涵洞臺(tái)背回填施工技術(shù)

葉 斌

0 引言

在許多筑路工程中經(jīng)常會(huì)遇到明涵施工,明涵施工中有一項(xiàng)難以控制的工藝就是臺(tái)背回填工藝,很多明涵都因臺(tái)背回填不當(dāng)出現(xiàn)跳車現(xiàn)象,這也是所有施工單位在涵洞施工中容易出現(xiàn)的問題。馬蘭B12道路共包括六個(gè)明涵,其中五個(gè)正交涵是泄洪涵,一個(gè)斜交涵是過水涵。涵洞為剛性結(jié)構(gòu)而路基為柔性結(jié)構(gòu),臺(tái)背作為涵洞與路基的過渡帶是非常重要的,如果臺(tái)背回填處理不好使剛性和柔性結(jié)構(gòu)過渡不自然,則會(huì)出現(xiàn)涵洞和路基不均勻沉降導(dǎo)致路面凸凹不平,嚴(yán)重者會(huì)造成路面開裂。臺(tái)背回填在涵洞施工中是一個(gè)工程量很大的環(huán)節(jié),也是人們?nèi)菀缀雎缘沫h(huán)節(jié),所以研究臺(tái)背回填有很重要的意義。

1 臺(tái)背的結(jié)構(gòu)形式和尺寸

1.1 路基料回填區(qū)尺寸的確定

為使臺(tái)背回填后回填部分與原有路基之間不發(fā)生相對(duì)滑移現(xiàn)象,臺(tái)背回填形式應(yīng)為臺(tái)階形,如圖1所示。由圖1可知臺(tái)背回填的工程量取決于路基寬度和L,H,u的大小,圖1中a為臺(tái)階寬度,b為臺(tái)階高度。為保證所有臺(tái)階形成的斜面與水平面之間的夾角u小于產(chǎn)生滑移所要求的臨界值α,a與b的數(shù)值應(yīng)滿足如下公式:

通常情況下,a≥1 m,b≥50cm。

u的數(shù)值確定后根據(jù)臺(tái)身高度H可以確定出長度L的大小。最后確定出臺(tái)背回填區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸,為施工組織計(jì)劃提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

1.2 水穩(wěn)料回填區(qū)尺寸的確定

由于涵洞整體為剛性結(jié)構(gòu)而路基料為柔性結(jié)構(gòu),在二者的結(jié)合部可能出現(xiàn)不均勻沉降致使路面平整度受到影響,因此需在涵洞臺(tái)身與路基的結(jié)合部位回填較大體積的水穩(wěn)料作為過渡帶(如圖1所示)。為使過渡均勻,水穩(wěn)料回填區(qū)厚度一般不小于60cm,寬度不小于2 m?；靥顓^(qū)與路面水穩(wěn)層之間的過渡帶寬度不小于1 m,如果過小可能會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象,導(dǎo)致路面起伏不平。

2 臺(tái)背回填施工

2.1 原土處理

1)清理回填區(qū)。把所有不適合回填在內(nèi)的東西全部清理掉,這樣才能保證回填區(qū)的質(zhì)量。2)平整回填區(qū)。須對(duì)回填區(qū)進(jìn)行粗略平整,由于臺(tái)背底部空間比較狹小,所以此項(xiàng)工作只能采取人工平整的方法。3)灑水潤濕。在夯實(shí)之前須對(duì)原土進(jìn)行灑水潤濕,至少要滲透20cm,這樣才能保證夯實(shí)后的壓實(shí)度合格。4)夯實(shí)。灑水滲透之后要使用夯實(shí)機(jī)具對(duì)地基進(jìn)行夯實(shí),夯實(shí)遍數(shù)要根據(jù)所使用的機(jī)具和原土的性質(zhì)確定。夯實(shí)完成后進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè),如果合格則進(jìn)行下一道工序,否則繼續(xù)進(jìn)行夯實(shí)直到壓實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。

