浅谈库区公路桥涵台背回填施工技术

吴鸣明

(杭州千汾公路有限公司,杭州 310000)

1 工程概况

淳开公路淳安段工程位于浙江淳安县境内,按二级公路标准建设,全长75.6 km,穿越千岛湖库区,其中前20 km在核心风景区,全线共有大中小桥梁20座,涵洞448座。桥头路基常水位103+0.5 m,设2 m宽平台,平台以上按常规桥头路基填筑,平台以下采用抛石填筑,边坡坡率均为1∶1.5。

由于桥涵台背处的回填是路基填土与桥涵结构物的过渡段,路基与桥涵结构物本身间产生的差异沉降会导致路面混凝土横向裂缝,加之路基受湖水水位变化、湖底地形条件及淤积层厚度的影响,会向库区内产生缓慢蠕动,从而产生不均匀沉降,加剧路面纵横向拉裂。形成桥头跳车,将直接影响行车的舒适感及道路的使用寿命。

因此,为避免和克服桥头跳车,在工程施工中通过采用有别于一般路堤的施工工艺进行桥涵构筑物台背回填施工。另外,填料也应采用不同于一般路基土料的特殊填料代替,并须高度重视台背回填施工质量控制。该工程项目从投入建设开始就从实际出发,从填料选择、回填范围、施工工艺等方面对全线部分有代表性的桥涵 (珍坞桥、毛演桥、玛璜桥等)构筑物的台背回填施工方案作出了明确的规定,最大限度确保了台背回填施工质量。经工后实际效果比较来看,较有效的克服了库区公路桥头跳车现象。

2 台背回填方案

2.1 回填材料类型及质量指标

(1)砂性土。大于0.1 mm的土颗粒占全部土质量的75%以上,0.075 mm筛孔的细料通过率不大于10%,细粒土液限不大于30%,塑性指数不大于18,承载比不低于8%,最大粒径不大于50 mm。

(2)级配碎 (砾)石。最大粒径不大于37.5 mm,级配砾石、未筛分碎石和砂砾最大粒径不大于50 mm,其级配符合 《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)的规定。

(3)贫混凝土。单位体积水泥用量不少于75～100 kg,水灰比不宜大于0.5,标准养护条件下,R7＞5.0 Mpa。建议配合比为: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、细集料符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)11.2条有关规定,粉煤灰使用三级以上粉煤灰。

2.2 回填范围及各范围材料选择

2.2.1 桥台背回填

(1)埋置式桥台

过渡段设置如图1所示。特别压实区采用级配较好的砂性土、碎 (砾)石填筑,压实度应不小于95%,回填下界宽度不下于3m,按1∶1放坡。施工采用先填后挖进行,工艺流程为:台后及锥坡填土→墩柱施工→台帽施工→台帽背后反开挖回填150 cm宽贫混凝土。

图1 埋置式桥台过渡段设置图

(2)U型桥台

过渡段设置如图2所示。以基础底面外缘0.5 m作为下界宽,下界宽边缘线往上1∶1交地面线,路床顶面宽度 (H+2.0 m)作为上界宽。当回填宽度L≤2 m时,直接回填贫混凝土;L＞2 m时,台身周围0.5 m反开挖回填贫混凝土,特别压实区采用级配较好的砂性土、碎 (砾)石填筑,压实度应不小于95%。

图2 U型桥台过渡段设置图

2.2.2 圆管涵回填

回填范围、材料如图3所示。涵顶和超挖部分回填贫混凝土,特别压实区采用级配较好的砂性土、碎 (砾)石填筑,压实度应不小于95%。涵顶反开挖回填贫混凝土,回填特别压实区下界宽不小于3 m,按1∶1向上放坡。

