5h,这一时间是从运输车发车计起。将混凝土灌注完成后,立即用刮杠将混凝土的表面刮平。

3.6混凝土养护

为避免混凝土灌注后不断凝结时由于失水而产生干裂,需在混凝土灌注后立即采取合理的保水措施来养护。对灌注后混凝土进行养护的主要目的在于防止其内部失水导致水化反应无法充分完成,使混凝土的强度减小,并产生大量的干缩裂缝。对于该工程实际情况,采用以下养护方案:在混凝土灌注完成后,需在12h之后立即开始养护,养护的方法为在混凝土表面加盖一层塑料薄膜,按照5d的时间间隔向表面均匀洒水。在洒水的过程中,水源应与混凝土拌和过程中所用水源完全相同,养护应持续21d的时间[8]。

4结语

截至目前,该公路灌砌石挡墙的施工已经顺利完成,经检测,挡墙自身承载力与变形都能满足设计要求,质量达到优良的水平。本次实践中,灌砌石挡墙在原材料质量、混凝土配合比、基底处理、模板设置、块石摆放、混凝土灌注和养护方面均合理且准确,施工中所有工序的质量控制与检测也正确有效。实践表明,灌砌石挡墙结构较为简单,施工方便,效果显著,造价低廉,是一种可在公路工程大范围推广应用的挡墙结构形式。

参考文献:

[1]苏利亚.二级悬臂式挡土墙的力学分析[J].黑龙江交通科技,2017(5):10-11.

[2]肖庆华,谷祖鹏,雷国平,等.自嵌式挡土墙在长江航道整治工程中的应用[J].水运工程,2017(1):143-146.

[3]金科,崔爱亮,王艳波,等.衡重式挡土墙三角架-钢管组合支模体系施工技术[J].天津建设科技,2017(6):19-21.

[4]申宏敏.山区拓宽公路挡土墙路基的受力与变形特征[J].黑龙江交通科技,2017(2):26,28.

[5]龙建辉,焦姗,王晓娅.考虑摩擦损耗的加筋挡土墙临界高度研究[J].土木工程学报,2018(1):124-128.

[6]刘小浪,马淑芝,贾洪彪,等.地震作用下重力式挡土墙土压力特性数值模拟研究[J].地震工程学报,2017(4):750-758.

[7]林华强.生态自嵌式挡土墙施工质量控制中存在的问题及对策分析[J].江西建材,2017(13):96-97.

[8]芮瑞,叶雨秋,陈成,等.考虑墙壁摩擦影响的挡土墙主动土压力非线性分布研究[J].岩土力学,2019(5):1797-1804.

作者:成瑞玲 单位:山西路桥第一工程有限责任公司

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