2.2 路基料回填區(qū)施工

2.2.1 分層回填夯實(shí)工藝

分層回填夯實(shí)工藝是規(guī)范的施工工藝,其回填流程如圖2所示。

1)回填路基料。在以上流程中回填路基料每層的厚度要根據(jù)夯實(shí)機(jī)具的功率和性能來確定。在B12道路施工中我們采用的夯實(shí)機(jī)具為沖擊夯和平板打夯機(jī)和壓路機(jī),根據(jù)機(jī)具性能在靠近涵洞臺(tái)身1 m之內(nèi)回填層厚度確定為20cm,1 m之外為40cm。2)灑水滲透?；靥蠲恳粚勇坊虾笕绻靥盍蠟楦闪蟿t需進(jìn)行灑水滲透,灑水時(shí)要水量小、遍數(shù)多,不浪費(fèi)水且能節(jié)約車輛費(fèi)用,還能達(dá)到較好的效果。灑水之后必須使每層回填料充分滲透,而后才能進(jìn)行夯實(shí)施工。為使?jié)B透速度加快也可以采用人工翻料加快滲透的方法。3)夯實(shí)。進(jìn)行夯實(shí)施工時(shí)在距離涵洞臺(tái)身1 m范圍內(nèi)不能使用壓路機(jī)等重型機(jī)械進(jìn)行碾壓,只能使用小型夯實(shí)機(jī)具,否則可能出現(xiàn)因涵洞側(cè)壓力過大而使臺(tái)身產(chǎn)生變形的現(xiàn)象。在B12道路涵洞臺(tái)背回填施工中,夯實(shí)方法為小型夯實(shí)機(jī)具和壓路機(jī)配合同時(shí)進(jìn)行施工。臺(tái)身1 m范圍內(nèi)小型機(jī)具回填20cm厚后夯實(shí),然后與壓路機(jī)回填區(qū)同時(shí)回填,直至同一高度后同時(shí)夯實(shí),使兩個(gè)區(qū)域保持同一高度后再進(jìn)行下一循環(huán)的施工。4)壓實(shí)度檢測(cè)。壓實(shí)度檢測(cè)一般有灌砂法、環(huán)刀法和核子儀測(cè)定法等。路基施工中最簡(jiǎn)便最常用的是灌砂法,B12道路臺(tái)背回填壓實(shí)度測(cè)定中采用的也是灌砂法。壓實(shí)度檢測(cè)要隨著工程的進(jìn)度按實(shí)驗(yàn)要求在不同地點(diǎn)進(jìn)行若干組實(shí)驗(yàn),然后給出總體評(píng)價(jià)。5)擴(kuò)寬。確定壓實(shí)度合格且需擴(kuò)寬的時(shí)候要進(jìn)行臺(tái)背擴(kuò)寬施工,擴(kuò)寬施工時(shí)擴(kuò)挖寬度應(yīng)為施工前確定的臺(tái)階寬度,擴(kuò)寬時(shí)要保證臺(tái)階垂面的垂直度,臺(tái)階平面內(nèi)側(cè)要比外側(cè)略低。這樣才能使臺(tái)背與路基更好的結(jié)合,降低相對(duì)滑移的幾率。

2.2.2 水壓法回填工藝

在臺(tái)背回填中還有一種方法叫水壓法。其施工工藝為:首先將臺(tái)背臺(tái)階施工完成,然后向臺(tái)背內(nèi)灌砂,灌砂完成后向內(nèi)澆水,直到飽和為止。這種工藝如掌握得當(dāng)也可達(dá)到壓實(shí)度和彎沉指標(biāo),但如果對(duì)此項(xiàng)工程沒有豐富的經(jīng)驗(yàn)一般難以掌握,所以在比較重要的工程中沒有十足的把握一般施工隊(duì)伍不會(huì)采用。

2.3 水穩(wěn)料回填區(qū)施工

1)拌和。水穩(wěn)料為粒徑小于40mm且級(jí)配良好的砂礫料與4%的緩凝水泥加水拌和而成的低標(biāo)號(hào)混凝土。拌和一般情況使用水穩(wěn)料拌合站,在沒有拌合站的情況下也可人工拌和。2)回填夯實(shí)。回填水穩(wěn)料時(shí)須注意兩個(gè)問題:a.水穩(wěn)料虛鋪厚度和頂面高程。在回填前測(cè)繪人員要在回填區(qū)域內(nèi)做灰餅,用以控制回填夯實(shí)后的頂面高程?；靥顓^(qū)頂面高程應(yīng)為路面高程減去面層和水穩(wěn)層厚度之后的高程,不可一次性回填到水穩(wěn)層頂面或回填頂面坡度與路面坡度不一致?；靥顣r(shí)要注意確定好水穩(wěn)料的松散系數(shù),計(jì)算好回填料的虛鋪厚度,這樣才能做到準(zhǔn)確的頂面高程。b.水穩(wěn)料頂面平整度。由于水穩(wěn)料回填完畢后,回填部分向上兩層為攤鋪機(jī)攤鋪水穩(wěn)層和瀝青混凝土面層,如果回填區(qū)頂面平整度不是很好則會(huì)影響到水穩(wěn)層和瀝青面層的平整度,使路面行車不舒適甚至出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。

3 結(jié)語

臺(tái)背回填是涵洞施工中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),如果非常成功的話,車輛在通過涵洞時(shí)會(huì)非常順暢、舒適。如果回填存在問題可能當(dāng)時(shí)沒什么征兆,但過一兩年后所有問題就會(huì)顯現(xiàn)出來。在進(jìn)行臺(tái)背回填施工時(shí)要注意每一個(gè)工序的細(xì)節(jié),這是回填成功與否的關(guān)鍵,也可能會(huì)影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。只要把握好上文中所述的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就一定可以把臺(tái)背回填做好,一定可以使涵洞施工錦上添花,可以完成好道路施工中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

[1] 馬國紅,倪 丹.山區(qū)公路涵洞常見問題及處理方法[J].山西建筑,2008,34(17):310-311.