图3 圆管涵回填示意图

2.2.3 盖板 (箱)涵、通道墙背回填

过渡段设置如图4所示。特别压实区采用级配较好的砂性土、碎 (砾)石填筑,压实度应不小于95%。

图4 盖板(箱)涵、通道墙背回填示意图

3 回填施工质量控制

3.1 回填层厚控制

(1)特别压实区砂性土、碎 (砾)石填筑分层松铺厚度控制在20 cm以内。

(2)贫混凝土回填施工按混凝土浇筑施工工艺进行,每一浇筑层厚度控制在30 cm内,用插入式振动器振动到混凝土密实为止。

(3)施工中为便于控制分层回填厚度和保证压实效果,应在回填前用红油漆或其它醒目的划线在台背上标示出分层位置。

3.2 工艺控制

(1)基坑开挖

桥涵台背回填应在桥涵施工完成强度达到80%设计强度以后进行,在桥涵上部构造未安装就位前,不得进行台背填筑施工。为确保台背回填与路基填土交接面的压实质量,填筑施工前先进行基坑开挖,基础底到基础顶挖成1∶1的坡度,坡面与路基填土相结合的部位,应挖成阶梯台阶,台阶宽度不得小于1 m,台阶高不得大于1 m,且应作成2%～4%的内倾斜坡。

(2)回填顺序

柱式或肋式桥台台背回填土,应在柱侧对称、平衡地进行,在盖梁、台帽浇注之前一定要回填至台帽底面,台帽底模直接在回填土层上用砂浆硬化;U型桥台台背回填土,应在梁体安装完成以后,在两侧平衡进行;管涵应在两侧对称、平衡地进行;盖板 (箱)涵、通道应在盖板浇注完成以后并达到设计强度的75%时才能两侧对称回填;桥涵背后填土应在锥坡填土同时进行,并按设计宽度一次填足。

3.3 压实施工要求

(1)桥涵台背回填施工时,应将开挖好的基坑清理干净,将杂物、浮土等彻底清除,将基坑内水抽干、晒干,经检验合格后方可回填。

(2)特别压实区采用透水性好、级配较好的砂性土、碎 (砾)石填筑,压实度应不小于96%。

(3)埋置式桥台建议采用先填土后开挖的施工方案,护坡及锥坡部分超填不少于0.5 m,然后修坡,保证坡面部分的压实度符合要求。

(4)特别压实区应分层压实,分层松铺厚度不超过20 cm。宽度小于2m时或振动压路机碾压不到的部位,采用冲击振动夯分层夯实;宽度超过2 m时,采用振动压路机分层压实。

3.4 压实度检测

台背特别压实区压实度试验检测时,要严格按照 《公路土工试验规程》 (JTJ 051-93)第16章“击实试验” (TO 131-93)之规定,通过击实试验,确定一般情况下的最大干密度,然后通过灌砂法检测出压实度,确定实际碾压效果和质量;实际检测时,应按照大于38 mm颗粒含量对最大干密度进行修正。

3.5 排 水

施工中,应保证作业面的排水坡度,设置必要的地下排水设施。

3.6 严把材料质量关

要求必须采用经事先确定合格的产品,发现其他材料,或材料中含杂物、腐植土的,一律不许使用。

3.7 严把工序检验关

每层碾压后,必须按规定的频率进行层层自检和监理抽检,检验合格并经监理签认后,方可进入上层填筑。自检或抽检的频率或密实度不够,必须要求返工补压,直到满足密实度要求为止。

4 实施效果

淳开公路淳安段工程建成通车后两年,经现场实测,采用上述施工方法进行桥涵台背回填的部分桥梁,路面与桥梁主体没有产生明显的错台。施工实践和效果证明,只要根据不同结构形式合理选择台背回填材料和科学设计回填方式 (范围),在施工中严格按照技术规范和质量标准进行施工和回填质量控制,能在相当长一段时期内确保库区桥涵台背回填的质量。但是,我们也要看到,由于库区水位变化的不确定性,及其对路基产生的吸泥作用,寻找更长效的桥头跳车施工技术,还需要各方面专业技术人员不断积累和共同努力。

[1]刘月波.桥梁工程施工质量通病与防治[M].北京:中国建材工业出版社,2009.

[2]王锋.高速公路文集:浅谈桥涵台背回填质量问题的预防与治理[M].北京:人民交通出版社,2000.

[3]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].