涵洞台背回填施工技术

叶 斌

0 引言

在许多筑路工程中经常会遇到明涵施工,明涵施工中有一项难以控制的工艺就是台背回填工艺,很多明涵都因台背回填不当出现跳车现象,这也是所有施工单位在涵洞施工中容易出现的问题。马兰B12道路共包括六个明涵,其中五个正交涵是泄洪涵,一个斜交涵是过水涵。涵洞为刚性结构而路基为柔性结构,台背作为涵洞与路基的过渡带是非常重要的,如果台背回填处理不好使刚性和柔性结构过渡不自然,则会出现涵洞和路基不均匀沉降导致路面凸凹不平,严重者会造成路面开裂。台背回填在涵洞施工中是一个工程量很大的环节,也是人们容易忽略的环节,所以研究台背回填有很重要的意义。

1 台背的结构形式和尺寸

1.1 路基料回填区尺寸的确定

为使台背回填后回填部分与原有路基之间不发生相对滑移现象,台背回填形式应为台阶形,如图1所示。由图1可知台背回填的工程量取决于路基宽度和L,H,u的大小,图1中a为台阶宽度,b为台阶高度。为保证所有台阶形成的斜面与水平面之间的夹角u小于产生滑移所要求的临界值α,a与b的数值应满足如下公式:

通常情况下,a≥1 m,b≥50cm。

u的数值确定后根据台身高度H可以确定出长度L的大小。最后确定出台背回填区的结构尺寸,为施工组织计划提供准确的数据。

1.2 水稳料回填区尺寸的确定

由于涵洞整体为刚性结构而路基料为柔性结构,在二者的结合部可能出现不均匀沉降致使路面平整度受到影响,因此需在涵洞台身与路基的结合部位回填较大体积的水稳料作为过渡带(如图1所示)。为使过渡均匀,水稳料回填区厚度一般不小于60cm,宽度不小于2 m。回填区与路面水稳层之间的过渡带宽度不小于1 m,如果过小可能会出现断裂现象,导致路面起伏不平。

2 台背回填施工

2.1 原土处理

1)清理回填区。把所有不适合回填在内的东西全部清理掉,这样才能保证回填区的质量。2)平整回填区。须对回填区进行粗略平整,由于台背底部空间比较狭小,所以此项工作只能采取人工平整的方法。3)洒水润湿。在夯实之前须对原土进行洒水润湿,至少要渗透20cm,这样才能保证夯实后的压实度合格。4)夯实。洒水渗透之后要使用夯实机具对地基进行夯实,夯实遍数要根据所使用的机具和原土的性质确定。夯实完成后进行压实度检测,如果合格则进行下一道工序,否则继续进行夯实直到压实度达到标准为止。

2.2 路基料回填区施工

2.2.1 分层回填夯实工艺

分层回填夯实工艺是规范的施工工艺,其回填流程如图2所示。

1)回填路基料。在以上流程中回填路基料每层的厚度要根据夯实机具的功率和性能来确定。在B12道路施工中我们采用的夯实机具为冲击夯和平板打夯机和压路机,根据机具性能在靠近涵洞台身1 m之内回填层厚度确定为20cm,1 m之外为40cm。2)洒水渗透。回填每一层路基料后如果回填料为干料则需进行洒水渗透,洒水时要水量小、遍数多,不浪费水且能节约车辆费用,还能达到较好的效果。洒水之后必须使每层回填料充分渗透,而后才能进行夯实施工。为使渗透速度加快也可以采用人工翻料加快渗透的方法。3)夯实。进行夯实施工时在距离涵洞台身1 m范围内不能使用压路机等重型机械进行碾压,只能使用小型夯实机具,否则可能出现因涵洞侧压力过大而使台身产生变形的现象。在B12道路涵洞台背回填施工中,夯实方法为小型夯实机具和压路机配合同时进行施工。台身1 m范围内小型机具回填20cm厚后夯实,然后与压路机回填区同时回填,直至同一高度后同时夯实,使两个区域保持同一高度后再进行下一循环的施工。4)压实度检测。压实度检测一般有灌砂法、环刀法和核子仪测定法等。路基施工中最简便最常用的是灌砂法,B12道路台背回填压实度测定中采用的也是灌砂法。压实度检测要随着工程的进度按实验要求在不同地点进行若干组实验,然后给出总体评价。5)扩宽。确定压实度合格且需扩宽的时候要进行台背扩宽施工,扩宽施工时扩挖宽度应为施工前确定的台阶宽度,扩宽时要保证台阶垂面的垂直度,台阶平面内侧要比外侧略低。这样才能使台背与路基更好的结合,降低相对滑移的几率。

2.2.2 水压法回填工艺

在台背回填中还有一种方法叫水压法。其施工工艺为:首先将台背台阶施工完成,然后向台背内灌砂,灌砂完成后向内浇水,直到饱和为止。这种工艺如掌握得当也可达到压实度和弯沉指标,但如果对此项工程没有丰富的经验一般难以掌握,所以在比较重要的工程中没有十足的把握一般施工队伍不会采用。

2.3 水稳料回填区施工

1)拌和。水稳料为粒径小于40mm且级配良好的砂砾料与4%的缓凝水泥加水拌和而成的低标号混凝土。拌和一般情况使用水稳料拌合站,在没有拌合站的情况下也可人工拌和。2)回填夯实。回填水稳料时须注意两个问题:a.水稳料虚铺厚度和顶面高程。在回填前测绘人员要在回填区域内做灰饼,用以控制回填夯实后的顶面高程。回填区顶面高程应为路面高程减去面层和水稳层厚度之后的高程,不可一次性回填到水稳层顶面或回填顶面坡度与路面坡度不一致。回填时要注意确定好水稳料的松散系数,计算好回填料的虚铺厚度,这样才能做到准确的顶面高程。b.水稳料顶面平整度。由于水稳料回填完毕后,回填部分向上两层为摊铺机摊铺水稳层和沥青混凝土面层,如果回填区顶面平整度不是很好则会影响到水稳层和沥青面层的平整度,使路面行车不舒适甚至出现跳车现象。

3 结语

台背回填是涵洞施工中非常重要的一个环节,如果非常成功的话,车辆在通过涵洞时会非常顺畅、舒适。如果回填存在问题可能当时没什么征兆,但过一两年后所有问题就会显现出来。在进行台背回填施工时要注意每一个工序的细节,这是回填成功与否的关键,也可能会影响到整个工程的质量。只要把握好上文中所述的关键环节就一定可以把台背回填做好,一定可以使涵洞施工锦上添花,可以完成好道路施工中关键的环节。

[1] 马国红,倪 丹.山区公路涵洞常见问题及处理方法[J].山西建筑,2008,34(17):310-311.