橋涵臺(tái)背回填施工質(zhì)量控制*

上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 上海 200072

1 工程概況

昆山市中環(huán)快速化改造工程張家港大橋Ⅰ輔道橋臺(tái)采用重力式樁柱臺(tái)，橋臺(tái)后接路基擋土墻。臺(tái)背回填設(shè)計(jì)路面寬22 m，臺(tái)后灰土回填高度2.4 m，橫坡2%。橋頭20 m過(guò)渡段處理要求為：清表15 cm后，翻挖25 cm，摻5%石灰改性，臺(tái)背回填7%石灰土，從填方基底至路床頂面壓實(shí)度均不小于96%（圖1）。

圖1 橋臺(tái)臺(tái)后路基處理

2 施工工藝及質(zhì)量控制

2.1 回填工藝流程控制

本工程因工期考慮，先施工橋臺(tái)結(jié)構(gòu)物，再施工臺(tái)背回填，采用灰土填筑施工。

工藝流程為：選用優(yōu)質(zhì)土料、石灰→機(jī)械設(shè)備選用→拌和（廠拌為主）→灰劑量檢測(cè)→運(yùn)輸→攤鋪→補(bǔ)灰→碾壓→壓實(shí)度、灰劑量、平整度等檢測(cè)→養(yǎng)生→預(yù)壓→驗(yàn)收[1,2]。

2.2 填料選擇控制

臺(tái)背回填料應(yīng)符合公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTGF10—2006）和設(shè)計(jì)的規(guī)定，經(jīng)認(rèn)真調(diào)查、試驗(yàn)后合理選用。一般選用級(jí)配良好、壓實(shí)快、透水性強(qiáng)的材料如天然砂礫、砂類(lèi)土等。本工程選用塑性指數(shù)為12～15的粉質(zhì)黏土，有機(jī)質(zhì)含量不大于5%的黃色粉質(zhì)黏土[3,4]。本段回填料的最大相對(duì)干密度為1.772（摻灰率，下同，5%）、1.690（7%）、1.664（10%），含水率17.4%（5%）、19%（7%）、19.4%（10%）。石灰采用二級(jí)生石灰，經(jīng)試驗(yàn)確定，有效鈣和氧化鎂的含量測(cè)定值為69.3%。

2.3 機(jī)械設(shè)備選用

本工程機(jī)械設(shè)備選用除應(yīng)配置重型機(jī)械：挖掘機(jī)（1 m3）2 臺(tái)、75 kW推土機(jī)1 臺(tái)、鏵犁2 臺(tái)、小寶馬4 臺(tái)、旋耕2 臺(tái)、大寶馬1 臺(tái)、180 kN振動(dòng)壓路機(jī)2 臺(tái)、250 kN三輪壓路機(jī)2 臺(tái)、平地機(jī)1 臺(tái)、曬水車(chē)1 輛、自卸車(chē)若干，還應(yīng)配備小型機(jī)械及防雨設(shè)施：手扶振動(dòng)碾2 臺(tái)、排水泵6 臺(tái)、厚0.3 mm防雨塑料薄膜1 500 m2。

2.4 拌和質(zhì)量控制

本工程采用廠拌為主，路拌為輔。石灰土拌和要做到摻灰量控制準(zhǔn)確，拌和均勻，要求最大顆?！?0 cm，顆粒5 cm以上的含量≤5%，顆粒2 cm以上的含量≤20%。生石灰塊應(yīng)先進(jìn)行消解，方可進(jìn)行拌和。采用2 次拌和法，第一次加3%石灰拌和后，受天氣影響，含水量較大，悶放5 d，現(xiàn)場(chǎng)悶灰應(yīng)打堆成形為矩形梯臺(tái)，梯臺(tái)高度一般為4～ 6 m，坡率1∶1，坡面拍實(shí)。

坡頂引邊線布放塑料薄膜（厚0.3 mm）卷材，下雨前放下，覆罩灰土成品或半成品打堆頂面及坡面至排水溝防雨，悶灰期間每天翻曬1 次。拌和過(guò)程中時(shí)刻做好灰劑量和含水量檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定是否需要再次摻灰，根據(jù)事先確定的石灰衰減曲線，確保含水率比最大干密度含水率高2%[5,6]。

