胡 誠,龍治軒,黃顯彬

(1.都江堰市交通局;2.四川農(nóng)業(yè)大學城鄉(xiāng)建設學院)

1 橋臺臺背回填質(zhì)量問題

1.1 臺背填料壓實度達不到標準

部分橋臺臺背填料為施工時的傾填的填料,并沒分層碾壓密實,壓實度達不到要求。由于施工難度較大,部分橋臺臺背邊角壓路機無法進入,又沒有用小型夯機進行夯實,壓實度仍然不能保證。橋臺臺背壓實度達不到標準,也就導致了臺背填料孔隙率大,隨著公路投入運營,在自重及車輛荷載作用下,路基及臺后填土土質(zhì)密實度增大,道路結(jié)構(gòu)層之間被壓縮,填料的孔隙率漸漸降低,便在一定時期內(nèi)產(chǎn)生沉降和較大變形,而橋梁構(gòu)造物的沉降量很小,將產(chǎn)生橋不沉而路沉,形成跳車現(xiàn)象。

1.2 填料級配達不到標準

由于填料較為緊缺,部分臺背和涵背所用填料級配較差,不能達到設計要求,規(guī)范最大粒徑要求見表 1。所用填料為卵石或漂石土,有些漂石粒徑大于 60cm,致使填料間孔隙較大,公路經(jīng)過一段時間的運營后,填料的孔隙漸漸降低,便會產(chǎn)生沉降和較大的變形,造成跳車現(xiàn)象。

1.3 工后沉降期不夠

由于工期緊張,前期施工中填料不足,導致前期施工速度較為緩慢,很多臺背工后沉降期不夠。到通車時,絕大多數(shù)臺背的工后沉降期不到 1年,有些甚至僅有數(shù)月,均達不到 2～3年的標準。隨著公路運營時間的推移,土質(zhì)密實度增大,孔隙率減小,道路結(jié)構(gòu)層之間被壓縮,而橋臺由于一般采用樁基礎或擴大基礎,沉降在施工完畢后已完成,這就導致路面與橋臺之間相對沉降,二者之間形成臺階造成跳車。

1.4 施工質(zhì)量存在隱患

(1)由于部分工點臺背施工時施工作業(yè)面狹窄,大型壓實機械不易靠近橋頭路基,僅能采用小型夯實機械,或由于部分工點施工難度較大,還沒有用小型夯實機械對其邊角進行足夠的夯實處理,而造成橋頭路基壓實度達不到設計要不得和規(guī)范標準,不能保證壓實質(zhì)量。

(2)由于工期緊張,部分施工單位在追求施工進度的情況下,對于個別工點沒有嚴格按照施工程序“分層填筑,分層碾壓,分層檢測”進行施工,沒有控制好路基填土質(zhì)量。按照規(guī)范要求,臺背回填應在接近最付佳含水量狀態(tài)下分層填筑、分層壓實,每層松鋪厚度不宜超過 20 cm,密實度應達到設計要求。由于工期緊張和部分工點的施工難度較大,部分施工單位沒有完全達到規(guī)范和相應標準的要求,部分工點回填壓實時,每層的厚度大于了 20 cm。同時由于填筑速度過快,每一層也沒有達到相應的沉降期就填筑下一層,這就導致橋頭引道及錐坡的填土壓實度達不到標準,造成這部分填土有下沉的可能,引起跳車,成為將來公路運營的隱患。

2 臺背回填

2.1 材料的選用

(1)回填料應本著因地質(zhì)宜、就近取材、經(jīng)濟合理的原則,應采用強度高、透水性強、水穩(wěn)性好、宜于穩(wěn)定的材料,或采用輕質(zhì)材料。應該結(jié)合橋臺的結(jié)構(gòu)型式,明、暗溝通道和涵洞填土高度,按路基與橋涵的施工順序,分別選用砂、砂礫、路基挖方處碎石土和水泥穩(wěn)定碎石土,有條件的地方可以考慮回填碎石或水泥穩(wěn)定類材料等。

(2)橋臺的回填以砂礫石為主。對回填面積窄小的重要部位、壓路機無法碾壓的死角,可回填或翻挖換填水泥穩(wěn)定砂礫、水泥穩(wěn)定碎石或其他穩(wěn)定材料等,并用小型夯實機夯實至規(guī)范標準。

2.2 質(zhì)量控制

(1)回填應嚴格控制選料含水量,分層壓實度應達到95%以上。

(2)回填應分層填筑、分層壓實,分層壓實厚度控制視碾壓機具而定,采用重型壓路機不宜超過 15 cm,采用小型夯實機不宜超過 12 cm,臺背回填前,應用紅油漆標明分層標記以及回填總層數(shù)編號,嚴格按分層厚度填筑。

