段丽霞
(兰新铁路新疆有限公司 工程师,新疆 乌鲁木齐 830011)
兰新第二双线东起甘肃省兰州市,途经青海省会西宁市,折向东北沿河西走廊的甘肃省张掖、酒泉、嘉峪关至敦煌,向西经新疆维吾尔自治区的哈密市、吐鲁番市至终点站乌鲁木齐,全长1 740.89 km,是国家开发西部的重点项目,是连接东部和西部的快速通道之一。由于本线是一条快速通道,防护标准高,设计时结合沿线的地材情况,路基防护选用浆砌片石护坡的形式。浆砌片石是一种常见的防护形式,忽略其质量控制,易造成片石与砂浆脱离,勾缝脱落,严重时造成路基边坡产生溜坍,危及路基本体的稳定。重视浆砌片石骨架护坡的质量,对于确保路基本体安全尤为重要[1]。
浆砌片石护坡所用的材料主要有片石、水泥、砂及水。主材片石材料来源充足,材质较好,主要存在问题环节在采石过程中,随意选择岩体表层风化层进行开采,风化层内片石强度低,无法满足施工要求。
基坑开挖不规范具体体现在不放线施工,对路基坡面及原地面的浮土不进行清理等方面。直接后果是造成护坡不平齐,基础高低不平,甚至基础坐落在浮土上等现象,甚至导致路基坡面填土开裂,直接影响护坡结构的整体稳定性。
水泥掺量不够,现场采用人工拌合,砂浆现场存放、保护措施不到位,砂浆强度波动大是造成砂浆质量不达标的主要原因。
砌筑施工问题主要出现在片石放置、砂浆和勾缝施工中。片石砌体上下各层石缝连通,尤其在墙角及接茬处更多见。砌体中的石块和砌筑砂浆有明显缝隙现象,掀开石块有砂浆饱满度不够现象,石块间有瞎缝(即石块直接接触),敲击砌体时可听到空洞声音。勾缝砂浆与砌体结合不良,甚至开裂和脱落。
浆砌片石砌筑完成后,由于各种原因没有及时养护,致使勾缝脱落,内部砂浆没有完全凝固,造成不美观和整体质量低。
2.1.1 技术准备
施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准,根据图纸和规范编制详细的施工方案、作业指导书和技术交底。
2.1.2 安全准备
制定施工安全保证措施,提出应急预案。对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
2.1.3 材料准备
按片石砌体要求检查片石质量,清除表面的泥垢等污渍,必要时用水冲洗。制备的砂浆应符合设计和施工要求。
2.1.4 施工准备
挖好的基槽要及时复核各部位几何尺寸并挂准线。施工时必须做样架并挂线,以保证砌面顺直平整,边角分明。在砌筑部位放出砌体的中心线及边线,并复核各部位的标高。
2.2.1 刷坡
护坡放样完成后,用挖机按照放样尺寸进行刷坡。刷坡时由一人指挥挖机施工,确保刷坡的准确。坡比为 1∶1.5。
2.2.2 脚墙基础施工
用挖机进行脚墙基础开挖,开挖深度符合设计要求。开挖完成后按设计尺寸架立模板,模板立好后报监理工程师验收,验收合格后浇注C15片石混凝土。混凝土浇注时,先浇注一层混凝土,再放片石,然后再放混凝土,混凝土要超过片石顶面,振捣后再放片石,如此反复直至混凝土浇注至设计标高。
2.2.3 护坡基槽放线
脚墙施工完成后,测量班进行护坡放样。放样严格按照设计图纸几何尺寸进行,骨架宽度为60 cm,骨架之间间距为3 m,沿线路方向每隔15 m设一条2 cm沉降缝,踏步宽度为60 cm。根据放样结果打上石灰线,确保路基边坡开挖准确,坡面平整。
2.2.4 护坡基槽开挖
护坡基槽开挖采用人工与机械进行开挖。开挖时,先用小型挖机按照石灰线开挖,开挖时两边各留5 cm,由人工用铁锹、洋镐进行修整。开挖深度不得小于设计值52 cm。
2.2.5 基础带线检查
骨架基槽开挖完成后,用施工线将浆砌片石骨架的砌筑边线标示出来,然后再检查基槽的开挖尺寸是否满足设计要求,如不满足设计要求则用人工修整。
2.2.6 砂浆拌制
1)砌体工程所用砂浆的强度等级必须符合设计要求M10。
2)混凝土采用机械拌合,计量要准确,应具有适当的流动性和良好的和易性。
3)砂浆全部在搅拌站集中拌合,砂浆随拌随用,保证搅拌一次砂浆在2 h内用完。当运输或贮存过程中发生离析、泌水现象时,砌筑前重新拌合,已凝结的砂浆不得使用。