第2次運(yùn)輸至施工路段攤鋪后，再加入其余石灰，進(jìn)行第2次拌和（路拌）。運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的石灰土成品應(yīng)事先做好含水量、灰劑量及顆粒大小檢測(cè)，到現(xiàn)場(chǎng)后直接用推土機(jī)整平，應(yīng)充分打碎、拌勻、翻曬、初壓。因到現(xiàn)場(chǎng)灰劑量為3%，而設(shè)計(jì)要求灰劑量為7%，需進(jìn)行補(bǔ)灰。補(bǔ)灰時(shí)在初壓地面上打方格，方格面積以每個(gè)方格內(nèi)堆放1 車(chē)消石灰控制，再用推土機(jī)或人工把石灰攤平；采用路拌機(jī)與鏵犁交替拌和的方式進(jìn)行拌和，并安排專(zhuān)人檢測(cè)有無(wú)素土夾層。每5～10 m挖驗(yàn)1 處，檢查是否到底，對(duì)于拌和不到底的路段，及時(shí)提醒拌和司機(jī)重新翻拌。拌和方法為：布灰結(jié)束后，用鏵犁耕1 遍，旋耕機(jī)粉碎2 遍，穩(wěn)定土拌和機(jī)粉碎1 遍，小寶馬粉碎2 遍，根據(jù)外觀狀況，灰土層表面存有明顯較大土塊的，用大寶馬粉碎2 遍。

2.5 地基處理

地基處理時(shí)控制不均勻沉降是防止橋頭跳車(chē)的關(guān)鍵，對(duì)于路基底松軟、垃圾、淤泥較多現(xiàn)象，必須進(jìn)行地基換填處理，提高地基承載力，減小地基沉降。對(duì)該區(qū)域清表發(fā)現(xiàn)，原地基下方有大量垃圾土，且地下水位較高。經(jīng)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主溝通，對(duì)垃圾土進(jìn)行清除并回填5%灰土，施工過(guò)程中在路基兩側(cè)設(shè)排水溝，排水溝寬度不小于60 cm，溝底標(biāo)高位于槽底標(biāo)高下30 cm，排水溝縱向坡度不小于0.3%，并設(shè)置集水井，必要時(shí)進(jìn)行水泵強(qiáng)制排水。該區(qū)域經(jīng)換填處理，地基壓實(shí)度滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)路基底承載力要求，保證了下一層灰土施工質(zhì)量。

2.6 分層回填厚度控制

本工程采用薄層填筑，松鋪厚度小于20 cm。在回填施工前，從基礎(chǔ)頂面開(kāi)始，用紅油漆在臺(tái)背墻上左、中、右分別做上記號(hào)，標(biāo)明每層填筑位置及相應(yīng)的層次，并以此為參照進(jìn)行每層的施工。施工過(guò)程中每層需做施工臺(tái)賬記錄，方便質(zhì)量控制。本工程回填施工為12 層=2.4/0.2（填筑高度2.4 m）。

2.7 碾壓控制

橋頭處20 m范圍內(nèi)橫向碾壓，橋臺(tái)兩側(cè)錐體須同步填筑、同步碾壓，松鋪厚度為一般路基的1.5～2 倍，壓實(shí)后再削坡。先采用180 kN振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓2～3 遍，再用250 kN三輪壓路機(jī)連續(xù)碾壓到需要的壓實(shí)度。碾壓速度先慢（20～30 m/min）后快（30～40 m/min），橫向重疊碾壓寬度不小于1/2輪寬，碾壓應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，中途不得停頓，壓路機(jī)數(shù)量應(yīng)滿足壓實(shí)需要，以減少碾壓成型時(shí)間，每層碾壓時(shí)間不能超過(guò)1 d。碾壓過(guò)程中，壓路機(jī)應(yīng)行走順直，低速行駛。

為保證橋涵構(gòu)造物不受損害，碾壓時(shí)壓路機(jī)應(yīng)與橋涵臺(tái)背保持不小于1 m的距離，但是這樣也在臺(tái)底、墻底留下了碾壓不到位的“死角”，施工時(shí)可以讓壓路機(jī)不開(kāi)振動(dòng)，配以經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員以低速進(jìn)行碾壓，沿橫斷面方向貼近臺(tái)底，沿中心線方向貼近墻底，不斷變換方向碾壓，增加碾壓遍數(shù)，在壓路機(jī)壓不到的局部地方，采用手扶式振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓。