(3)臺背回填范圍總體要求應按技術規(guī)范執(zhí)行。對構(gòu)造物采取“先填后挖”施工和構(gòu)造物緊靠山體開挖以及基礎底開挖為巖面或密實穩(wěn)定層,回填范圍可小于規(guī)定,不需擴寬,在清基除雜后,可按分層要求填筑。

2.3 工藝控制

(1)處理好基底

①基底清淤必須徹底,嚴禁有雜物、浮土、腐殖土等。

②基底范圍內(nèi)由于地表水或地下水影響其穩(wěn)定性時,應在基底頂面或其他適當位置設置必要的排水設施,或換填不易風化的片石、塊石、砂礫等透水性材料,嚴禁積水浸泡基底,必要時采用袋裝沙井、塑料排水板、堆載預壓、換土、高壓噴射注漿、振動碎石樁、強夯施工等方法進行處理。

③基底必須密實,若基底為耕地或松散土質(zhì)時,應在填筑前進行壓實,壓實度一般不低于90%。

④水田、湖塘等地段的基底應視具體情況采取排水、清淤、晾曬、換填、摻灰及其它的加固措施進行處理。對軟土、濕陷性黃土、多年凍土等適用于各自特點的特殊地基處理方法治理,如換土、強夯,固結(jié)、輕質(zhì)路堤和粉噴樁等方法以改善地基,提高承載力,減少工后沉降。

⑤做好橋頭臺背地基的排水工作,避免路基水流對基底的浸泡和沖刷。

(2)完善排水設施

①保證施工中的排水坡度,設置必要的排水設施。

②在橋臺與填方段結(jié)合處及過渡段的路面下設置墊層,防止路面下滲水進入填方體。對中間為砂礫石填料,兩側(cè)為土類填料的填方體與加固地基的連接處做 30～50m縱向集水管和每 5～10m的橫向排水管,以排泄填方體與加固地基的下滲水。

③在目前的橋臺設計中,前墻與側(cè)墻均沒設計泄水孔,建議在設計、施工中設計泄水孔,以利排水。

2.4 壓實

(1)嚴格控制厚度

構(gòu)造物回填時必須分層填筑,分層壓實,每層壓實厚度不得大于 15 cm。為方便檢查松鋪厚度是否均勻及方便施工,在進行臺背回填前,從結(jié)構(gòu)物的基礎頂面開始,在臺背背墻上做好記號,分層標識,以此作參照進行分層填筑。這樣既方便現(xiàn)場施工人員控制,又方便檢查施工質(zhì)量。在回填過程中,順路線方向形成 3%的的橫坡,以防止雨水沿結(jié)構(gòu)的處壁向下滲透,影響回填質(zhì)量。

(2)選擇合理的壓實機械

為保證填土壓實質(zhì)量,在比較寬闊部位應盡量使用大型壓實機械,只是在臨近構(gòu)造物邊緣及涵頂 50 cm內(nèi),才用小型夯壓機械,分薄層認真夯壓密實,夯壓遍數(shù)應通過試驗確實,以達到壓實度要求為準。小型壓實機械采用自重輕、壓實效果好的沖擊夯,對于機械夯實碾壓不到之外,應及時采用人工補充夯實。避免出現(xiàn)夯實死角。

(3)壓實方法

高填方路堤常用的壓實方法有:沖擊壓實、強夯壓實、振動壓實,另外堆載預壓技術在一些施工中也有運用,此方法就是在高填方施工間歇中進行堆載預壓,使土體中的孔隙水排出,逐漸固結(jié),地基發(fā)生沉降,同時強度逐漸提高的方法,可以保證邊坡穩(wěn)定以及控制工后沉降。

(4)滿足壓實度要求

采用滲水材料作為填料時,回填壓實度要求不小于JT051-93重型壓實度標準確定的最大干密度的 95%;采用穩(wěn)定性的細顆粒材料作為回填材料時,其壓實度應與周邊填料的壓實度相同。當回填高出構(gòu)造物頂面 30 cm后,構(gòu)造物回填與路基填筑同步進行,并按設計壓實度要求壓實、檢測、評定,壓實度需滿足標準要求。

對于有搭板的構(gòu)造物,必須待回填土體趨于穩(wěn)定,連續(xù)兩個月的沉降率小于 3mm/d后,方可進行搭板施工,為的是防止搭板脫空。如工期允許,應盡量推遲搭板施工,并做好防水及沉降觀測工作。

3 壓力注漿

(1)注漿孔布置

注漿孔一般沿路線方向成排布置,沿路線方向(或沿臺背、涵背的垂直方向)間距一般 2.5～3.0m,排距為 2.165～2.60m,梅花開布置。

(2)鉆孔要求

注漿孔放樣可采用皮尺或鋼卷尺,鉆孔應逐排編號,要求實際孔位與設計孔位偏差不大于 5 cm。每個工點鉆孔放樣應一次放完。放樣應特別注意,路面以下的設施,避開橫向排水管,并距涵洞、通道、橋臺、檔墻有一定的安全距離。

