关键词:桥涵;台背回填;质量控制
本文就如何做好桥涵结构物的回填施工做一探讨,根据施工及设计规范,简要介绍了公路桥梁及涵洞台背回填的材料要求、回填范围及施工,以确保桥涵台背回填质量
1、基底
一般情况下,无论是桥梁还是涵洞都采取桩基础或者混凝土整体基础,基础发生沉降系数相对比较小。而台后路基填筑的地物地貌与其它段不同地势起伏大,地质条件不一。同时由于桥涵处路基填筑高度较大,产生的基底应力相对较大,因此台后填筑地段产生的地基沉降也相对较大。
加强路基(含台背部分)的基底处理,严格按规范的要求进行清理及压实。对一般地基可采取加固土的方法进行加固处理,对软土、湿陷性黄土、河相冲积土等特殊地基,需进行适用于各自特点的特殊地基处理方法,如换填、强夯、固结、轻质路堤和粉喷等方法,以改善地基提高承载力减少工后沉降;台后填方段的地基压力,其次台后填方的高度一般情况下沿纵向(远离桥台)不断降低,即压力不断减小,所以在进行地基加固处理时,首先应了解地基的地层岩性情况,并取样做土的含水量、密度和剪切实验,对特殊地层如黄土和膨胀土还需做湿陷性等实验,从而确定地基沉降变形特性;其次分段计算填方自重压力,根据具体的地层情况设计地基加固方案,使台后填方路段的地基沉降变形与桥台地基沉降变形保持一致,对不同的地层采用不同方法和措施。
2、回填范围
一般做法是:以桥涵基底向外侧设2.0m平台,然后按1:1进行放坡,把路基端部的松散料清除掉,直至露出硬茬。然后开挖100cm×100cm台阶(台阶设3%内坡),直至桥涵顶部(或以上50cm)。对于桥涵台身较高或者在填挖交界处的台背,其宽度可根据设计方意见予以调整。如梅河高速高速就专门成立变更小组专门对各标出现的特殊的情况进行处理,其对桥涵顶部宽度作出不超出7.0m的要求,并取得良好的效果。
3、填料
路基的压缩沉降量主要是桥台自身的沉降以及被渗水掏空造成的,应将路基中的渗水排走是必须考虑的,为此台背的填料必须予以重视。除设计文件另有规定外,一般尽可能采用内摩擦角较大的透水材料,如级配良好的天然砂砾、砂类土、石渣或规定的透水性材料回填,该部分材料不但能较好的减少路基压缩沉降;还有利于台背缝隙渗入的雨水沿盲沟或渗水管顺利排出路基外。严禁用透水性和强度较小的土、强风化石回填,当采用非透水性土时,应在土中掺入外掺剂如石灰、水泥等稳定材料进行处理,并配备满足压实度要求和压实工艺要求的振动压路机和小型夯具。而对于锥坡外部泽应采用较为密实的不透水性材料如粘土等作为包边土,使雨水无法渗入路基内。
近年来,还有采用泡沫混凝土、陶土颗粒以及泡沫乙烯等工程塑料作为桥头填料的,这与轻质材料具有相似的优点,可以大大减少地基沉降和变形,这将是有潜力的桥台填筑材料。如中江高速公路港口互通就采用泡沫混凝土作为填料,通车后效果较为显著。
4、压实度
根据现行公路桥涵施工技术规范要求,桥涵台背回填原地面压实度不应小于90%,其余部分压实度不得小于96%。台背回填施工时必须严格控制各项技术指标,如:填料的厚度、含水量、夯实机具、碾压遍数等。
当采用石渣、碎石土等进行回填时,压实遍数和行进速度控制应严格按照标准压实遍数和行进速度进行.发现压实达不到要求时,可多压2~3遍.若仍达不到要求,不得再盲目增加压实遍教,而应看一下填料是否含水量过低或粗颗粒过少;当采用中粗砂时宜于用水冲实,采用边冲水边振实的方式,经以往经验所得砂砾松铺厚度为50cm较为合适。上述数据为以往经验值,具体项目施工得根据试验段的试验结果分析进行。
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台背回填对压实要求很高,标准压实度不得小于96%,其检测通常有灌砂法,当采用石渣回填时灌水法。为保证填料两个端部的压实度和便于下步桥头护坡处理,在填料两端应分别增加包边土。对于局部压路机不能到边部位,如翼墙与台身拐角处,填料两个端部等处,可采用机械或人工夯实.
