吾拉木江·伊德日斯
(新疆路橋建設集團有限公司,新疆 喀什 844000)
山區道路橋梁施工中橋涵臺背部位是路基與橋涵結構連接部位,若該部位與橋涵本身間產生不均勻沉降則會導致路面面板斷裂和橋頭跳車等病害,直接影響行車舒適和路面的使用壽命,由于橋臺對地基強度要求較高,因而后期沉降量較小,而臺背回填雖經壓實但在投入運營后仍會產生較大沉降,同時由于臺背部位回填施工工作面較小而難以達到最佳壓實效果,因而合理控制臺背回填施工質量對保證路面使用性能、延長使用壽命具有現實意義。
山區橋涵臺背回填土施工應在橋涵結構強度不低于設計強度80%以后進行,且在山區橋涵上部構造未安裝就位前不能進行臺背回填施工,在回填前應將交接部位進行基坑開挖以保證該部位的壓實質量,基坑開挖應采取放坡的形式,并且在路面與路基填土交接部位應挖成階梯臺階型,并應施工為2%~4%的內傾斜坡。
臺背后地面起伏較大,因而施工中可在橋臺臺背部位設置橋頭搭板和枕梁以加強橋臺和臺背部位的整體性,搭板長度不應小于6m,寬度應為行車道和路端地帶寬度之和,厚度不應小于25cm,搭板和枕梁均應為現澆混凝土結構,且搭板應設置一個較大的從坡,以保證沿臺背長度方向均勻沉降且逐漸減小,搭板末端面應與路基頂面平齊,搭板以上路面應按照一般路面施工[1]。
對梁式輕型橋橋臺臺背回填土應在梁體安裝完畢后兩側平衡施工,柱式橋則應在柱側對稱平衡施工,以減少橋涵梁端路堤工后沉降,并應先填筑路堤預壓之后反開挖涵洞或橋臺部位土方,最后方可進行橋涵施工;在進行土體回填時應分層、兩側對稱進行,并控制每層松鋪厚度不超過15cm,施工中應在結構物兩側做好標記,沿路基方向放3%縱坡以利于排水并保證回填質量;若路基、涵洞及通道部位同步回填則應在涵洞砌體或結構混凝土強度不低于設計強度75%后方可回填,涵洞洞身兩側不低于2倍孔徑范圍內應同時按照水平分層、對稱填筑并壓實;對基坑開挖坡面和已施工完成的路堤結合部位進行挖臺階并作壓實處理后方可回填,應控制臺階寬度不小于1m,高度不超過30cm,臺背錐坡和臺背填土必須同步施工且必須超寬填筑;在橋臺回填前應先沿路基方向進行,回填長度大于搭板至少2m范圍,其下部應結合臺高1∶2坡度計算并不能小于20m,并應橫向分層填筑;涵洞部位則應優先于路基,控制其上部沿路基方向不小于孔徑長度,下部長度應按照涵臺高1∶2計算,也應采用橫向分層填筑,斜交涵洞臺背填料則應自洞身兩側小于2倍孔徑范圍內按照水平分層對稱填筑并應橫向碾壓,以此來緩解偏土壓力對結構帶來的影響[2]。
由于該部位施工工作面限制,導致壓實工作難以用大型機械施工,并且采用大噸位機械施工震動過大會影響臺背,因而臺背部位回填應采用小型壓實機械,并應控制最終壓實度較同層次路面高1個百分點以保證該部位土方充分壓實,涵頂50cm范圍內回填土應采用輕型壓實機械施工以盡量減少壓縮性沉降。
在施工前應對各類土壤進行對比試驗,主要包括土體液限、塑限的聯合測定,不同土體在相同壓實機具下達到等同壓實度時的壓實系數及松鋪系數間的關系,并應盡量就地取材以保證材料來源并降低施工成本,應盡量選用砂類土和深水性較好的土體以保證其壓實度和良好的滲水性,若土體為非滲水性材料則應摻加石灰、水泥等外加劑,嚴禁采用含有樹皮、草根等有機質的土體作為填料;臺背回填土體含水量必須符合要求,應最大限度地實現土體含水量處于最佳范圍,若含水量超出最佳含水量范圍則應采取翻曬或補水翻曬的措施,最終控制實際含水量與最佳含水量誤差在±2%范圍以內。