素混凝土層、路面結(jié)構(gòu)及填筑體均應采用 100型鉆機回鉆進、潛孔錘錘擊鉆進;鉆孔直徑為 Φ91mm或 Φ75mm(終孔直徑)。并用壓縮空氣洗孔排渣,嚴禁采用水作為沖洗液。注漿孔鉆孔均為鉛錘直孔,偏差率應小于 0.3%,孔深不得小于設計孔深。

鉆孔應由外向內(nèi)分段分序施工,防止壓力注漿時大面積竄冒漿。設計孔深小于 4.0m時,可進行一次鉆孔注漿;不小于 4.0m時,應分兩段實施鉆孔注漿,第一段為路面以下0～2.50m,2.5m以下為第二段。

對砂卵石填筑體,塌孔較為嚴重時,必須下護壁花管,采用花管注漿法施工,以保證灌漿質(zhì)量效果。

(3)壓力注漿施工

壓力注漿采用自下而上式,在封閉孔后分段實施,同排不同序的注漿孔注漿時間間隔不應小于 4小時,不同排的注漿孔,鉆孔注漿排距應不小于 5m。當設計孔深小于 4.0m可采取一次性注漿;當孔深大于4.0m時,每孔分兩段注漿,第一段為填料上部 2.5m范圍內(nèi),第二段為 2.5m以下部分。為確保注漿壓力,必須使用與鉆孔也徑相匹配的止?jié){塞。接著就進行變形觀測、止?jié){、封孔、施工記錄等。

本圖尺寸均以 m計,灌漿孔按梅花形布置,孔距 2.5m。孔徑 75～91mm,孔深按設計深度。其橋臺臺背均采用砂卵石填筑,鉆灌孔設計孔深＜4.0m時,采用一次成孔注漿漿法;設計孔深≥4.0m時,采用二次成孔注漿法,第一次成孔2.5m,采用低壓 0.1～0.2MPa形成硬殼層,然后再次重新成孔到設計深度,注漿壓力為0.4～0.5 MPa。

(6)安全檢測及特殊情況處理

在壓力注漿施工過程中,應派專人對鄰近涵洞、擋墻、路面結(jié)構(gòu)層、路堤邊坡以及鄰孔等,進行巡視、觀察和記錄。一旦發(fā)現(xiàn)竄冒漿或抬動變形等異常情況后,應及時采用封堵、減壓、濃漿、間隙法注漿等措施進行處理,并作好異常止?jié){和處理措施記錄。對于鋪筑瀝青砼層的路面,應進行孔口抬動變形觀測,控制抬動值不大于 5mm,防止壓力注漿對路面的破壞。

對孔底漏漿嚴重的情況可采用濃漿封底。對于壓力達不到設計值,仍漏漿者,先增加粉煤灰用量,如果仍然漏漿,可采用 2～3 h的間隙法注漿。如果發(fā)現(xiàn)變形超過允許值,應先減壓,減壓后仍不能抑制變形,可三天后進行復灌。

4 設置搭板

設置橋頭搭板。搭板基層做后做一層 30 cm厚的搭板16@20,L為 5～8m,根據(jù)填筑厚度而定。設置搭板可以使在柔性結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的較大沉降通過搭板逐漸過渡到橋涵結(jié)構(gòu)物上。整體式橋頭搭板是國內(nèi)使用較多的一種,橋臺搭板的寬度應與橋面行車道寬度相等。該種方法具有施工方便,就地現(xiàn)澆,整體性好等優(yōu)點。搭板一端擱置于橋臺上,在臺背處預埋插筋將搭板與橋臺以鉸接式連接,根據(jù)搭板長度、設計要求和現(xiàn)場實際情況確定是否設置枕梁。在橋臺搭板下,設置肓溝,將水引至路基以外,防止路面及中央分隔帶水流滲入臺背。

5 結(jié) 語

橋臺臺背壓實是一項非常重要的工作,必須引起高度重視。本文在臺背回填、壓漿、搭板等技術上進行了深入的研討,從多角度保證了臺背不會產(chǎn)生過大沉降而引起跳車。通過后期的沉降觀測,都汶高速公路 A、B段大中橋橋臺都未產(chǎn)生不均勻沉降,行車平順?？偟膩碚f,雖然輔助了壓漿、搭板技術成本有所增加,但綜合處理效果明顯,橋背密實,沒有不均勻沉降、跳車等現(xiàn)象發(fā)生,值得其它高路堤臺背填筑參考借鑒。

[1] 公路路基施工技術規(guī)范(JTGF10-2006).

[2] 汪來富,路道萍 “三背”回填與橋頭跳車的防治技術 .

[3] 徐金香,成華嶺如何做好“三背”填筑施工質(zhì)量控制 .

[4] 王遜夫,王文宏,探討三背填筑.

[5] 粉煤灰質(zhì)量檢測標準(GB1596-91).

[6] 都汶公路高速段“三背”壓漿加固處治設計,四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設計研究院.