浅谈京福高速公路构造物台背回填的质量.doc

浅谈京福高速公路构造物台背回填的质量病害及防治蒲景桂（江西科力咨询监理有限公司 南昌 330003）摘 要：公路工程构造物台背回填的质量一般很难保证质量，因而影响到路面结构层的强度和稳定。采取相应对策是非常必要的。本文重点在于分析病害原因，阐述如何处理台背回填缺陷。关键词：道路工程、构造物台背回填，病害，防治500 前 言构造物台背填筑的好坏直接影响到公路工程的质量，轻者引起路面开裂，重者引起路基沉降、下陷。笔者通过京福高速公路的建设，在台背回填施工方面总结了一些实践经验，既可以提高工程质量，又可以节约一定的资金。1 构造物台背回填质量病害的原因台背回填质量病害的原因是多方面的，既有原材料（即填料）的原因，也有施工机械的组合、施工工艺、台背基础没有处理好等方面的原因。1.1台背基础没有处理到位台背基础没有处理好，基础发软或者没有压实就直接进行台背回填，即使以后每一层都是按标准填筑，但到了雨季以后，台背会整体沉降、下陷。1.2填料台背回填时如果填料是透水性较差的粘土或含水量较大的粘土，或高液限土，在路基成形后，会导致台背压实度达到设计要求；路基顶面会开裂，起皮。填料宜选择级配良好的天然砂砾、碎石、透水性的砂土，填料最大粒径不能超过5cm，塑性指数必须小于12，填料的CBR值应大于8，不得采用泥质页岩，砂岩石渣和粉质土等强度低，水稳性差的填料进行台背回填。1.3施工机械组合要保证台背回填，必须要配备相应的机械设备，比如小型的强夯机和重型光轮压路机，如果缺少了小型强夯机，靠近构造物80cm范围内的台背，光轮压路机很难压到；同时，压路机靠构造物太近会造成构造物的损坏。1.4施工工艺假设台背基础为2m宽，正确的台背回填施工工艺是每层20cm的松铺厚度，往上1：1的斜坡，即宽度为2m加台高。如果不正确操作,台背填筑厚度偏厚.会造成台背碾压不实，经过一个雨季和自然沉降，台背下陷，造成台背跳车。1.5现场管理一定控制好松铺厚度，每层必须经过试验检测合格后，方可进行下一层填筑，要把责任落实到个人，把好质量关。2 台背回填处理的设计为实现桥头的刚柔过渡，消除桥头跳车通病，针对京福高速公路全线桥（涵）台背回填的现状，考虑到实际工程施工回填料中（砂砾、山渣、砂性土、粘土等）在分层填筑、压实度、密实度等质量上均较难达到设计、施工规范要求，这将直接导致工程施工完毕或通车运营期间造成台后填料长年积累沉降形成公路病害。为此，提出对全线桥（明浅埋1.0m涵）采用加固方案，同时采用正确的施工措施和适宜的施工方法，以在一定程度上减少及避免这一不良后果的发生。加固方案考虑采用生石灰（掺碎石）桩，有效减少总沉降量，生石灰不仅可以起到挤密作用，同时生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用，使桩体硬化，改善地基土的性质，减少因周围土的蠕变所引起的侧向位移。生石灰桩内还可以掺入一定数量的粉煤灰或砂，以利触发反应，提高强度。2.1桥梁2.1.1肋式桥台 （1）台后填高6.0m时，桩径为0.4m，桩距为1.2m，桩长为6.0m，在搭板范围内尾端及中部各打两排，在对台背填料挤密的同时起局部支撑作用。（2）台后填高6.0m 时，桩径为0.4m，桩距为1.2m，桩长为4.0m 。2.1.2柱式桥台 台后填高一般5.0m ,采用桩径0.4m，桩距1.2m，对于柱式台位于挖方路段且地质较好，已为强风化岩层或者覆盖层很薄（岩层至路面设计高差3.0m ）可不需加固处理。2.1.3U型桥台 台后填土一般不高，主要在台内起挤密作用。2.2盖板涵 生石灰桩径0.4m，桩距1.2m，桩长H+h-0.4m（H为涵台高，h为路面结构层厚），呈等边三角形布置。