淺談庫(kù)區(qū)公路橋涵臺(tái)背回填施工技術(shù)

吳鳴明

(杭州千汾公路有限公司,杭州 310000)

1 工程概況

淳開(kāi)公路淳安段工程位于浙江淳安縣境內(nèi),按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),全長(zhǎng)75.6 km,穿越千島湖庫(kù)區(qū),其中前20 km在核心風(fēng)景區(qū),全線共有大中小橋梁20座,涵洞448座。橋頭路基常水位103+0.5 m,設(shè)2 m寬平臺(tái),平臺(tái)以上按常規(guī)橋頭路基填筑,平臺(tái)以下采用拋石填筑,邊坡坡率均為1∶1.5。

由于橋涵臺(tái)背處的回填是路基填土與橋涵結(jié)構(gòu)物的過(guò)渡段,路基與橋涵結(jié)構(gòu)物本身間產(chǎn)生的差異沉降會(huì)導(dǎo)致路面混凝土橫向裂縫,加之路基受湖水水位變化、湖底地形條件及淤積層厚度的影響,會(huì)向庫(kù)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生緩慢蠕動(dòng),從而產(chǎn)生不均勻沉降,加劇路面縱橫向拉裂。形成橋頭跳車,將直接影響行車的舒適感及道路的使用壽命。

因此,為避免和克服橋頭跳車,在工程施工中通過(guò)采用有別于一般路堤的施工工藝進(jìn)行橋涵構(gòu)筑物臺(tái)背回填施工。另外,填料也應(yīng)采用不同于一般路基土料的特殊填料代替,并須高度重視臺(tái)背回填施工質(zhì)量控制。該工程項(xiàng)目從投入建設(shè)開(kāi)始就從實(shí)際出發(fā),從填料選擇、回填范圍、施工工藝等方面對(duì)全線部分有代表性的橋涵 (珍塢橋、毛演橋、瑪璜橋等)構(gòu)筑物的臺(tái)背回填施工方案作出了明確的規(guī)定,最大限度確保了臺(tái)背回填施工質(zhì)量。經(jīng)工后實(shí)際效果比較來(lái)看,較有效的克服了庫(kù)區(qū)公路橋頭跳車現(xiàn)象。

2 臺(tái)背回填方案

2.1 回填材料類型及質(zhì)量指標(biāo)

(1)砂性土。大于0.1 mm的土顆粒占全部土質(zhì)量的75%以上,0.075 mm篩孔的細(xì)料通過(guò)率不大于10%,細(xì)粒土液限不大于30%,塑性指數(shù)不大于18,承載比不低于8%,最大粒徑不大于50 mm。

(2)級(jí)配碎 (礫)石。最大粒徑不大于37.5 mm,級(jí)配礫石、未篩分碎石和砂礫最大粒徑不大于50 mm,其級(jí)配符合 《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-2000)的規(guī)定。

(3)貧混凝土。單位體積水泥用量不少于75～100 kg,水灰比不宜大于0.5,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,R7＞5.0 Mpa。建議配合比為:水泥:粉煤灰:砂:碎石:水=85 kg:123 kg:591 kg:1 404 kg:146 kg。水泥使用 32.5水泥,粗集料、細(xì)集料符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)11.2條有關(guān)規(guī)定,粉煤灰使用三級(jí)以上粉煤灰。

2.2 回填范圍及各范圍材料選擇

2.2.1 橋臺(tái)背回填

(1)埋置式橋臺(tái)

過(guò)渡段設(shè)置如圖1所示。特別壓實(shí)區(qū)采用級(jí)配較好的砂性土、碎 (礫)石填筑,壓實(shí)度應(yīng)不小于95%,回填下界寬度不下于3m,按1∶1放坡。施工采用先填后挖進(jìn)行,工藝流程為:臺(tái)后及錐坡填土→墩柱施工→臺(tái)帽施工→臺(tái)帽背后反開(kāi)挖回填150 cm寬貧混凝土。

圖1 埋置式橋臺(tái)過(guò)渡段設(shè)置圖

(2)U型橋臺(tái)

過(guò)渡段設(shè)置如圖2所示。以基礎(chǔ)底面外緣0.5 m作為下界寬,下界寬邊緣線往上1∶1交地面線,路床頂面寬度 (H+2.0 m)作為上界寬。當(dāng)回填寬度L≤2 m時(shí),直接回填貧混凝土;L＞2 m時(shí),臺(tái)身周圍0.5 m反開(kāi)挖回填貧混凝土,特別壓實(shí)區(qū)采用級(jí)配較好的砂性土、碎 (礫)石填筑,壓實(shí)度應(yīng)不小于95%。

圖2 U型橋臺(tái)過(guò)渡段設(shè)置圖

2.2.2 圓管涵回填

回填范圍、材料如圖3所示。涵頂和超挖部分回填貧混凝土,特別壓實(shí)區(qū)采用級(jí)配較好的砂性土、碎 (礫)石填筑,壓實(shí)度應(yīng)不小于95%。涵頂反開(kāi)挖回填貧混凝土,回填特別壓實(shí)區(qū)下界寬不小于3 m,按1∶1向上放坡。

圖3 圓管涵回填示意圖

2.2.3 蓋板 (箱)涵、通道墻背回填

過(guò)渡段設(shè)置如圖4所示。特別壓實(shí)區(qū)采用級(jí)配較好的砂性土、碎 (礫)石填筑,壓實(shí)度應(yīng)不小于95%。

