公路路基工程挡土墙施工技术关键探讨

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程凯 卢雄伟

中国葛洲坝集团路桥工程有限公司 湖北省宜昌市 443000

摘要

公路路基工程中的挡土墙施工技术是确保道路稳定性和安全性的关键环节。挡土墙主要用于防止土体滑坡、保持路基稳定,并有效利用土地资源。施工过程中,从基坑开挖到墙身砌筑,每一步都需要精确的技术操作和严格的质量控制。特别是基坑底部加固、挡土墙排水系统的设置以及伸缩缝的设计,都是确保挡土墙长期稳定性的重要措施。通过科学合理的施工技术和质量控制策略,可以显著提升公路工程的整体质量和使用寿命。


关键词

公路路基;工程挡土墙;关键施工技术

正文


公路路基工程中的挡土墙施工技术是确保道路稳定性和安全性的关键环节。随着交通基础设施建设的不断推进,挡土墙作为一种重要的支挡结构,其施工质量直接影响到公路的使用寿命和行车安全。本文旨在探讨挡土墙施工技术的发展现状、关键技术要点以及面临的挑战,以期为公路工程实践提供技术支持和参考。通过对挡土墙施工技术的深入分析,可以更好地理解其在现代公路建设中的重要性,并为提高施工效率和质量提供理论依据。

1.公路路基工程挡土墙施工技术的作用和意义

1.1挡土墙施工技术的作用

挡土墙能够有效地防止土体滑坡,特别是在山地或丘陵地区,通过设置挡土墙可以稳定斜坡,防止因雨水冲刷或地质变动导致的土体流失,从而保护路基不受破坏。其次,挡土墙还能调整地形的坡度,使得原本不适宜建设道路的区域变得可行,这不仅提高了土地的利用效率,也为道路设计提供了更多的灵活性。此外,挡土墙还能作为道路的支撑结构,增强路基的承载能力,确保道路在车辆荷载作用下的稳定性。在施工技术方面,挡土墙的设计和施工需要考虑土壤的力学性质、水文条件以及环境因素,通过合理的设计和施工方法,可以确保挡土墙的长期稳定性和安全性。

1.2挡土墙对公路工程的意义

挡土墙是确保公路安全的重要结构,特别是在地质条件复杂或地形起伏较大的地区,挡土墙能够有效地防止土体滑坡和崩塌,保障道路的畅通无阻和行车安全。其次,挡土墙的建设有助于保护环境,通过稳定斜坡,减少水土流失,保护植被,维护生态平衡。此外,挡土墙还能提高土地的利用率,通过合理的设计,可以在有限的土地资源上建设更多的道路,满足日益增长的交通需求。在经济层面,虽然挡土墙的建设成本较高,但考虑到其对道路安全和环境保护的长远效益,以及减少后期维护成本的潜在优势,挡土墙的建设是公路工程中不可或缺的一部分[1]

2.公路路基工程挡土墙施工工艺

2.1现场测放与基坑开挖

现场测放是根据设计图纸和施工方案,通过测量仪器确定挡土墙的位置、高度和坡度等关键参数。这一步骤要求测量人员具备高度的专业技能和精确的操作,以确保挡土墙的定位准确无误。通常,使用全站仪或水准仪进行水平和垂直测量,同时结合GPS技术进行定位,以提高测量的精度和效率。

接下来是基坑开挖。基坑开挖前,需要对现场的地质条件进行详细勘察,包括土壤类型、地下水位、岩石层分布等,以制定合理的开挖方案。开挖过程中,应遵循“由浅入深、由小到大”的原则,逐步进行。对于软土层,可能需要采用支撑或加固措施,以防止坑壁坍塌。对于硬土或岩石层,可能需要使用机械挖掘。

在开挖过程中,还需注意保护周边环境,避免对邻近建筑物或地下管线造成影响。同时,要确保开挖出的土方有序堆放,避免造成二次污染。开挖完成后,应及时进行基坑底部平整和加固,为后续的挡土墙砌筑打下坚实的基础。

2.2基底处理

在进行基底处理之前,必须对施工现场进行详细的勘察,了解地基的土质类型、含水量、承载力等参数,以及地下水位情况。这些信息对于选择合适的基底处理方法至关重要。

基底处理的第一步是清理基坑底部,清除所有松散的土石、有机物和其他杂物,确保基底干净、平整。如果基底土质较软或含水量较高,可能需要进行加固处理。常见的加固方法包括换填法、压实法、排水法和化学加固法等。

换填法是将软弱土层挖除,然后用砂砾、碎石等材料回填,以提高基底的承载力。压实法是通过机械压实来提高土体的密实度,减少沉降。排水法则是通过设置排水系统,如排水沟、排水管等,来降低地下水位,减少水对基底稳定性的影响。化学加固法则是在土体中注入化学物质,如水泥浆、石灰浆等,通过化学反应提高土体的强度和稳定性。

