高速公路臺背回填施工技術(shù)探討

劉康照

摘 要：高速公路施工中，為了控制和解決后期使用過程中的橋頭跳車問題，臺背回填施工是關(guān)鍵。基于此，文章以福壽高速公路A1標段路線施工為背景，從臺背回填的角度入手，分析了相關(guān)施工技術(shù)要點及質(zhì)量控制措施，旨在為類似項目積累經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：高速公路;臺背回填;技術(shù)要點;質(zhì)量控制

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A

0 引言

在我國社會及經(jīng)濟不斷發(fā)展的帶動下，高速公路工程的里程及規(guī)模也隨之增加，這無形中也對高速公路項目施工提高了技術(shù)要求。橋頭跳車是困擾高速公路施工技術(shù)人員的一個常見問題，而形成橋頭跳車的關(guān)鍵影響因素就是臺背回填的材料及質(zhì)量是否達標。鑒于此，針對臺背回填施工技術(shù)加強研究不僅有著重要的現(xiàn)實意義，而且也十分必要。

1 工程概況

福壽高速是連接福安、壽寧（閩浙界）的一條重要通道，且是海峽西岸經(jīng)濟區(qū)“三縱八橫三環(huán)三十三聯(lián)”高速公路網(wǎng)布局中的跨區(qū)域聯(lián)絡(luò)線，路基土建工程共分6個施工標段（A1標段-A6標段），路面工程分2個施工標段（B1標段-B2標段）。本文主要以筆者參與的A1標段為例展開相關(guān)論述，具體如下：

A1標段路線起點（K0+000）位于福安市的坂中鄉(xiāng)坑下村附近，設(shè)坂中樞紐互通與同步建設(shè)的沈海公路復線柘榮至福安段相接（樁號K0+000），路線由東往北延伸，建嶺頭隧道（2 513 m），后進入福安市社口鎮(zhèn)，經(jīng)吳厝下，建吳厝下大橋（187 m），建秀峰大橋（280.5 m）跨曉汾溪和省道S301，建秀峰隧道（491.5 m），于鎮(zhèn)頭村設(shè)社口互通與S301線連接，與A2標段起點（YK10+060，ZK10+060.011）相接，路線長10.291 699公里。本標段主要工程量見表1。

2 臺背回填施工技術(shù)要點

2.1 材料選擇

材料是保證橋臺回填施工質(zhì)量的前提之一。因此，為保證橋臺回填的質(zhì)量和效果，建議采用透水性好的石渣作為回填材料分層填筑壓實。要求渣基料的水飽和強度不小于10 MPa，渣含量不小于70%，粒度不大于5 cm。石渣分層填筑厚度控制在15 cm以內(nèi)。為防止每層填筑厚度超標或漏檢，每層壓實厚度采用紅色油漆標記，并對各層進行清楚標識，控制施工質(zhì)量。

2.2 施工準備

正式填筑施工前，場地需要清理干凈。清理場地后，應碾壓原地面，壓實度達到94%以上。當局部坡比達到1：5時，應清理原地面植被，然后采用推土機或人工開挖步驟。臺階寬度大于等于2 m，后期機械作業(yè)應向內(nèi)傾斜2%～4%。同時，為保證工作臺的穩(wěn)定性，應同時進行臺階開挖、壓實和路堤填筑。

2.3 回填施工

（1）回填過程中，應重新測試各填筑層中心偏差觀測點，并比較縱、橫向偏差值：同一橋梁相鄰兩柱或肋板頂相對位移≤2 mm;左右跨橋梁相鄰兩柱或肋頂相對位移應小于或等于3 mm;橋臺的總縱、橫向絕對位移應為≤5 mm（即相對于填充前初始位置的位移）。本工程必須由專人測量記錄，監(jiān)理單位加強現(xiàn)場待命，確保肋板不損壞。（2）當橋臺整體縱、橫向位移超過5 mm時，應停止回填，分析原因，采取背壓或減慢填筑速度等措施控制橋臺位移。（3）當橋臺整體沉降超過設(shè)計規(guī)范規(guī)定值時，停止回填，分析原因，采取措施控制橋臺異常沉降。（4）橋臺回填期間及回填后，應定期觀察、檢查橋臺外觀。如發(fā)現(xiàn)裂紋或變形異常，應及時報告，及時采取穩(wěn)定措施，防止進一步發(fā)展。

2.4 強夯法

根據(jù)強夯處理法加固機理（見圖1），即通過壓實效應打破土層原有結(jié)構(gòu)連接方式，重新布置土粒，提高土層承載力和穩(wěn)定性，為提高壓實效果，減少壓實能對橋臺的影響，結(jié)合工程實際，采用試壓法確定壓實參數(shù)。