4)砂浆强度的检测为同类型、同强度等级每100 m3砌体为一批,不足100 m3也按一批计。
5)用于检查砂浆强度的试件应在搅拌机出料口随机抽样制作。按标准进行砂浆试块的制作、养护和强度取值。
6)砂浆运至施工地点时,应铺设灰盘存放,严禁将砂浆直接倒在地面上。为防止砂浆水分蒸发,用土工布对其覆盖。
7)拌合后的水泥砂浆应达到“手抓成团,落地开花”的程度。
2.2.7 骨架砌筑
1)骨架基槽尺寸检查满足设计要求后,开始浆砌片石骨架的砌筑施工。浆砌片石采用挤浆法分层分段砌筑,坐浆要饱满,各砌块的砌缝相互错开,不能有通缝和贴缝,带线施工,表面平顺整齐,与边坡嵌接牢固密贴。片石清洗干净且埋放均匀,不得倾倒成堆。片石之间有一定的空隙,空隙不小于10 cm。片石的最外边距模板距离不得小于15 cm。埋放石块的数量不超过砼结构体积的20%。
2)施工时挂线控制浆砌片石护墙平顺度。顺线路方向:同一坡度的防护段落,每排窗孔顶、底各挂一根通线,控制窗孔骨架高度和竖向位置;顺边坡高度方向:每列窗孔骨架两侧各挂一根竖向通线控制拱形骨架宽度和纵向位置;两个伸缩缝之间顺线路方向挂短线,随砌筑高度同步移动,以便于护墙表面平整度控制。
3)浆砌时片石之间砂浆必须饱满,砌体表面应平整,平整度不超过4 cm(3.0 m直尺检查),尤其应注意控制相邻两片石面应基本平整。拱顶施工时,使用3 m拱架模具与挂线相结合,控制拱形、尺寸等各项指标,确保施工后每榀拱形骨架尺寸统一,且形状一致。
4)砌筑时,石块应大面朝下,严禁将石块立放砌筑。砌筑前应在基底铺设一层砂浆。砌筑过程中,对不规则的石块应稍加修整,去掉尖角,保证石块间不产生大的砌缝。不得采用外面侧立石块、中间填心的砌筑方法,石块间较大的空隙应先填塞砂浆,后用锤击小石块挤实,不得采用先摆小石块后塞砂浆或干填小石块的方法。
5)施工中严禁贴缝、空洞、通缝、叠砌和浮塞,做到“石石有缝,缝缝有浆”。砌筑时石块之间不得贴缝(石块与石块紧靠,石料间无砂浆直接接触),砌缝砂浆要饱满。上下层错缝,内外搭接(设置拉结石,拉结石应均匀分布,相互错开)。砌石表面缝宽不大于4 cm,砌体表面与三块相邻石料相切的内切圆直径在7 cm以内,两层间的错缝大于8 cm,并在面石砌筑完毕时,沿石缝随即剔出2~3 cm深的勾缝所需凹槽,以免缝内砂浆过于饱满,勾缝时难于凿除。
6)沿线路方向每隔15 m设一道沉降缝,缝宽2 cm。为保证沉降缝通畅、顺直,用2 cm厚木板,安放在缝的位置,木板两侧同步砌筑,砌一层抬高一层。一个段落砌筑结束后,取出木板,缝内用沥青麻筋全断面填塞。骨架每隔100 m设置一道检查踏步。踏步采用C25混凝土预制块砌筑,预制块尺寸为60 cm×24 cm×15 cm,踏步尺寸宽度为24 cm、高度为15 cm。踏步一侧留有沉降缝,缝内用沥青麻筋填塞。
7)用砂浆对骨架、拱圈两侧进行镶边。镶边采用细砂浆施工,镶边宽度要求为4cm,施工时要带线施工,砂浆顶面要找平。
2.2.8 勾缝
勾缝采用凹缝施工,施工时要求缝宽10 mm,深10 mm,两侧缝边各10 mm。
1)清缝:用水将砌缝内浮土等杂质清洗干净。
2)填缝:填缝前先用水将缝湿润,采用勾缝用砂浆进行填塞。
3)压缝:当缝填满后,用勾缝器压槽,勾缝要线条流畅,表面光洁。勾缝要随砌缝走,不得勾卵形缝,拐角处按折线处理。
4)修边:缝槽反复压实、压平后,将挤到外面多余的砂浆清除。做到勾缝砂浆不突出两侧片石面。不得出现飞边。
5)描缝:压缝修边结束后,在砂浆凝固前用毛笔蘸墨汁沿凹缝进行描涂。描缝时,墨汁要涂抹均匀,不得污染砂浆、片石。
6)拉毛:压光工序完成2~3 h后,用10号铁丝自制的拉毛工具把勾缝宽度以外多余砂浆进行拉毛,使拉毛后的砂浆表面粗糙度与片石表面近似,以提高观感效果。
根据TB 10751-2010/J 1147-2011《高速铁路路基工程施工质量验收标准》要求,对试验段浆砌片石骨架护坡的平面位置、底面高程、坡顶高程、骨架净距和边槽高度、骨架宽度和厚度、踏步宽度和厚度、表面平整度以及空心砖外形尺寸进行检测。