在基底处理过程中,还需要注意基底与挡土墙基础之间的过渡处理。通常会在基底上铺设一层砂砾或碎石垫层,以提供均匀的支撑面,并作为排水层,防止水分积聚。垫层的厚度应根据设计要求和地基条件确定。基底处理还应考虑到挡土墙的伸缩缝设置。伸缩缝是为了适应温度变化和地基沉降而设置的,它可以防止墙体因温度应力或不均匀沉降而产生裂缝。伸缩缝的位置和宽度应根据设计规范和实际情况确定[2]

2.3基础砌筑

基础砌筑前需要对基坑底部进行彻底清理,确保无杂物、无积水,并进行必要的平整和压实处理。这一步骤是为了保证基础砌筑的稳定性和均匀性。根据设计要求和施工图纸,进行基础的定位和放线。使用水准仪和全站仪等测量工具,确保基础的位置、尺寸和坡度符合设计标准。放线完成后,进行基础的模板安装。模板应牢固、平整,且与设计尺寸一致,以确保混凝土浇筑时的形状和尺寸准确。

在模板安装完成后,进行钢筋的绑扎和安装。钢筋的布置应严格按照设计图纸进行,确保钢筋的间距、数量和位置符合要求。钢筋的绑扎要牢固,避免在混凝土浇筑过程中发生移位。进行混凝土的浇筑。混凝土的配合比应根据设计要求进行严格控制,确保混凝土的强度和耐久性。浇筑过程中,应采用分层浇筑的方法,每层厚度不宜过大,以便于混凝土的均匀密实。同时,使用振动棒进行充分振捣,排除混凝土中的气泡,提高混凝土的密实度和强度。

混凝土浇筑完成后,进行必要的养护。养护期间,要保持混凝土表面的湿润,避免过早失水导致裂缝的产生。养护时间通常根据混凝土的强度发展和环境条件确定,一般不少于7天。最后,在混凝土达到设计强度后,拆除模板,并对基础表面进行检查和修整,确保基础的平整度和外观质量。基础砌筑完成后,即可进行挡土墙的墙身砌筑。

2.4墙身砌筑

材料准备是墙身砌筑的基础。砌筑材料通常包括石块、混凝土砌块或钢筋混凝土等,这些材料必须符合设计要求和相关标准。石块应选择质地坚硬、无裂纹的石材,混凝土砌块则需确保其强度和尺寸的准确性。钢筋混凝土挡土墙还需准备适量的钢筋和混凝土,钢筋应进行除锈处理,混凝土则需按照设计配合比进行搅拌。砌筑方法是墙身砌筑的关键。砌筑时应遵循“由下至上、由内至外”的原则,确保每一层砌块的水平和垂直度。石块或砌块之间应错缝搭接,缝隙应均匀填充砂浆,以增强墙体的整体性。对于钢筋混凝土挡土墙,还需进行钢筋的绑扎和混凝土的浇筑,钢筋的间距和保护层厚度必须符合设计要求,混凝土浇筑时应均匀密实,避免出现蜂窝麻面。

质量控制是墙身砌筑的保障。在砌筑过程中,应定期检查砌块的位置、水平度和垂直度,确保墙体的几何尺寸符合设计要求。同时,还需对砂浆的配合比和强度进行检测,确保砂浆的质量。对于钢筋混凝土挡土墙,还需进行混凝土的养护,防止早期裂缝的产生。墙身砌筑完成后,还需进行墙面的修整和防水处理。墙面应平整光滑,无明显凹凸不平[3]

2.5勾缝

勾缝处理通常在挡土墙砌筑完成并达到一定强度后进行。首先,需要对墙体表面的灰缝进行清理,去除砌筑过程中残留的砂浆、泥土和其他杂物,确保勾缝材料能够牢固地附着在墙体上。清理工作应细致彻底,以避免勾缝材料与墙体之间出现空隙,影响勾缝效果。

勾缝材料的选择应根据挡土墙的设计要求和使用环境来确定。常用的勾缝材料有水泥砂浆、防水砂浆、聚合物改性砂浆等。水泥砂浆是最基本的勾缝材料,具有良好的粘结性和耐久性,但防水性能一般。防水砂浆和聚合物改性砂浆则具有更好的防水性能和柔韧性,适合用于潮湿或多雨环境下的挡土墙。

勾缝施工时,应先进行预勾缝,即在砌块之间预留一定宽度的缝隙,以便后续正式勾缝。预勾缝的宽度应均匀一致,通常为10-20毫米。正式勾缝时,应使用专用的勾缝工具,将勾缝材料均匀地填充到预留的缝隙中,确保勾缝饱满、密实,无空鼓、裂缝等缺陷。

勾缝完成后,还需要对勾缝表面进行修饰,使其与墙体表面平齐,线条流畅,美观大方。修饰工作可以采用抹平、压光、刷涂等方法,根据设计要求和施工条件灵活选择。勾缝处理的最后一步是养护。勾缝材料在硬化过程中需要适当的水分和温度条件,以保证其强度和耐久性。因此,勾缝完成后应及时进行养护,避免过早干燥或受冻,影响勾缝质量。