施工步驟如下：

（1）橋臺附近1.0 m范圍內(nèi)開挖減震帶（減震帶底寬1.0 m），減震帶采用小型挖掘機開挖，槽底標高較夯擊面標高低1.5 m，以減小夯擊振動波對橋臺的沖擊損害。（2）按等邊三角形（邊長3.0 m）的方式，用紅色膠袋裝砂放出第一遍夯點，誤差控制在土5 cm。強夯夯點平面布置見圖2，夯點布設(shè)見圖3。（3）夯實前進行設(shè)備檢查，將動夯錘、錘就位，錘與夯點中心對齊，誤差控制在±15 cm。（4）將錘升至設(shè)計要求的高度（夯擊能量40 t·m），讓錘自由下落，測量相應的壓實變形。（5）重復步驟（3）至4完成第一次夯實，點夯次數(shù)為：第一次點夯數(shù)為5，第二次點夯數(shù)為4。（6）達到間隔（一般>5天）后，用推土機對場地進行平整，測量夯擊區(qū)平均標高。（7）根據(jù)圖3，設(shè)置第二個壓實點，重復步驟（3）至（6）以完成第二次壓實。（8）將施工場地推平，用10 t·m的夯擊能量，將場地表面及區(qū)域松散土完全壓實，不搗實。錘擊密封搭接長度不小于0.5 m（為保證橋臺和路堤的穩(wěn)定性，在距邊1.0 m范圍內(nèi)采用人工壓實，以保證橋臺和路堤的穩(wěn)定性），測量路堤平均標高，計算相應壓實量。（9）阻尼區(qū)內(nèi)的土應人工壓實，中粗砂回填壓實。（10）根據(jù)設(shè)計填筑要求，用施工機械預壓實后，松填土3.0 m～4.0 m，重復步驟（1）至（9）。

2.5 質(zhì)量控制措施

（1）為保證施工質(zhì)量，避免發(fā)生異常事故，夯實時應加強現(xiàn)場檢查（主要用于橋臺、路堤邊緣安全檢查）和變形監(jiān)測。如有危險，應及時停止壓實，并采取相應的補救措施。（2）為減少夯擊時水平?jīng)_擊橋臺的影響，夯前應先開挖減振槽。壓實后隔振槽分層回填，最大粒徑小于8 cm，分層采用小型壓實機壓實。（3）壓實應從外至內(nèi)分離點，不分離，即先夯實外點，然后夯實內(nèi)點。同一夯實點同時夯實，并按線路完成，以提高加固效果。

2.6 現(xiàn)場試驗

為了保證加固效果，評價設(shè)計參數(shù)的正確性，對加固截面的沉降變形、橋臺擠壓變形、密實度和承載力進行了測試。本文僅對橋臺擠壓變形觀測和沉降變形觀測進行了研究。

2.6.1 填料變形觀測

為了明確強夯作用下填料的變形規(guī)律和強夯設(shè)計參數(shù)作用下的土體加密效果，應對填料的變形進行監(jiān)測。具體監(jiān)測項目如下：

（1）在夯點中間和夯實點周圍設(shè)置一排木樁。對每夯后單點壓實沉降和夯實點附近地表土的沉降變形或膨脹進行了水平測量。（2）在預計影響深度范圍內(nèi)，沉降板埋在層（1 m/層）中。根據(jù)各沉降板的沉降條件，確定了影響深度和沉降隨深度的變化。利用各沉降板的沉降差計算出各土層壓實度的改善值。（3）沿路堤旁水平方向埋設(shè)一排木樁，測量強夯過程中路堤填料水平方向的變化。強夯沉降觀測結(jié)果，見表2。

從表2可知，試驗段橋臺背共發(fā)生131 mm沉降，表明該方法加固效果理想，橋臺后土體密度有效密實，大大降低了橋臺車輛顛簸的概率。

2.6.2 臺肩擠壓變形觀測

在沖擊荷載作用下，橋臺通常具有一定的側(cè)向變形，但由于夯擊能量小，加上阻尼帶的設(shè)置，對橋臺結(jié)構(gòu)的影響較小。現(xiàn)場觀察，雖然橋臺結(jié)構(gòu)在強夯過程中有明顯的地震感，但壓實完成后未發(fā)現(xiàn)異常變形和開裂現(xiàn)象，說明設(shè)計參數(shù)相對安全。

值得指出的是，受現(xiàn)場試驗條件的限制，本試驗僅討論了基于現(xiàn)場觀測的低能全壓實方法的實用性，以及阻尼帶尺寸與壓實能大小之間的定量關(guān)系，橋臺振動響應等參數(shù)有待進一步研究。

2.7 臺背壓實的質(zhì)量控制

臺背回填施工過程中的施工質(zhì)量控制主要涉及兩個方面：一是臺背碾壓過程中對壓實度的要求，技術(shù)人員需要以臺涵側(cè)標志作為測量標準和參考對象，在此基礎(chǔ)上，進行橋臺臺背壓實度的施工質(zhì)量控制;二是在鋪層施工過程中，嚴格控制回填材料的壓實施工，使每層按要求達標，且每層灰土回填頂面壓實厚度應與其填土頂面壓實厚度一致，可有效減少回填施工壓實不均勻引起的沉降問題，提高橋臺回填施工質(zhì)量。

3 總結(jié)

綜上所述，為了避免高速公路工程建成后發(fā)生橋頭跳車問題，現(xiàn)實施工中，要結(jié)合現(xiàn)實施工需要選擇合適的回填材料及施工方式，并從材料、技術(shù)等各方面加強技術(shù)質(zhì)量管理，同時，也要加強關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制，最終確保臺背回填的高效優(yōu)質(zhì)完工。此外，為了使得臺背和路基實現(xiàn)更好的銜接，也可以在路基及臺背之間設(shè)置高寬合適的臺階，以便更好的解決橋頭跳車問題。

參考文獻：

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[2]劉建偉.淺談橋頭跳車通病的成因與臺背回填施工控制[J].黑龍江交通科技，2021（2）：41+43.