施工中應結合分層設計厚度和松鋪系數計算松鋪厚度,并以此確定用灰量確保壓實效果,并避免出現超密現象,施工過程中應加大試驗頻率,嚴格控制填筑土體的分層厚度和密實度,應按照每50m2檢測1點的頻率進行檢測,面積不足部位應至少檢測1點,并保證每點檢測均合格。
在選用壓實機械時應結合實際施工環境和土體狀況選用,對采用的機械應保證碾壓后不存在輪跡,若回填料為石料則應采用震動壓路機或夯錘施工,以便于在夯實過程中石料產生的瞬時震動使骨料向緊密咬合狀態移位,若條件允許則應采用級配碎石回填以更大限度地提高壓實度,無論采用何種回填材料均應保證回填料的均勻性,避免施工中過密或壓實不足而對路基和結構的穩定帶來負面影響。
施工中原地面壓實度不應低于85%,下路堤壓實度不應低于90%,上路堤壓實度則不應低于93%,路床部分壓實度則不應低于95%以降低工后沉降,由于該部位施工場地狹窄而應采用小型機具施工,為保證施工壓實度,應在路基銜接部位設置小于1∶1的斜坡或施工為臺階狀,以加強回填部分的咬合強度;并在橋臺臺背土方回填部位、橋臺混凝土及翼墻結構強度不低于設計強度的70%后方可進行回填施工,對施工采用的自卸車輛不能到達的部位,應用挖掘機將土方攤鋪平整,后用小型沖擊機械或輕型壓路機進行壓實,若施工條件允許則應提前對臺背部位土方回填,以保證足夠的時間使其自然沉降;條件允許則應將臺背部位土體同錐坡土體同時回填施工,并應按照設計寬度一次性施工,一般施工工序應為自卸車卸土、推土機平整、灑水或晾曬、人工平整、機械碾壓及壓實度檢測,碾壓過程中在保證壓實度的前提下應避免損壞臺身;無論采用何種方式進行回填均應按照設計強度提高2個百分點,并應采取分層取樣的方法來測量其真實壓實度,并以此推算出臺背回填后沉降量,從而制定相應措施便于有針對性的設置臺背回填沉降預值[3]。
對開挖好的基坑回填前應將基坑清理干凈,將其中雜物、浮土等徹底清除,并將坑內水體抽干,坑底曬干后方可回填,回填前應設置好臺背排水盲溝以便于排水,若基坑內水體無法排放則應在底部拋填片塊石或分層填筑砂石材料,回填高度應超出積水水面50cm以上;若橋臺為重力式,可在臺身施工完畢回填至1/3高度,若壓實機械適宜、臺身尺寸較大,可回填至1/2高度,待上部梁板安裝完畢后則可繼續施工至設計標高,但應保證回填和壓實兩側對稱同時施工,以防因偏壓而破壞結構;對輕型橋臺則應在蓋板安裝完畢且強度達到設計要求后方可進行回填施工,土體回填完畢后最好經歷一個降水期使其自然沉降后方可進行搭板施工[4]。
山區橋涵臺背部位回填施工質量會導致橋頭跳車、路面下沉等繼而影響到整個橋梁的施工質量及使用壽命,因此在施工中應嚴格按照施工工藝進行質量控制,嚴格控制回填材料及各個施工環節,方可最終保證施工質量,確保山區橋梁的使用功能和使用壽命,充分發揮其經濟和社會效益。
[1]趙明華.土力學與基礎工程[M].武漢:武漢理工大學出版社,2003.
[2]邱志勇,李軍.高等級公路橋涵臺背回填施工工藝與質量控制探討[J].公路,2003,(8):15.
[3]林天富.淺述橋涵臺背回填的質量控制[J].福建交通科技,2011,(3):79-80.
[4]于偉超,王德偉,于德亮.灌漿法在臺背回填中的實踐應用[J].中國新技術新產品,2008,(8):67-68.