高等级公路结构物台背回填施工技术探讨
中铁二十三局一公司泉厦项目部 张鑫
摘 要: 结合泉厦高速公路扩建工程(厦门段)实践,从材料选择、施工工艺和质量检测等几个方面对高等级公路结构物台背回填施工方法进行了探讨,以期提高台背回填质量,减少桥头跳车现象。
关键词: 高等级公路; 台背回填; 砂砾; 压实度
1 引言
近几年来,我国高等级公路建设发展迅猛,在这些工程建设中,普遍采用工程招标制、工程监理制和质量保证终身制等,使工程质量得到了基本保证。但从现已运行的高等级公路来看,还存在一些问题,如桥头跳车现象就是当前公路工程三大质量通病之一。造成桥头跳车的原因很多,究其主要原因即是台背回填质量不好。台背回填是工程施工控制的难点,且对今后的运行质量产生很大影响,因此,人们愈来愈认识到台背回填的重要性。本文结合泉厦高速公路扩建工程的施工实践,具体探讨结构台背回填的一般施工方法。
2 原材料选择及试验准备工作
高等级公路绝大多数呈全封闭、全立交式,故交叉建筑物多,台背回填量大而且面广。回填材料是影响台背回填质量的主要因素之一,规范要求,回填一般选用透水性土壤,当采用非透水性土时,应在土中增加外掺剂如石灰、水泥等。考虑到充分利用当地材料以降低工程造价,方便工程施工,泉厦高速公路扩建工程厦门段主要以砂砾、碎石砂作为回填料。回填砂砾、碎石砂的物理性质指标如表1
表1 桥头（结构物）回填透水性材料物理性质指标表
细粒土含量名称 砂砾 碎石砂 材料来源 河流、溪流 加工或外购 粒组 颗粒组 颗粒组 粒径 0.25~60mm 0.25~60mm 级配 （<0.074mm）% 良好 良好 <10 <10 30% 碎石：70%砂：备注 3 台背回填范围确定
台背回填范围直接关系到接缝的好坏和工程量的大小,应该按照工程实际合理确定。该工程浦头大桥台背回填设计如图 (见图1) ,
U n4 台背回填施工工艺
4. 1 压实机械
因台背回填施工场地和建筑物本身的稳定性要求,一般不采用重型压实机械。常用的压实机械有:
1) 手扶和自行式小型振动压路机、人工夯,一般用于回填宽度小于2 m 或其他大型机械无法到达的场合;
2) 10 t 、12 t 自行振动压路机,用于回填宽度大于2 m 的场合。它的工效高,压实质量好,是台背回填采用最多的一种压实机械。 由于该工程属于扩建工程，靠近老桥台背处由于大型机械无法到达，所以在靠近老桥处采用手扶式小型振动压路机，在其他区域采用12t自行振动压路机压实。 4. 2 压实方法
台背回填采用分层填筑、分层压实方法。 4. 2.1分层厚度
考虑到压实机械类型及填料和路基的接头处理, 每层松铺厚度不宜超过150 mm ,分层压实。
4. 2.2 压实遍数
压实遍数与压实机械、填料级配、含水量等因素有关,一般通过试验确定。小型压路机碾压7～9 遍,中型压路机碾压5～7 遍,即可满足压实度≥96 %的标准要求。 4. 2.3 碾压速度
压路机碾压时的行进速度不宜过快,一般控制在20～40 m/ min。 4. 3 填料回填方式及与路基接头处理
在施工条件许可的情况下,填料回填应尽量与相关路基填筑同步进行。一般可按两层台背填料一层路基进行,做好该项工作的关键是接缝处两侧要平,否则该处很难达到压实度标准。当路基已填筑至相当高度再进行台背回填时,就存在一个填料和路基接头处理的问题。一般做法是: 先按1∶1 削坡,把路基端部的松散料清除掉,直至露出硬茬,然后开挖成向内倾斜的台背(台阶宽度、高度为不超过2 个压实层厚度) ,并将台阶土压实,使其压实度大于96 % ,再按规定进行台背回填。 4. 4 台背回填现场控制 4. 4.1 回填时间控制
