轻型路基填料在台背回填中的应用.doc

1、轻型路基填料在台背回填中的应用摘要：以 204 国道扩建工程太仓段为例，针对软基情况下桥头高填方回填料的选择进行探讨，对由于台背回填原因而引起的桥头跳车问题进行了分析，并对轻型路基填料施工质量的控制做了阐述。 关键词：轻型填料；台背回填；桥头跳车；质量通病 中图分类号：U213.1 文献标识码：A 一、引言 随着我国高等级公路建设迅速发展，公路桥梁的建设也越来越多，桥头跳车现象已成为公路建设中的质量通病。这一问题严重影响了公路的使用质量，对行车安全和舒适度都有不良影响，严重的跳车甚至会引发交通事故。同时跳车产生的水平和垂直冲击力会对路面、路基和桥梁结构物产生进一步的损坏，资料显示台背填筑材料以

2、及回填的施工质量是造成桥头跳车的重要因素。虽然现在还不能完全解决这一难题，但是可以通过合理的施工方案来减小它的影响。 二、背景工程概况 204 国国道为扩建工程，在太仓段城区有一段为改线段，有一座新浏河大桥需新建，两侧桥头均有 30m 长软土地基路段。桥台基础采用直径1.2m 钻孔桩，台身为钢筋混凝土 U 型桥台，桥头最高路堤填筑高度为6.5m，路基上口宽度 35.5m。软基段工后沉降设计允许值为 Sr10cm。软基处理方式设计为 10m 长粉喷桩加 40cm 厚人造硬壳层，粉喷桩直径50cm，每米的喷灰量为 50kg，间距 1.2m，按梅花形布置。软基处理范围是从台前 5m 开始共 30m

3、范围。人造硬壳层采用两层 8%石灰土加一层TGSG3030 土工格栅。 三、本工程台背填土专项分析 鉴于台背回填是现今公路工程质量通病多发点，又加上台后为软土地基，台背回填的质量将会更大地影响整个工程项目的整体质量。如果回填用的填料选用不当，填筑时压实度达不到设计要求，必然会使桥头段路基与桥台产生很大的差异沉降，使行车时出现严重的跳车现象。现行规范规定用透水性好的材料作为台背回填材料，虽然其刚度和压缩性比粘性土要好，但由于其透水性，致使天然地基和相邻路基土会受周围渗透水、毛细水、路面渗水、桥台沉降渗水等的浸湿而软化，久而久之，造成台背回填处土基和临近路基强度降低，变形加大，使其不能处于较干燥的

4、状态下工作。 在软基路段路基填筑过程中，通常要有较长时间的预压期来加速软土地基的固结，方能满足工后沉降的要求。但对于本工程来说，是改建工程，工期要求很紧，要早日恢复国道的正常交通，没有足够的时间来进行预压，但如果只为了赶工期而不控制填土的速率，这样对路基工后沉降十分不利。所以，台后路基填筑的方案要进一步进行优化，找出更适合本工程特点的处理方法。 要确定更适合本工程的处理方法，还要从软基段进行台背填筑施工的沉降产生的主要部位进行分析，由于本段路基采用的是粉喷桩处理，因此，沉降主要由两部分组成，一是在加固区下卧层，由于路基底部较宽，路基荷载影响深度较大，加固区以下将产生部分工后沉降，不论加固区以下

5、是否存在软土下卧层，加固区以下均产生工后沉降。二是，路基填筑过程中土体本身的沉降。 四、原设计处理方案 粉喷桩处理作为一种软基加固方法，在我国的应用已具有一定的历史，它能确保路堤施工期，能有效减小被加固部分土层的总沉降量，缩短施工期。现在更是以其高强度、较小的变形特性及良好的稳定性，广泛应用于公路、铁路等工程，本工程桥头软基段采用粉喷桩是一种很好的选择。人造硬壳层也是近年来应用很广泛的地基处理方法，资料显示，水泥搅拌桩与土工织物加筋人工硬壳层结合加固软土路基，加固深度在10m 左右，可提高地基承载力 1 倍以上，加固效果不但提高地基承载力，并且可减少建筑物总沉降量及不均匀沉降，施工简便、质量可

6、靠，只是水泥用量较大。台背填筑为 5%及 8%灰土分层填筑，压实度标准比正常路段提高一个百分点。 五、方案优化 （一）第二方案选择 本工程桥头填土最高为 6.5m，在试验室重型击实标准得到的 5%及 8%灰土最大干密度分别为 1.71g/cm3 和 1.68 g/cm3。由于本工程项目路基底部较宽，下卧层的沉降也占有很大的比例，因此，我们决定再选择一种较轻的填料作为台背回填材料。通过查阅有关资料，决定选择粉煤灰作为比选材料。采用轻质材料粉煤灰回填可大大降低路基自重(粉煤灰单位重 1.2-1.4g/cm3，而宕渣砂砾料为 2.4-2.6g/cm3)，它能有效地减轻地基沉降。为了增加它的凝结性能，