3 台背回填处理的施工要点3.1原材料（1）生石灰桩主要采用的石灰应该是碎块状，在和砂砾、碎石搅拌过程中，为防止桩体中石灰聚集，石灰最大粒径应小于0.04m。（2）石灰应尽量选取纯净无杂质的，石灰中氧化钙和氧化镁含量至少应为85%，其中氧化钙含量最好不低于80%。（3）石灰的储存期，不宜超过3个月。（4）石灰的液性指数不低于70%。（5）掺合料是粉煤灰，也可掺入火山灰、钢渣或细砂，采用掺合料后可防止石灰桩软心。（6）石灰在掺合料中的比例通常为15%30%，含水量大于30%的采用大值，具体比例根据回填料的含水量作适当调整。（7）碎石拌和料应采用未风化的干净砾石或碎石轧制而成，粒径宜为25cm，含泥量不应大于10%。3.2挤密桩施工配合比表1名称生石灰中砂碎石充盈系数每m3数量980151014401.2比例11.541.473.3技术原理3.3.1施工原理 振动沉管生石灰（碎石）桩复合地基是依靠振动沉管钻机的挤土作用，并向被加固土体置入生石灰（碎石）散体桩。从而使被加固土体形成复合土体，地基土的整体密实度得到提高。生石灰（碎石）桩在双型桩复合地基中的作用主要是提高地基土的强度，减少地基土的自重固结。其次是改善地基土的抗变形能力。强度的提高依赖于生石灰（碎石）桩的挤密置入量，并要求在施工过程中不产生较大的地面隆起而削弱加固效果。3.3.2固结原理 生石灰桩使用的固化剂，主要有石灰、水泥、还有石膏及矿渣，可使用粉煤灰作为掺合料。通过固结反应而形成稳定的石灰碎石混合体，生石灰和填料中的水分发生化学反应成熟石灰，水分被吸收，起到了胶结的作用，并产生热量，柱体消化而产生体积膨胀1-2倍，促进周围粒料土体的固结。拌入石灰后粒料土物理性能起了变化，增加软粘土的渗透性，生石灰（碎石）桩在不同类型软土中起到排水作用。3.4质量标准3.4.1保证项目使用材料的各项指标，材料应有出厂证明、合格证、试验报告及做好施工日志。3.4.2基本项目 A填料量，施工前进行试桩的过程，从试桩的过程中可以得出每根桩的平均填料量，用该置作为施工时的检验标准；B密实电流，根据现场制桩试验定出，宜为潜水电动机的空载电流加上10A-15A，或额定电流的90%，严禁在超过额定电流的情况下作业；C沉管留振时间，留振时间应视填料而定，颗粒细，留振时间可长些，一般在20s左右；D生石灰（碎石）桩施工规定值或允许偏差；E另公路工程质量检验评定标准（JTJ071-98）中有关碎石桩施工质量的有关要求。表2项次项 目规定值或允许偏差检查方法和频率1桩距（mm）150抽查20%2桩径（mm）小于设计值抽查20%3桩长（m）小于设计值查施工记录4竖直度（%）15查施工记录3.5质量保证措施（1）作好原材料的试验检测工作。（2）测量定位由路段项目经理部配合完成，监理工程师核验无误后方可施工。（3）为了防止挤密桩施工时路基表面开裂，施工时必须采用人工引孔，桩尖引孔作成倒圆锥形，直径略大于桩径，深度为40 cm -50cm。（4）施工机械采用60KW振动沉管桩机，采用沉管法施工，不宜用振冲机进行振冲施工以免影响台背的稳定。（5）生石灰（碎石）桩以标高控制为主，激振电流控制为辅，达到设计标高后，填料可分12次，拔管速度宜为1.5 m/ min -2.0m/ min，每1.0m-1.5m反插一次。要求充盈系数为1.2，如未达到要求，应在原桩位复打一次并灌入生石灰（碎石）。（6）挤密桩填料灌注完毕后，必须在桩顶振动挤压2分钟，以确保成桩后的密实度。（7）成桩后桩顶应用黏土或水泥砂浆封顶，防止雨水渗入。（8）雨季做好石灰的防水、防潮工作。（9）挤密桩施工时，应对挤密施工前后的台背土体进行触探（一个台背至少2点），以检验挤密桩基的效果和确定挤密桩的桩距。经过检测