徐明高速公路箱通臺背灰土回填處理效果分析

佘凱

摘要:結(jié)合徐州到明光高速公路實例，對裝配式箱通的設(shè)計情況和使用灰土進(jìn)行箱通臺背的回填的具體施工工藝進(jìn)行了分析，對灰土回填過程中的實際效果和應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了研究和探討，對填筑箱通臺背路堤的最終效果進(jìn)行了論述，在實踐基礎(chǔ)上，證明了灰土回填的有效性。

關(guān)鍵詞:橋頭跳車，箱通，臺背，灰土，處理效果

中圖分類號：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一．引言

在徐明高速公路修建時，跟其他的公路一樣，必須要進(jìn)行橋梁和“三孔”結(jié)構(gòu)物的修建，因此在結(jié)構(gòu)物和路基交接的地方形成較高的路堤，此外因為內(nèi)軟土地的承載能力相對較低，而壓縮性卻很高，所以當(dāng)高填土路堤與軟土地基一起發(fā)生作用的時候就很容易造成路堤面的沉降問題，同時在路堤和結(jié)構(gòu)之間很容易錯臺，最終形成橋頭跳車的問題。對于道路運行中的舒適性與安全性都產(chǎn)生了不良的影響，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的經(jīng)濟和社會損失。

石灰回填

石灰土是粉碎性的土壤和較為松散的土壤混合在一起，添加石灰和水，根據(jù)相關(guān)的質(zhì)量規(guī)范進(jìn)行攪拌，在含水量最好的情況下進(jìn)行攤鋪和壓實，最后進(jìn)行養(yǎng)生，保證抗壓強度符合規(guī)定的要求，最終形成的混合型材料。石灰穩(wěn)定土能夠抵抗較高的強度，同時也有相當(dāng)?shù)目箯潖姸?，在使用過程中，強度隨著使用時間的推遲而逐漸提高。

石灰土作為臺背回填的材料，具有很長的發(fā)展歷史，在施工中這一施工方法十分的簡單，因此得到了非常廣泛的推廣，在工程使用中只需要重視材料配比及后期檢測兩個方面就可以。對于石灰劑量的控制，國內(nèi)外的學(xué)者們都進(jìn)行了深入的研究，也得到了很多的科研成果。

根據(jù)這些成果各個國家制定了相關(guān)的規(guī)范和制度：

中國規(guī)范中通常會規(guī)定在石灰土使用中需要采用無側(cè)限抗壓強度指標(biāo)來對石灰的使用數(shù)量進(jìn)行控制，這樣就能夠很好的反映土體的軸向抗壓強度，但是這些指標(biāo)也無法準(zhǔn)確的對土樣剪切破壞的程度進(jìn)行反映和判定。

在美國，相關(guān)問題的規(guī)定是使用PH 值來判定的，規(guī)定PH=12.4的時候為最合適的劑量，通過這一指標(biāo)來控制施工也存在不足：這個數(shù)值并不能對工程材料的性質(zhì)進(jìn)行衡量，而在確定了理論的劑量之后還要根據(jù)實際情況進(jìn)行修正，在已經(jīng)確定的劑量數(shù)值周圍再取3個數(shù)值進(jìn)行對比，然后采用相同的指標(biāo)來加以控制，最終選擇最高值作為符合要求的劑量，這一方法在使用的過程中十分的麻煩，所以這一方法并沒有得到大規(guī)模的推廣。

根據(jù)路基現(xiàn)場的施工經(jīng)驗，我國建筑研究專家陳愛軍等提出CBR即加州承載比，來對石灰土中石灰的含量進(jìn)行了表達(dá)，這個指標(biāo)可以對局部的抗剪強度進(jìn)行反映，所以適合用來反映路基真實受力情況，在使用過程中十分的簡單方便，得到了大規(guī)模的推廣。

在臺背回填的過程中，對材料的要求不僅要有一定的抗強度能力，還要有較高的穩(wěn)定性，在通過CBR這一指標(biāo)對石灰的劑量進(jìn)行控制時，大多要考慮這一指標(biāo)的膨脹量，從而提高穩(wěn)定性。

而對于含水量的界定，當(dāng)前更多的是通過實驗來對含水量的最佳數(shù)值進(jìn)行控制。在之后的含水量檢查中，可以通過壓實度、彎沉來進(jìn)行控制，但是因為石灰土的化學(xué)性質(zhì)會因為時間而變化，因此在現(xiàn)場施工中的檢測方法是不能較好的對實際的質(zhì)量加以反應(yīng)的，因此還應(yīng)該根據(jù)實際的施工現(xiàn)場情況來確定含水量的最佳值。

三．工程概況

徐明高速公路道路沿線的土壤從上往下分別是：硬塑狀豁土或亞勃土—流一軟塑狀淤泥質(zhì)赫土、亞薪土層—硬塑或可塑狀態(tài)的亞茹土、豁土以及亞砂土。

1箱通設(shè)計具體情形

徐明高速公路采用裝配式通道設(shè)計，地基承載力容許值應(yīng)不小于200kpa，地基在承載結(jié)構(gòu)及填土材料中應(yīng)不引發(fā)過度沉降，地基應(yīng)對整個結(jié)構(gòu)保持均勻的承載力，地基應(yīng)避免軟弱地基和巖石地基交叉狀態(tài)，否則，應(yīng)進(jìn)行強夯或沖擊式壓路機夯實、優(yōu)質(zhì)填充材料置換等方法。