圖4 蓋板(箱)涵、通道墻背回填示意圖

3 回填施工質(zhì)量控制

3.1 回填層厚控制

(1)特別壓實(shí)區(qū)砂性土、碎 (礫)石填筑分層松鋪厚度控制在20 cm以內(nèi)。

(2)貧混凝土回填施工按混凝土澆筑施工工藝進(jìn)行,每一澆筑層厚度控制在30 cm內(nèi),用插入式振動(dòng)器振動(dòng)到混凝土密實(shí)為止。

(3)施工中為便于控制分層回填厚度和保證壓實(shí)效果,應(yīng)在回填前用紅油漆或其它醒目的劃線在臺(tái)背上標(biāo)示出分層位置。

3.2 工藝控制

(1)基坑開(kāi)挖

橋涵臺(tái)背回填應(yīng)在橋涵施工完成強(qiáng)度達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后進(jìn)行,在橋涵上部構(gòu)造未安裝就位前,不得進(jìn)行臺(tái)背填筑施工。為確保臺(tái)背回填與路基填土交接面的壓實(shí)質(zhì)量,填筑施工前先進(jìn)行基坑開(kāi)挖,基礎(chǔ)底到基礎(chǔ)頂挖成1∶1的坡度,坡面與路基填土相結(jié)合的部位,應(yīng)挖成階梯臺(tái)階,臺(tái)階寬度不得小于1 m,臺(tái)階高不得大于1 m,且應(yīng)作成2%～4%的內(nèi)傾斜坡。

(2)回填順序

柱式或肋式橋臺(tái)臺(tái)背回填土,應(yīng)在柱側(cè)對(duì)稱、平衡地進(jìn)行,在蓋梁、臺(tái)帽澆注之前一定要回填至臺(tái)帽底面,臺(tái)帽底模直接在回填土層上用砂漿硬化;U型橋臺(tái)臺(tái)背回填土,應(yīng)在梁體安裝完成以后,在兩側(cè)平衡進(jìn)行;管涵應(yīng)在兩側(cè)對(duì)稱、平衡地進(jìn)行;蓋板 (箱)涵、通道應(yīng)在蓋板澆注完成以后并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)才能兩側(cè)對(duì)稱回填;橋涵背后填土應(yīng)在錐坡填土同時(shí)進(jìn)行,并按設(shè)計(jì)寬度一次填足。

3.3 壓實(shí)施工要求

(1)橋涵臺(tái)背回填施工時(shí),應(yīng)將開(kāi)挖好的基坑清理干凈,將雜物、浮土等徹底清除,將基坑內(nèi)水抽干、曬干,經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可回填。

(2)特別壓實(shí)區(qū)采用透水性好、級(jí)配較好的砂性土、碎 (礫)石填筑,壓實(shí)度應(yīng)不小于96%。

(3)埋置式橋臺(tái)建議采用先填土后開(kāi)挖的施工方案,護(hù)坡及錐坡部分超填不少于0.5 m,然后修坡,保證坡面部分的壓實(shí)度符合要求。

(4)特別壓實(shí)區(qū)應(yīng)分層壓實(shí),分層松鋪厚度不超過(guò)20 cm。寬度小于2m時(shí)或振動(dòng)壓路機(jī)碾壓不到的部位,采用沖擊振動(dòng)夯分層夯實(shí);寬度超過(guò)2 m時(shí),采用振動(dòng)壓路機(jī)分層壓實(shí)。

3.4 壓實(shí)度檢測(cè)

臺(tái)背特別壓實(shí)區(qū)壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)時(shí),要嚴(yán)格按照 《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》 (JTJ 051-93)第16章“擊實(shí)試驗(yàn)” (TO 131-93)之規(guī)定,通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn),確定一般情況下的最大干密度,然后通過(guò)灌砂法檢測(cè)出壓實(shí)度,確定實(shí)際碾壓效果和質(zhì)量;實(shí)際檢測(cè)時(shí),應(yīng)按照大于38 mm顆粒含量對(duì)最大干密度進(jìn)行修正。

3.5 排 水

施工中,應(yīng)保證作業(yè)面的排水坡度,設(shè)置必要的地下排水設(shè)施。

3.6 嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)

要求必須采用經(jīng)事先確定合格的產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)其他材料,或材料中含雜物、腐植土的,一律不許使用。

3.7 嚴(yán)把工序檢驗(yàn)關(guān)

每層碾壓后,必須按規(guī)定的頻率進(jìn)行層層自檢和監(jiān)理抽檢,檢驗(yàn)合格并經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后,方可進(jìn)入上層填筑。自檢或抽檢的頻率或密實(shí)度不夠,必須要求返工補(bǔ)壓,直到滿足密實(shí)度要求為止。

4 實(shí)施效果

淳開(kāi)公路淳安段工程建成通車后兩年,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),采用上述施工方法進(jìn)行橋涵臺(tái)背回填的部分橋梁,路面與橋梁主體沒(méi)有產(chǎn)生明顯的錯(cuò)臺(tái)。施工實(shí)踐和效果證明,只要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式合理選擇臺(tái)背回填材料和科學(xué)設(shè)計(jì)回填方式 (范圍),在施工中嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工和回填質(zhì)量控制,能在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)確保庫(kù)區(qū)橋涵臺(tái)背回填的質(zhì)量。但是,我們也要看到,由于庫(kù)區(qū)水位變化的不確定性,及其對(duì)路基產(chǎn)生的吸泥作用,尋找更長(zhǎng)效的橋頭跳車施工技術(shù),還需要各方面專業(yè)技術(shù)人員不斷積累和共同努力。

[1]劉月波.橋梁工程施工質(zhì)量通病與防治[M].北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2009.

[2]王鋒.高速公路文集:淺談橋涵臺(tái)背回填質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防與治理[M].北京:人民交通出版社,2000.

[3]JTJ 041-2000,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].