7、拟定在粉煤灰中掺入 6%的石灰。 （二）石灰粉煤灰填料的优点 石灰粉煤灰填料具有自重轻（通过试验室试验，掺 6%石灰的粉煤灰的最大干密度为 1.14 g/cm3） 、压缩性小、渗透性好、强度高等较好的工程特性。粉煤灰本身有自凝性，再加上石灰的碱性激发下，生产水化物，发生凝硬作用，可提高强度，其自身较轻，能有效降低基底应力，对减小软基高路堤的沉降十分有利。同时，石灰粉煤灰混合料的压缩系数比石灰土小，经实测，其压缩系数为 0.13MPa，仅为土的 40%左右，路路堤沉降量小，约为灰土路堤沉降量的一半。见下表资料数据。 六、具体施工方案及施工要点 （一）基底粉喷桩施工 影响粉喷桩施工质量的一个很关键

8、的因素就是每米的喷灰量，桩机的粉喷发送器必须配置粉料电脑计量装置，严禁无粉料计量装置的粉喷发送器投入使用，并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。储灰罐应不小于一根桩的用灰量，同时输送粉料的管道不宜太长，一般应不大于 60米，最长 80 米。施工中发若发现喷粉量不足，必须实行整桩复打，复打的喷粉量仍应不小于设计用量。同时在施工中要严格控制钻进及喷粉提升时的速度，确保水泥粉与土体充分混合。 （二）人造硬壳层的施工 人造硬壳层的作用机理就是类似与钢筋混凝土，充分发挥土工格栅和灰土的性，提高灰土的整体强度和刚度。用于人造硬壳层的石灰土要采用场拌法，以免路拌机械施工时损坏土工格栅。在铺设土工格栅时，要人工

9、拉平，用 U 型钉固定牢固。灰土层施工要控制好灰剂量及碾压时的含水量，在最佳含水量时灰土的碾压效果最好。 （三）石灰粉煤灰的填筑 石灰粉煤灰的击实曲线平缓，在施工中含水量的控制范围，一般略大于最佳含水量的 3%10%为宜。为防止粉煤灰扬灰和水分蒸发，石灰粉煤灰填筑时采用粘土包边和封顶，两侧包边土宽 100cm，在高度范围内，每填高 1.0m 在路基边缘包边土范围内设置排水盲沟，纵向宽度 1.5m，间距 2m，梅花形布置，以排泄施工过程中遇雨而渗人粉煤灰路基中的水分。在台背填筑位置，由于工作面较小，采用人工挂线摊铺，做好不小于 3%的横坡，以利于排水。粉煤灰碾压采用振动压路机碾压，每层压实厚度控

10、制在 20cm-25cm,具体松铺系数通过试验确定。有资料显示在桥头填土高度为 4.5m 时，假设在行车荷载作用下每层压实度均提高一个百分点，则路基填土本身的沉降为 4cm。因此在填筑过程中一定要严格按照设计的压实度要求进行施工，为更好的减小台背处工后沉降，台背处压实度比相应路基提高 1-2 个百分点，(一般为 92%-97%)，实践证明可以达到。粉煤灰压实以确保当天摊铺当天碾压为原则。压实后的粉煤灰表面应经常洒水湿润，防止粉尘污染。同时施工时应做好防雨水冲刷措施，防止粉煤灰流失。 七、施工效果 由于石灰粉煤灰填料的击实曲线较平缓，施工时含水量的控制相对于灰土来说更容易控制，施工质量更稳定，施

11、工周期也较短，在太仓多雨季节施工，受到的影响较小。其它路段灰土的施工，要经过两至三天的翻晒，然后掺灰翻拌，整平碾压，这样下来施工每层灰土要 57 天时间，而石灰粉煤灰路基基台背填筑时正常时每 23 天就能完成一层施工，使桥头高填方段在计划的时间内完成施工，为后续施工赢得了宝贵的时间。通过努力使本标段按计划半幅路面开放交通。 在半幅通车后的沉降观测中表明，粉喷桩与轻型路基填料结合处理软基段台背填筑，沉降量很小，在一年时间内观测到的累计沉降量为18mm，并且已趋于稳定，完全能满足设计要求。从目前使用情况来看，车辆通过桥头没有明显的跳车感觉。 八、结语 桥头跳车是公路工程的质量通病，现阶段不可能完全

12、消除，但可以通过各种方法来减小，通过本工程实践，施工中将几种处理方案有机地结合起来运用，能最大限度地提高工程的质量和施工进度，短期内投入稍大，但从长远看是有利的。 参考文献： 1胡希捷等.公路工程质量通病防治指南.北京：人民交通出版社，2002 年. 2郝行舟. 公路工程质量通病及其预控浅探.交通科技，2005(5). 3林青，曹新文.软土地基工后沉降预测方法的探讨.路基工程,2006(2). 4陈百成，张喜发，张冬青.公路台背填筑材料性能研究.辽宁交通科技,2005(8). 5胡威力，李荣林，于荣昌.粉喷桩在公路软基处理中的应用.黑龙江交通科技,2005(9). 6张洪云.公路桥涵台背回填设计与施工探讨.中国科技信息,2006(20).