浆砌片石拱形骨架护坡施工质量控制的重点是施工过程的质量检测。在施工中,要加强现场的管理力度,做到责任到人。加强施工现场巡视检查,发现质量问题,及时要求施工人员返工,将质量通病消除在萌芽状态。
骨架护坡的质量检测控制要点如下。
1)骨架、镶边、护脚均采用M10浆砌片石砌筑,排水槽采用混凝土预制块砌筑。
2)骨架砌筑前应按设计形式、尺寸挂线放样,开沟挖槽,沟槽尺寸根据骨架尺寸而定。
3)砌筑骨架应从衔接处开始,自下而上砌筑。两骨架衔接处应处于同一高度,间距不足时调整拱间间距在下部增加设拱一道。
4)施工时挂线砌筑,并经常对其复核,以保证线型平顺、砌体平整。砌缝宽度、错缝距离应符合规定,勾缝坚固、整齐,深度和型式符合要求。
5)砌体与坡面紧密结合,砌筑片石咬口紧密、错缝砂浆饱满,不得有通缝、叠砌、贴砌和浮塞,砌体勾缝要牢固美观。
6)根据设计图纸位置设置伸缩缝和沉降缝的尺寸,按设计分段砌筑。
7)骨架基础与下部侧沟平台、浆砌片石或浆砌片石水沟连接时,应整体砌筑,灰浆饱满不留缝隙。
8)混凝土空心砖砂浆应饱满,砌筑后外面整齐,各方向接缝顺直。勾缝应于路堤已趋稳定后进行。
4.1.1 片石材料
1)砌筑用石以普通片石为主,片石应选用质地坚硬、不易风化、无裂纹,无水锈,表面的污渍及泥土要清除干净。严禁使用层理严重、强度不足及山皮水锈的片石。
2)普通片石块中部厚度不小于15 cm。镶面片石应有两个大致平行面,且厚度不小于15 cm,外露表面基本平整。
3)每一料场抽样检验2组片石抗压强度试件,强度应不低于MU30。
4.1.2 水泥
1)水泥的品种、级别必须符合砂浆配合比规定的要求,并经试验检测合格。
2)现场施工以袋装水泥为主,进场时,必须按批次对其品种、级别、包装质量、出厂日期进行验收。
3)水泥主要检测项目为强度、凝结时间和安定性。检测频率为同生产厂家、同出场编号、同生产日期且连续进场的水泥,散装为500 t为一批次。不足上述数量时,也按一批计。
4)使用同厂家同出场编号的水泥达3个月及使用出场日期达3个月的水泥时,必须再次进行强度试验。
4.1.3 砂
1)砌筑砂浆用砂以中粗砂为宜,严禁使用细砂,其含泥量不宜大于3%。
2)砂要按批次进行检验,同产地、同品种、同规格且连续进场的砂每400 m3或600 t为一批,不足时也按一批计。
4.1.4 水
拌制砂浆用水水质必须经试验检测合格。
基坑开挖时必须进行测量放线,放出基础边线、肋条位置、沉降缝的位置、踏步位置,上下、左右对称钉上木桩,对边坡坡上、基础范围内的的浮土进行清理。清理浮土后拉线开挖基坑,基坑开挖及时施工基础,基础施工完成后开挖边坡基槽,使基坑开挖在可控范围内。
砂浆拌合前须进行配合比试验,达到标准后挂牌配合比。砂浆须用拌合机搅拌均匀,每一个施工段落至少一台搅拌机,段落长度以不超过200 m为宜,距离太长砂浆运输困难较大。
片石放置前应先铺不小于0.2 m的砂浆,然后安放片石,即为坐浆法。片石缝隙用砂浆填满捣实,砌筑下一层片石时用同样方法保证片石间砂浆的饱满。安放片石时应大面朝下,使片石处于稳定状态。片石之间缝隙不宜过大,太大造成砂浆浪费,太小连接强度不足,因此施工要有经验的人员指导。
骨架砌筑及勾缝完毕及时采用土工布覆盖,并经常洒水养护。根据温度,早晚每2 h、白天每1 h对砌体洒水使其始终保持湿润。常温下养护期不得少于7 d。养护期间应避免碰撞、振动或受压。特别是每个工作班结束时要求整体养护一遍,并用土工布覆盖。
兰新铁路新疆有限公司组织对兰新铁路第二双线新疆段路基浆砌片石拱形骨架护坡工程开展了首段工程评估验收工作,对路基浆砌片石拱形骨架护坡工程施工的质量控制进行了探索。经过一年多的工程实践检验,从材料选择、基坑开挖、砂浆制作、砌筑方法、养护及施工工艺控制、质量检测等方面,对浆砌片石拱形骨架护坡施工的质量控制均达到规范和设计标准。
[1]周诗广.高速铁路路基设计的新特点解析[J].铁道经济研究,2010(3):21-24