2.6养生与砂浆拌制

砂浆拌制是挡土墙施工中的基础工作。砂浆是连接砌块的粘合剂,其质量直接影响到墙体的整体性能。拌制砂浆时,首先要选择合适的原材料,包括水泥、砂和水。水泥应选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥,砂应为洁净的中砂,不含杂质。水的质量也需符合拌制混凝土的要求,不得含有影响水泥水化的有害物质。

砂浆的配合比应根据设计要求和施工环境进行科学计算,确保砂浆具有良好的和易性和足够的强度。拌制过程中,应先将水泥和砂按比例混合均匀,然后逐渐加入水进行搅拌,直至砂浆达到均匀细腻的状态。拌制好的砂浆应在规定时间内使用完毕,避免因时间过长导致砂浆性能下降。

养生是挡土墙施工后的重要环节,其目的是确保砂浆和混凝土充分硬化,达到设计强度。养生工作应在墙体砌筑完成后立即开始,通常包括湿润养生和覆盖养生两种方式。湿润养生是指定期向墙体表面喷水,保持其湿润状态,以促进水泥的水化和硬化。覆盖养生则是使用草帘、麻袋等材料覆盖在墙体表面,防止水分过快蒸发,同时也能起到保温的作用[4]

2.7基坑与墙背回填

基坑开挖是挡土墙施工的首要步骤。在开挖前,必须对施工现场进行详细的勘察,了解地质条件和水文情况,以确保开挖的安全性。开挖过程中,应遵循“由浅入深、由外向内”的原则,逐步进行。开挖的深度和宽度应严格按照设计图纸执行,同时要保证基坑的边坡稳定,防止坍塌事故的发生。在开挖过程中,如遇地下水,应及时采取排水措施,确保基坑干燥。

墙背回填是挡土墙施工的另一个关键环节。回填材料通常选择砂砾、碎石或符合要求的土料,这些材料应具有良好的透水性和稳定性。回填时应分层进行,每层厚度不宜过大,以便于压实。回填过程中,应使用振动压路机或其他压实设备对每一层材料进行充分压实,确保回填土的密实度达到设计要求。压实后的回填土应与挡土墙墙身紧密结合,形成一个整体,提高挡土墙的抗滑和抗倾覆能力。

在基坑开挖和墙背回填的过程中,还应注意以下几点:一是要避免在雨季或地下水位较高时进行施工,以免影响基坑的稳定性;二是要定期检查基坑的支护结构,确保其安全可靠;三是在回填过程中,要注意保护挡土墙的墙身,避免对其造成损伤;四是要对回填土进行适当的养护,防止因水分变化导致回填土的体积变化,影响挡土墙的稳定性。

3.公路路基工程挡土墙施工技术质量控制策略

3.1基坑底部加固施工

基坑底部加固施工是确保挡土墙稳定性的关键环节。在施工前,应对基坑底部进行详细的勘察,了解地质条件,特别是软弱土层的存在。加固措施通常包括使用混凝土垫层、碎石垫层或土工格栅等材料,以提高基底的承载力和均匀分散荷载。施工过程中,应严格控制垫层的厚度和均匀性,确保其与基坑底部紧密结合,无空隙。

3.2挡土墙排水施工

挡土墙排水施工是防止墙后积水导致墙体压力增大和结构破坏的重要措施。排水系统的设计应充分考虑当地的降雨量、地形和土壤渗透性。常见的排水措施包括设置排水孔、排水管和排水层。排水孔应均匀分布在挡土墙的适当位置,以有效排除墙后积水。排水管和排水层则应确保排水路径的畅通,避免堵塞。

3.3伸缩缝结构设计

伸缩缝结构设计是为了适应挡土墙在温度变化和地基沉降作用下的变形,防止墙体因应力集中而产生裂缝。伸缩缝的设计应考虑墙体的长度、高度和所处环境条件。伸缩缝的宽度应根据预计的变形量来确定,通常在20-30毫米之间。伸缩缝材料应具有良好的弹性和耐久性,如橡胶或聚氨酯等。施工时,伸缩缝的位置和宽度应精确控制,确保其功能不受影响[5]

结语

公路路基工程中挡土墙的施工技术是确保路基稳定性和公路安全的关键。随着技术的不断进步,采用现代化的施工方法和材料,包括高性能混凝土和预制构件,可以显著提升挡土墙的性能和施工效率。同时,施工过程中的质量控制和环境适应性分析也是不可忽视的要素。未来,随着智能化和自动化技术的发展,挡土墙施工将更加精确和高效。

参考文献

[1]吴鑫元.公路路基工程挡土墙施工技术研究[J].江西建材,2024,(05):255-257.

[2]王少康.公路路基工程挡土墙施工技术应用研究[J].交通世界,2024,(11):90-92.

[3]付晓敏.公路路基工程挡土墙施工技术应用探析[J].工程机械与维修,2024,(02):138-140.

[4]徐周朝.公路路基工程挡土墙施工技术研究[J].交通世界,2023,(32):127-129.

[5]马纪.高速公路路基工程挡土墙施工技术分析[J].运输经理世界,2023,(29):19-21.

 


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