2.8 過(guò)程中試驗(yàn)檢測(cè)控制

1）檢測(cè)灰劑量合格標(biāo)準(zhǔn)：所有檢測(cè)點(diǎn)的灰劑量≥設(shè)計(jì)灰劑量-1%，若灰劑量考慮石灰衰減因素后仍不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，馬上補(bǔ)灰。

2）若含水量偏高，用鏵犁連續(xù)翻拌，以加快降低含水量，達(dá)到碾壓前石灰土含水量要求比最大干密度含水量高1%～2%。

3）過(guò)篩檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)土顆粒大小，控制標(biāo)準(zhǔn)為：＞5 cm的顆粒含量＜5%，＞2 cm的顆粒含量＜20%；對(duì)于含有較多結(jié)核的土料，＞2 cm的顆粒含量＜30%。

4）壓實(shí)度檢測(cè)：從路堤到路床壓實(shí)度均按不低于96%控制，壓實(shí)度分層檢測(cè)，每50 m2檢查1 個(gè)點(diǎn)，不足50 m2時(shí)至少檢查1 個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)都應(yīng)該合格，不合格點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)壓或其他措施，直至合格為止。

5）本段臺(tái)背路基回填共12 層，第1層為路基底90區(qū)（5%），其余11 層為96區(qū)（7%），本段每層檢測(cè)5 個(gè)點(diǎn)，壓實(shí)度檢測(cè)均符合要求。

2.9 臺(tái)背預(yù)壓質(zhì)量控制

臺(tái)背預(yù)壓可以在樁基施工前或架梁后進(jìn)行，本文采用架梁之后進(jìn)行預(yù)壓[7]。預(yù)壓按等載預(yù)壓處理，預(yù)壓范圍為張家港大橋按順橋向方向長(zhǎng)度50 m。

預(yù)壓條件為灰土路基分層填筑壓實(shí)至路床頂，并經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)認(rèn)可后，方可進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓堆載前需要在灰土完成面上均勻撒布厚5 mm經(jīng)過(guò)篩的消化石灰粉，預(yù)壓土方應(yīng)填至橋頭設(shè)計(jì)標(biāo)高以上30 cm，土方應(yīng)壓實(shí)，壓實(shí)度應(yīng)不小于85%，壓實(shí)后的堆土頂設(shè)置雙向4%橫坡。預(yù)壓時(shí)間至少為3 個(gè)月[8]。

預(yù)壓范圍內(nèi)布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，沉降觀測(cè)點(diǎn)分別在橋臺(tái)頂面、橋臺(tái)與路基搭板末端、預(yù)壓末端3 個(gè)位置進(jìn)行布設(shè)，每個(gè)斷面布設(shè)3 個(gè)點(diǎn)（圖2）。

圖2 堆載預(yù)壓段沉降觀測(cè)縱斷面布置

觀測(cè)頻率：填筑或堆載過(guò)程中，每天觀測(cè)1 次；如遇沉降量突變，每天增加至2～3 次；若兩次填筑間隔時(shí)間較長(zhǎng)，每3 d進(jìn)行1 次。堆載預(yù)壓或路基填筑完成后，每周觀測(cè)1 次。

沉降觀測(cè)分析判斷：3 個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)1與點(diǎn)2 沉降差、點(diǎn)1與點(diǎn)3沉降差在1 個(gè)月內(nèi)不大于3 mm作為預(yù)壓密實(shí)依據(jù)。張家港大橋預(yù)壓期間沉降觀測(cè)結(jié)果如圖3所示。

圖3 沉降觀測(cè)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，張家港大橋Ⅰ輔道橋臺(tái)回填壓實(shí)度、平整度等均滿足現(xiàn)行相關(guān)工程質(zhì)量規(guī)范及工程設(shè)計(jì)要求。大橋建成至今，橋頭搭板與橋梁主體沒(méi)有產(chǎn)生明顯的錯(cuò)臺(tái)，張家港大橋Ⅰ輔道橋臺(tái)回填施工質(zhì)量控制達(dá)到了預(yù)期施工要求。