许 奎 徐 鹏
(中交二航局南方工程有限公司)
随着我国高速公路网的日益发展,每年新建高速公路达到3000km以上,高速公路已成为人们出行必不可少的部分,高速公路建设中结构物台背回填是施工中须重点关注的地方,而山区软基区域高速公路结构物的台背回填,因地势陡,无法使用大型机械夯实,导致台背回填质量更加难以控制。通过高恩高速项目及河惠莞高速项目山区软基桥涵台背回填施工研究,分析总结出了几点山区台背回填施工的要点,从而保证了高恩高速项目和河惠莞高速项目山区软基结构物台背回填的施工质量。
高恩高速公路起于广明高速公路与江罗高速公路的交叉点(高村互通),终于与开阳高速相接的凤山互通,并与中山至开平高速公路对接,是广明高速公路在江门境内的延伸线。该高速公路桥涵结构物主要位于山区山间洼地或山间谷地中,软土主要为淤泥、淤泥质粉质粘土及泥炭土,厚度一般为2~3m。
河惠莞高速公路龙川至紫金段北接江西省的宁都至定南高速公路,南连河惠莞高速公路的紫金至东莞段。主要为在低洼地、水塘、水稻田等沉积的灰黑色淤泥质土,性质为粉质粘土、粘土等,富含腐殖质,含水量大,土体呈软塑状态,低强度、高压缩,厚度一般为2.5m。
综合两个项目施工研究,山区软基区域结构物台背回填主要从基底软基处理、填料、压实机械与施工控制和质量检测四个方面进行控制。
高恩高速项目和河惠莞高速项目山区软基主要采用清淤换填处理方法,施工时采用挖掘机搭配自卸车将山区软基区域内的淤泥清理干净,然后用小型夯实机夯实,经“三检”程序验收合格后,分层回填、碾压好的填料,填料主要选用强风化土、石屑或片石。分层回填碾压严格按照报检程序验收。
(1)施工准备。施工前对换填的范围和深度进行核实,当采用机械挖除换填时,预留30~50cm的保护层由人工清理。根据设计图纸要求,放出软基处理地段各特征点(起点、终点桩号,两侧宽度),并复核处理宽度和原地表标高。
(2)挖除软土。用挖掘机将淤泥挖除,并运至指定位置。清淤至设计标高后,检测基底承载力并测量清淤后的基底标高,如果承载力达不到规范要求,联系设计及地勘单位进行处理。地基承载力合格后,进行基底标高测量,填写三方联测资料。
(3)基底检验。检查开挖是否达到设计要求,开挖尺寸是否满足施工要求。
(4)分层铺填填料。回填材料地基底面宜铺设在同一高程上,如深度不同时,按施工图挖成台阶或斜坡搭接,搭接处应夯实,施工按先深后浅的顺序进行。分段填筑时每层接缝处应做成斜坡型,接缝部位不得在基础,墙角等重要部位。
(5)分层夯实。回填须分层压实,每层厚度为15~20cm。夯实按先四周后中间的原则进行。
(6)验收检验。最后一层土碾压完成后,检查高程和平整度,报监理验收。
结构物台背回填材料选用原则为:
(1)透水性能好;
(2)能被充分压实;
(3)回填材料不得含有草皮、树根、垃圾、有机物及废弃混凝土块等;
(4)填料的最大粒径不超过50mm。
根据以上原则结合两个项目实际,选用的回填材料为强风化土和石屑。
2.3.1合理选用压实机械设备
山区山间洼地结构物下部和台背的边、角等部位难以用大型压路机压实到位,且对构造物也有一定影响。因此,结构物台背基础顶面以下及基础顶面以上约1m范围内回填时采用小型手扶振动夯或手扶振动压路机压实,回填至基础顶面以上1m后因上部空间充足采用26t压路机+小型手扶振动夯或手扶振动压路机压实作业,另采用液压夯实机进行补夯。
2.3.2回填施工控制要点
(1)山区软基结构物台背回填时因作业面小,为控制回填质量,回填压实厚度不超过15cm,压实度不小于96%;
(2)使用石灰线标记出台背回填范围,桥涵台背回填严格按规范要求对称分层填筑,控制好分层压实厚度、填料质量及含水率;
(3)边坡必须挖成台阶状,每层台阶高度不超过50cm,台背填土底部最小宽度距基础边缘不小于2m,回填边坡为1:1;
(4)台背回填压实度经检测满足要求后,方可使用液压夯实进行补强;
(5)高速液压夯实机夯锤重量不小于3t(档位有高、中、低三档)、夯击最大势能不小于30kJ、夯板直径不小于1m;
(6)回填至结构物基础顶面高1m后剩余上部结构物回填时,每填筑1m须使用液压夯实机补夯一次,两夯点中心间距为75cm,采用全幅满夯搭接方式,夯点据结构物台背的净距为50cm,第一排夯点以二档十二锤为压实一遍,其余夯点以三档九锤为压实一遍;
(7)采用液压夯补夯时,采用直线作业法施工,涵洞一侧以离涵洞5m为补夯范围,桥台一侧以离桥台10m为补夯范围;
(8)台背回填采用“慢填加观测”的方式进行,禁止快速填土。
两个项目结构物台背回填均按照分层填筑、分层检测。台背回填质量检测包括压实度、沉降差及其它相关技术指标的检测。
填土的压实度标准按设计要求实施。并在桥台背墙或明显地方标明高度逐层填筑、逐层碾压检测。回填石屑压实度采用压实沉降差法,沉降差均小于2mm。沉降观测在台背回填过程中和完成后进行,沉降桩设置在不易受扰动的位置,定期观测,根据观测数据绘制出沉降规律线。
每填一层,碾压一层,检查一层,压实度检查频率每50m2检验1点,不足50m2时至少检验1点,每点都应合格,压实度要求不小于96%。压实厚度、平整度和宽度检查频率每层均不少于左、中、右检验三个点,层厚不大于15cm,平整度不大于15mm,宽度不小于设计值。
综上所述,为保证山区软基区域台背回填施工质量,须对对软基基底处理、选择合适的填筑材料、合理选用压实机械设备及回填施工控制要点等各个环节进行严格把控,这样才能有效的控制高速公路结构物台背不均匀沉降,并最终解决高速公路桥头跳车的问题。此种施工方式比较适合山区软基区域高速公路结构物台背回填工况,为以后山区软基区域高速公路结构物台背回填提供参考。
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