市政工程常见施工方法与质量控制

◎ 临海市博越建设工程有限公司 冯建平

近些年，随着我国市政工程的不断发展，施工技术及质量控制对市政工程项目有着至关重要的影响。其中，管网工程中顶管技术及城市道路软基处理中水泥搅拌桩的应用极为广泛，下面就这两方面重点探讨。

1 顶管施工技术及质量控制

1.1 顶管施工技术的相关概述

顶管施工是借助于主顶油缸以及中继间的顶进力，将工具管或顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直顶进到接收坑内吊起。顶管法施工常用于城市市政管道工程中。使用该方法占地面积少，施工控制严格，可保证交通畅通；在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时，可减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。尽管顶管施工技术最初主要用于在铁路和公路下而施工穿越管道，但是在当时也有专业人员开始探讨在不采用套管的情况下，应用顶管技术直接施工地下排水管道，并分析了顶管施工对地面交通基本无干扰的优越性。

1.2 顶管工程的理论应用

1）工程应用的顶管限度要求。顶管技术在理论上可应用于任何管径，但实际上也有一定的限度。顶进管直径之所以不能低于一定的下限，是因为必须在管子内部完成挖土和运土作业。因此就必须保证工人有可能在管内工作。800mm内径的规格，乃是在管子中进行操作的最低限度。但在这种情况下，对在管内操作工人要求较高，同时空间狭小，工作效率大大降低，所以从经济角度来考虑，也以选用较大的直径为宜。一般顶管的下限以1米为宜。

2）土质土层的适应性。顶管技术特别适用于在砾石、砂、碎石等非粘性土层中，以及在壤土、砂壤土、粘土和泥灰岩等粘性土层中敷设管道。对流砂、淤泥、沼泽地以及岩石来说，顶管也只能有条件的采用。

1.3 顶管施工技术在市政工程中的应用施工控制

1）施工前质量控制。熟悉合同文件及相关规范。学习设计规范、材料规范、安装施工规范及验收规范。施工前参加工程建设的各方技术人员学习合同文件中有关技术规范和上述规范，这对后续工作的开展非常有帮助。

2）安装施工前的配套准备。根据工程特点、设计要求、规范规定，施工单位提交的施工组织设计必须经过监理工程师的审查通过。选择顶管掘进机选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。根据本工程具体情况，选择大刀盘泥水平衡顶管掘进机。该机具有沉降控制精度高，顶进速度快，施工可靠性好等特点。

3）施工程序。准备工作→测量放线→打板桩或支撑→开挖工作坑→安装顶管后背→安装导向轨道和设备→顶进作业及套管安装→检查及顶进设备拆除→穿越管段预制→干线管道穿越→安装套管端部附件→回填恢复地貌。

4）顶进设备的安装和后背墙处理。用汽车吊将顶进设备安装就位，先将导轨安装在基础上并放上穿越用套管，借助经纬仪和水准仪测量来调整套管中心线，确保与穿越中心线重合，且保护水平。

5）对顶入管节做最后检查：端面平直度、椭圆度，管壳任一侧母线直线度等。用吊车将管节轻放在导轨上，测量中线与前后两端高程，管节端面垂直顶管中轴线。顶进管每节长度根据顶进操作坑可能的长度而定。首节管顶入后，液压缸退回到起始位置，测量合格后，将第二节套管吊导轨上，与首节套管焊接，焊接方式按设计要求进行，质量符合要求再依次顶进，直至顶入设计的管长度，完成顶管作业。

6）顶进偏差控制：首节套管的入土点和安装角度在顶进作业前应测量准确，顶进400mm～600mm后检查是否有偏斜现象。顶管过程中，架设水准仪控制中心位移线。每顶进30～50cm左右就要对顶管中线、高程进行观测，施工中采用全站仪控向，以施工放线是布置的中心桩为准进行监测，发现位移，要采取适当措施予以调整过来。

2 水泥土搅拌桩在市政工程软基处理中的应用

2.1 水泥土搅拌桩的相关概述

市政工程软土应为相对软弱土，是指该土层在上部结构荷载加上后，其承载力或变形不能满足规范规定要求的土层。这里既包括淤泥及淤泥质土，也包括土质相对较好但当上部结构荷载很大而不能满足要求的土。

水泥土搅拌桩加固软土地基的机理分析：水泥的水解和水化反应；粘土颗粒与水泥水化物的作用；碳酸化作用。以下分别作一简述。水泥的水解和水化反应。这一反应离不开水，如果天然土的含水量过低而又采用干法(喷粉）施工，不但施工难度大，而且水泥不能得到充分的水解和水化反应，势必会影响水泥土的加固效果。粘土颗粒与水泥水化物的作用。包括凝硬作用和离子交换作用，这一反应过程也取决于水泥水化反应的程度，与适当的含水量有关。

2.2 水泥土搅拌桩加固市政工程软土地基的质量控制

1）深层搅拌桩的施工。深层水泥土搅拌桩是利用水泥或水泥系材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，形成水泥土圆柱体。施工前应确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌头喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数。起吊设备要保持水平，要保证施工安全；施工时应保证连续性，因故停浆时，宜将搅拌头下沉至停浆点以下一定深度(一般为0.5米)，待恢复供浆后再喷浆提升;若停机超过3小时，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗。搅拌头喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌头每次下沉的深度和提升的时间。深度记录误差不得大于100mm，时间误差不得大于5s。制好的水泥浆液不得析，泵送要连，搅拌的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。

2）粉喷桩的施工。施工前应检查施工机械、电气设备、仪表仪器及机具等。确认完好后方准使用。对于土体含水量很高、强度很底的软弱土或可能出现液化的粉土，可在向下钻进搅拌的同时，喷射水泥粉，从而达到改善土的稠度，防止应压缩空气的脉动致使粉土的液化。喷粉时要求灰罐内的气压比管道内的气压高0.02～0.05MPa，以确保正常的送粉。桩体施工的过程中，应注意观察钻机的状况，如发现钻机不正常的振动、晃动、倾斜、移位等现象，应及时停钻检查，必要时应提钻重打。

3）成桩后的质量检验。为保证水泥土搅拌桩的施工质量，首先应根据施工的原始记录，查看是否符合规范，从源头上确保施工的质量。开挖检验：根据工程设计要求，选取一定数量的桩体进行开挖，可以直接检查加固桩体的外观，从而对水泥浆与软土的拌和状态、均匀性、整体性有较感性的认识。钻探取芯：通过在桩体中的钻探取芯，可以直观地看出水泥浆与软土的和程度，桩长能否满足设计要求等；同时通过钻探采取水泥土试样制成试件，与室内制作试块进行强度比较，从而确认采用室内水泥土强度来推测复合地基承载力的可靠性。

3 结语

随着市政工程的不断发展，施工方法也在不断的改进，相信顶管施工在市政工程中的应用会越来越广泛，另外，也要加强市政工程软土地基的处理，在施工过程中，工艺的设计、施工组织设计的编制、施工顺序和组织措施的开展以及操作要求等，都必须以确保质量为目的，严加控制。