涵洞臺背回填施工技術

葉 斌

0 引言

在許多筑路工程中經常會遇到明涵施工,明涵施工中有一項難以控制的工藝就是臺背回填工藝,很多明涵都因臺背回填不當出現跳車現象,這也是所有施工單位在涵洞施工中容易出現的問題。馬蘭B12道路共包括六個明涵,其中五個正交涵是泄洪涵,一個斜交涵是過水涵。涵洞為剛性結構而路基為柔性結構,臺背作為涵洞與路基的過渡帶是非常重要的,如果臺背回填處理不好使剛性和柔性結構過渡不自然,則會出現涵洞和路基不均勻沉降導致路面凸凹不平,嚴重者會造成路面開裂。臺背回填在涵洞施工中是一個工程量很大的環節,也是人們容易忽略的環節,所以研究臺背回填有很重要的意義。

1 臺背的結構形式和尺寸

1.1 路基料回填區尺寸的確定

為使臺背回填后回填部分與原有路基之間不發生相對滑移現象,臺背回填形式應為臺階形,如圖1所示。由圖1可知臺背回填的工程量取決于路基寬度和L,H,u的大小,圖1中a為臺階寬度,b為臺階高度。為保證所有臺階形成的斜面與水平面之間的夾角u小于產生滑移所要求的臨界值α,a與b的數值應滿足如下公式:

通常情況下,a≥1 m,b≥50cm。

u的數值確定后根據臺身高度H可以確定出長度L的大小。最后確定出臺背回填區的結構尺寸,為施工組織計劃提供準確的數據。

1.2 水穩料回填區尺寸的確定

由于涵洞整體為剛性結構而路基料為柔性結構,在二者的結合部可能出現不均勻沉降致使路面平整度受到影響,因此需在涵洞臺身與路基的結合部位回填較大體積的水穩料作為過渡帶(如圖1所示)。為使過渡均勻,水穩料回填區厚度一般不小于60cm,寬度不小于2 m。回填區與路面水穩層之間的過渡帶寬度不小于1 m,如果過小可能會出現斷裂現象,導致路面起伏不平。

2 臺背回填施工

2.1 原土處理

1)清理回填區。把所有不適合回填在內的東西全部清理掉,這樣才能保證回填區的質量。2)平整回填區。須對回填區進行粗略平整,由于臺背底部空間比較狹小,所以此項工作只能采取人工平整的方法。3)灑水潤濕。在夯實之前須對原土進行灑水潤濕,至少要滲透20cm,這樣才能保證夯實后的壓實度合格。4)夯實。灑水滲透之后要使用夯實機具對地基進行夯實,夯實遍數要根據所使用的機具和原土的性質確定。夯實完成后進行壓實度檢測,如果合格則進行下一道工序,否則繼續進行夯實直到壓實度達到標準為止。

2.2 路基料回填區施工

2.2.1 分層回填夯實工藝

分層回填夯實工藝是規范的施工工藝,其回填流程如圖2所示。

1)回填路基料。在以上流程中回填路基料每層的厚度要根據夯實機具的功率和性能來確定。在B12道路施工中我們采用的夯實機具為沖擊夯和平板打夯機和壓路機,根據機具性能在靠近涵洞臺身1 m之內回填層厚度確定為20cm,1 m之外為40cm。2)灑水滲透。回填每一層路基料后如果回填料為干料則需進行灑水滲透,灑水時要水量小、遍數多,不浪費水且能節約車輛費用,還能達到較好的效果。灑水之后必須使每層回填料充分滲透,而后才能進行夯實施工。為使滲透速度加快也可以采用人工翻料加快滲透的方法。3)夯實。進行夯實施工時在距離涵洞臺身1 m范圍內不能使用壓路機等重型機械進行碾壓,只能使用小型夯實機具,否則可能出現因涵洞側壓力過大而使臺身產生變形的現象。在B12道路涵洞臺背回填施工中,夯實方法為小型夯實機具和壓路機配合同時進行施工。臺身1 m范圍內小型機具回填20cm厚后夯實,然后與壓路機回填區同時回填,直至同一高度后同時夯實,使兩個區域保持同一高度后再進行下一循環的施工。4)壓實度檢測。壓實度檢測一般有灌砂法、環刀法和核子儀測定法等。路基施工中最簡便最常用的是灌砂法,B12道路臺背回填壓實度測定中采用的也是灌砂法。壓實度檢測要隨著工程的進度按實驗要求在不同地點進行若干組實驗,然后給出總體評價。5)擴寬。確定壓實度合格且需擴寬的時候要進行臺背擴寬施工,擴寬施工時擴挖寬度應為施工前確定的臺階寬度,擴寬時要保證臺階垂面的垂直度,臺階平面內側要比外側略低。這樣才能使臺背與路基更好的結合,降低相對滑移的幾率。

2.2.2 水壓法回填工藝

在臺背回填中還有一種方法叫水壓法。其施工工藝為:首先將臺背臺階施工完成,然后向臺背內灌砂,灌砂完成后向內澆水,直到飽和為止。這種工藝如掌握得當也可達到壓實度和彎沉指標,但如果對此項工程沒有豐富的經驗一般難以掌握,所以在比較重要的工程中沒有十足的把握一般施工隊伍不會采用。

2.3 水穩料回填區施工

1)拌和。水穩料為粒徑小于40mm且級配良好的砂礫料與4%的緩凝水泥加水拌和而成的低標號混凝土。拌和一般情況使用水穩料拌合站,在沒有拌合站的情況下也可人工拌和。2)回填夯實。回填水穩料時須注意兩個問題:a.水穩料虛鋪厚度和頂面高程。在回填前測繪人員要在回填區域內做灰餅,用以控制回填夯實后的頂面高程。回填區頂面高程應為路面高程減去面層和水穩層厚度之后的高程,不可一次性回填到水穩層頂面或回填頂面坡度與路面坡度不一致。回填時要注意確定好水穩料的松散系數,計算好回填料的虛鋪厚度,這樣才能做到準確的頂面高程。b.水穩料頂面平整度。由于水穩料回填完畢后,回填部分向上兩層為攤鋪機攤鋪水穩層和瀝青混凝土面層,如果回填區頂面平整度不是很好則會影響到水穩層和瀝青面層的平整度,使路面行車不舒適甚至出現跳車現象。

3 結語

臺背回填是涵洞施工中非常重要的一個環節,如果非常成功的話,車輛在通過涵洞時會非常順暢、舒適。如果回填存在問題可能當時沒什么征兆,但過一兩年后所有問題就會顯現出來。在進行臺背回填施工時要注意每一個工序的細節,這是回填成功與否的關鍵,也可能會影響到整個工程的質量。只要把握好上文中所述的關鍵環節就一定可以把臺背回填做好,一定可以使涵洞施工錦上添花,可以完成好道路施工中關鍵的環節。

[1] 馬國紅,倪 丹.山區公路涵洞常見問題及處理方法[J].山西建筑,2008,34(17):310-311.