5、排水
为避免雨水渗水对路基的病害以导致台背填料流失等问题,可在台背设置横向泄水管或盲沟。台背路基填筑前,首先将基础回填至原始地面高程,所用填料应为不透水材料,且压实标准执行下路床压实标准。然后填筑3%~4%的夯实粘土土拱,在土拱上挖一条成双向坡的盲沟(30×50cm),然后在台背回填范围内满铺一层隔水材料(可用油毡或下垫尼龙薄膜上盖油毡)然后在地沟内铺设有小孔的塑料管(管径R≮10cm其上小孔孔径为5毫米布成绢花形,间距10cm)。塑料泄水管出口伸出路基外,然后在塑料管四周填筑渗水性好,粒径较大的材料,在分层填筑台背至路基标高。横向盲沟设置与之相同,取消泄水管。以渗水系数较大的透水材料填筑地沟(如大粒径碎石)。用土工布包裹盲沟出口处,并对处口做必要处理。
6、桥头设置过渡段
考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异,为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡,可采取以下措施:a、设置枕梁和搭板:枕梁和搭板根据不同情况应采取不同的布置方式:a、桥梁为正交时,搭板预制,板顶浇厚6CM30#钢筋砼或钢筋纤维砼铺装层,在搭板与砼路面相接处设置胀缝,在与搭板邻近的2~3块路面的板缝连续设置胀缝。b、桥梁为斜交时除用钢筋砼搭板和铺装层整体浇灌外,另设置钢筋砼渐变板,其一端置于枕梁与搭板连接,另一端则直接置于路基相接于砼路面。b、路面类型过渡:桥头不均匀沉降原因很多,且难于根除,为此常根据桥涵的长度和接线填方长度在桥头一定长度范围内铺设过渡性路面,待路堤沉降基本完成后再改铺设计路面。
7、防治新技术
7.1.土工格栅
土工格栅是抗拉强度较高的材料,具有良好的水稳性,对路基土粒间存在一定的约束作用,可以增加土基的整体回弹模量,防止土基和基层产生裂纹时辐射到路面面层上,还可以增加路面基层整体强度的优点。具体情况如有:a、挖开基坑砌筑桥涵(桥台、通道、涵洞),将桥涵砌到一定标高(至少高于地面线);b、用砂砾或者其他材料把桥涵两端场地整平,并充分压实;c、分层填筑砾石至桥涵的砌筑标高;d、在桥涵两端5~10mm范围内,铺一层土工格栅,把30~80mm长的格栅伸入桥涵内,然后再砌筑一层,把格栅的一端压入桥涵中,压入长度至下而上逐渐减少即层与层之间剪切齿缝;e、砌筑时,压入层的砂浆一定要充分,背包石压紧格栅末端,不能留缝,以免影响层与层之间的粘结力,其余土工格栅用U型钉锚固在压实好的路基上,格栅最好用双向抗拉格栅,每层格栅的间距根据填土高度或按设计意图施工。
7.2.采用刚柔过渡段法
结构物台背是用刚性很大的石块或钢筋砼浇筑而成的刚性体,而路基一般是用柔性较大的土填筑而成,是强塑性体,显然路基体与结构物之间存在着较大的刚度差,这个刚度差的存在必然引起路基与结构物之间产生较大的相对变形差和较大的刚度突变。所以台背回填物应使用刚度介于路基土和结构物材料刚度之间的某种材料,并沿长度方向变化其厚度,也即台背回填与路基接头采用一定的倾斜角相连接,台背回填远薄近厚,使台背回填整体刚度沿路长度方向逐渐变化,从而实现台背回填的刚柔过渡。
结语
台背沉降发生的原因较复杂,随着公路工程的发展,人们对行车舒适和安全的要求越来越高,这就要求各参建单位工程人员共同努力。业主单位予以足够的重视,设计单位根据工程的实际情况尽量完善设计,施工单位严格按设计和规范要求进行施工,监理单位严格监理,如果各方都保证到位,是可以很好地使桥涵台背的沉降得到有效控制的。
参考文献:
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2017人民交通出版社 北京
论文作者:李英亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/8
标签:桥涵论文; 路基论文; 地基论文; 压实论文; 填料论文; 材料论文; 格栅论文; 《基层建设》2019年第20期论文;