重力式桥台可以台身完成后回填至1/ 3 高度。实践证明,在压实机械适宜,台身尺寸较大的情况下,可以回填至1/ 2 高度;桥涵完成上部梁板安装后继续填至设计标高,但需注意此时桥涵两侧台背回填与压实应对称或同时进行,以防止出现偏压力而使结构发生破坏;
nU 图1 台背回填范围示意图
轻型桥台应完成盖板安装或浇筑且强度达到设计要求后再进行台背回填。 4. 4.2 填料层厚度和宽度控制
台背施工完毕通常用乳化沥青或冷底子油进行全断面涂刷以提高其防水效果,然后台背两端按15 cm 一层分别用红色油漆标出回填层次,回填宽度和厚度可每两层作一标注,以便随时检查。
4. 4.3 压实度控制
严格按照标准压实遍数和规定速度进行碾压,若达到标准压实遍数后压实度不合格,可多压2～3 遍, 重新测定压实度。若压实度仍达不到规定要求,应检查填料级配是否合格或其含水量是否偏小。不满足要求应将该层材料翻起重新调整颗粒级配或含水量再摊平、碾压。实践证明,颗粒级配较好、最佳含水量时,较易压实且效果较好。对于压路机不能到达的部位,如翼墙与台身拐角、填料两个端部、靠近老桥台背处等处,可采用汽锤、蛙式夯等夯实。
5 台背回填质量检测与评定
台背回填质量检测主要是填料压实度检测,高等级公路台背土压实度标准,从填方基底至路床顶面均为96%。根据回填材料不同,压实度检测方法主要有灌砂法、灌水法、沉降观测法等,前两种方法适于细粒料、砂砾料压实度检测,后一种方法适于级配碎石等较粗粒料的压实度检测。化临路台背回填压实度检测采用灌水法。 5. 1 灌水法现场检测压实度
灌水法即水袋法,其检测精度主要取决于操作方法、测坑大小、称量精度及含水量测定等。 5. 1.1 检测频率及测坑尺寸
根据现行规范规定,每层每50 m2 检验一点,不足50 m2 也需检验一点。测点应随机布设,测坑直径不小于15 cm ,深度穿透本层即15 cm 左右。 5. 1.2 灌水操作
水袋应选壁薄、强度较高的塑料袋一次性使用。灌水前将塑料袋放至坑中,水慢慢灌入,并不时用手将四周空气挤出,使塑料袋紧贴试坑周壁,直至水与试坑顶面齐平,称取灌入水量。 5. 1.3 称量与筛分
称量设备选用10 kg 案秤即可,需称量试样总重、灌水量、粗粒料重(用5 mm筛筛分出砂砾中的粗颗粒) 。 5. 1.4 含水量测定
用烘箱法或酒清燃烧法测定试样含水量。 5. 2 压实度计算与评定
现场压实度控制常采用简易方法计算。现说明其计算方法:现场通常用酒精燃烧法快速测定试样含水量,3个试样的含水量分别为4.8 %、4.5 %、4.2 % ,具体计算见表2。当每测点压实度均≥96 % ,该层压实度合格,否则,该层压实度不合格。
表2 灌水法台背回填压实度简易计算 灌水试样桩号 层数 号 1 K450+657.55 2 2 3 量m v 10.080 10510 11400 4560 4720 5030 ρ 2.211 2.227 2.266 ω 4.8 4.5 4.2 ρ1 2.110 2.131 2.175 质量 4680 5500 6550 含量 46.4 52.3 57.5 ρ2 2.17 2.18 2.20 κ 97.2 97.8 98.9 试样质量 度 量 度 颗粒颗粒密度度 湿密含水干密湿粗湿粗标准压实注：①试样含水量指试样整体含水量;②试样干密度ρ1=ρ/(1+ω);③压实度κ=ρ1/ρ2
现场计算方便快捷,不影响施工进度,其计算结果能满足现场控制要求。
6 结语
工程实践证明,台背回填质量是桥头跳车的主要影响因素,对高等级公路运行质量产生直接影响。因此,设计、施工、监理各个环节均要十分重视台背回填工作,加强管理、规范施工,层层把关,确保台背回填质量。
参考文献:
[1] JTG F10-2006. 《公路路基施工技术规范》[S] . [2]《公路工程国内招标文件规范》[M]
[3] JTGF80/1-2004. 《公路工程质量检验评定标准》[S] .