2灰土回填箱通臺背

回填箱通臺背的灰土是由石灰、水、土在規(guī)定比例下進(jìn)行混合而得到的材料，俗稱灰土。

在施工中要很好的解決臺背處路基的下沉問題，必須通過科學(xué)有效的施工方法，保證臺背的壓實度達(dá)到合格，在徐明高速公路的路基施工中，臺背回填采用5%石灰土，場拌，土質(zhì)為膨脹土發(fā)育區(qū)，土的自由膨脹率為40～49%，液限39.5～50%。通過多次施工實驗，對于灰土拌和及臺背碾壓總結(jié)出來一套相對完整有效的施工工藝。

2.1灰土場拌

2.1.1進(jìn)行灰土場拌的材料以及檢測技術(shù)工藝如下：

首先要針對白灰的等級進(jìn)行檢驗，在應(yīng)用過程中，要求白灰達(dá)到三級以上的標(biāo)準(zhǔn)；在素土中的雜物必須要進(jìn)行清理。

2.1.2摻料

5%灰土可以轉(zhuǎn)化成為1:12石灰與素土組合，在這個比例的基礎(chǔ)上開始摻料。

2.1.3拌和

要確?；彝猎跀嚢璧倪^程中保持均勻，那么水和石灰的劑量就要符合相關(guān)的規(guī)定，在進(jìn)行拌合的過程中，要使用灰土拌合機將攤鋪好的白灰、素土拌和3遍后，進(jìn)行詳細(xì)的含水量檢測，如果含水量不足要加水，此時含水量的最佳指標(biāo)是實際的含水量大于最佳含水量2%--3%(拌和過程中水分會蒸發(fā))。如果石灰的量太少，就要添加白灰進(jìn)行拌合，要確保石灰劑量大于5%，所有的材料比例符合要求之后要進(jìn)行6-8次的攪拌，對拌合好的材料要盡快使用。

2.2臺背回填施工

2. 2. 1回填準(zhǔn)備

針對已經(jīng)壓實的路基，在交接地方挖成臺階狀，寬度保證在1.0m，而施工中要方便分層回填密度的控制還要在臺背側(cè)面每隔20cm進(jìn)行標(biāo)記，從而控制虛鋪問題。

2.2.2攤鋪

1)當(dāng)每一層的放樣完成之后，要對臺背的寬度進(jìn)行測量，然后予以標(biāo)志，這樣可以控制灰土的使用劑量。

2)施工中要使用灰土同時在臺背兩面進(jìn)行填筑，填筑施工需要保持對稱，通過機械工具將表面推平之后，再進(jìn)行壓實。

3)在施工中質(zhì)量檢查人員需要及時的進(jìn)行檢測，確保灰土鋪設(shè)都達(dá)標(biāo)。

2.2.3碾壓工藝

1)機械配備。要確保下層灰土不會因為震動結(jié)構(gòu)造成破壞，需要使用25t靜壓進(jìn)行碾壓。

2)碾壓方法。臺背需要碾壓6-8遍，確保實際緊實度達(dá)到96%以上。

2. 3現(xiàn)場質(zhì)量檢測

在現(xiàn)場施工中，每一道程序都有相應(yīng)的監(jiān)理人員進(jìn)行監(jiān)督，保證上下工序的銜接，對于緊實度的檢測要保證壓實度在96%以上，否則就需要二次施工。

3對回填效果進(jìn)行分析

通過選擇2個有代表性的箱通斷面K66+000和K69+218進(jìn)行分析。

3.1對基底附加應(yīng)力的相關(guān)檢測

表1斷面基底承載力

里程 結(jié)構(gòu)物形式 填高/m 基底承載力/kpa 回填材料

K66+000 裝配式通道 3.5 300 5%灰土

K69+218 裝配式拱涵 6.7 350 5%灰土

3.2沉降分析

表2分析斷面的沉降量

里程 填高/m 通車時沉降/mm 2013年底沉降 預(yù)測總沉降 回填材料

K66+000 3.5 382.1 400.00 403.00 5%灰土

K69+218 6.7 1600.00 1650.00 1680.00 5%灰土

3 3處理效果分析

通過對附加應(yīng)力和沉降的對比檢測可以發(fā)現(xiàn):

通過灰土回填形成的斷面，附加應(yīng)力較小，總的沉降程度也較好，作為臺背回填料，灰土自身的壓縮模量高和應(yīng)力的擴散能力能夠降低垂直應(yīng)力，改善沉降變形問題，同時可以有效的避免跳車問題。

4通車驗證

徐明高速公路路基施工結(jié)束一年多，全線車輛運行十分平穩(wěn)舒適，運行中沒有跳車情況，回填效果良好。

四．結(jié)束語

通過對灰土進(jìn)行臺背回填處理的效果進(jìn)行分析，可以知道：

1)灰土具有較好的穩(wěn)定性和強度，壓縮模量較高。所以，使用灰土進(jìn)行臺背路的回填可以在增強自身重力和荷載力的同時，控制堤身的變形問題。

2)因為灰土路堤的具有擴散效應(yīng)，這就讓路堤和淺層軟土側(cè)向位移得到有效的控制，極大的改善了路堤的穩(wěn)定性。因此在結(jié)構(gòu)物和路基交接的地方進(jìn)行回填，這樣就能夠有效的增強高路堤的穩(wěn)定性。

3)工程實踐表明，用5%灰土技術(shù)填筑臺背路堤能夠降低路面沉降，有效控制跳車。

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