轻质材料在台后回填中的应用

朱志强

摘要:为缓解桥头跳车现象，特采用轻质材料——水泥稳定粉煤灰用于桥头回填。

关键词桥头水泥粉煤灰

Abstract: in order to alleviate the bridge jumped phenomenon, special use of lightweight materials-of the cement stable for the bridge backfilling fly ash.

Key words fly ash concrete bridge

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

桥头跳车是公路建设中的重要质量通病之一，严重影响道路的运行质量。桥头跳车一直是公路建设中的研究课题，一般从地基强度和回填材料等方面进行研究。造成桥头跳车的主要因素是桥梁及台后沉降差。而产生台后沉降的主要原因有：

①填料自身的沉降，回填料的密实性是影响填料自身沉降的关键；

②由于台后回填增加地基附加应力，引起地基沉降。在不改变地基承载力的情况下，减轻回填料的自重能减小地基附加应力，缓解地基沉降。

近年来江苏地区交通发展较为迅速，在各技术领域也取得了实质性的发展，桥头跳车现象一直是困扰各交通管理、施工部门的难题之一。为能在缓解桥头跳车方面取得经验，我公司在S122省道句容段拓宽改造一期工程的下甸桥和塔子桥台后回填进行试验工作。目前江苏地区桥梁台后回填大多采用低剂量灰土、二灰土、粒状材料等进行回填，粉煤灰掺水泥作为新型材料，在镇江地区用于管涵、结构物回填取得了较好的效果，在下甸桥和塔子桥这两座桥的桥台后采用粉煤灰掺水泥混合料进行回填，其他桥梁均采用6%灰土进行回填施工。

一、常用回填料的技术比较

1、低剂量灰土（6%）：碾压成型，无侧限抗压强度（七天保湿养生）为0.4-0.8Mpa之间，湿比重通常为1.85-1.98g/cm3之间。

2、二灰：如二灰土（石灰+粉煤灰）碾压成型，无侧限抗压强度通常在0.5-0.7Mpa之间，湿比重通常为1.7-1.75g/cm3。

3、粒状材料类：如粗砂或砾石等，碾压成型，该材料回填施工时为松散状态，强度较高，漏水性好，湿比重通为2.0-2.4g/cm3。

4、粉煤灰掺水泥混合料：振捣成型，强度在1.5-1.7Mpa之间，湿比重为1.4-1.5g/cm3。

二、粉煤灰掺水泥在桥头回填施工的主要成果

1、具体的施工中的主要流程（详见附图）

2、试验工作

(1)试验室配比设计。本着经济及适用的原则选取两种配比进行研究分别是：①粉煤灰:水泥:水=960:70:448；②粉煤灰:水泥:水=960:100:472.5。两种配合比的强度结果如下表：

根据结果，选用水泥用量为70kg/m3，100kg/m3均能满足强度要求。但由于水泥用量影响混合料的收缩率，通过试验表明，水泥用量越大收缩率越小，故选用每m3时混合料中粉煤灰:水泥:水=960:100:472.5的配比用于现场施工。

（2）水泥剂量检测曲线的绘制

为了便于在施工中检测用料中的水泥含量，我们在试验室用EDTA进行水泥剂量滴定试验，通过试验采集数据绘制出水泥用量检测曲线，如下图（图一）。同该滴定曲线能方便快捷地检测出混合料中的水泥剂量。

三、回填方案的选择

为保证回填方案的合理性，我们经过研究筛选最终确定相对合理的施工方案（详见附图）

四、施工、监理的具体方案

1、施工要点

(1)基坑修整，保证基坑内无任何杂物。

(2)每天开始搅拌前检查场内粉煤灰的含水量，并计算现场的施工配合比。

(3)混合料投料顺序按照粉煤灰（1/3）→水泥→粉煤灰（2/3）→水的顺序进行投料。

(4)混合料拌和：施工必须严格按配合比进行，材料用量误差不超过规定（水泥：正负1%，粉煤灰：正负5%），且每次搅拌时间必须在3分钟以上，保证混合料的均匀性。

(5)应尽快将拌好的混合料运送的回填现场，减少水分损失。

(6)混合料的浇筑、振捣：同混凝土施工。为了减少表面裂缝，提高回填质量，必须进行复振，复振采用平板振进行表面振动。

(7)每层必须保证与路基形成台阶式塔接，两边则要求通过锥坡填土来形成侧向土模，并逐成形成台阶。

(8)养护：回填要及时，以便养护，如不能及时回填，需要采用草袋及时覆盖并洒水保湿。

2、监理质量控制点

(1)严格检测每天施工用粉煤灰的含水量，准确控制施工配合比；

(2)严格控制每层的厚度，保证每层不超过30cm；

(3)严格要求施工时的振捣质量，杜绝出现漏捣现象；

(4)每天留置7.07×7.07×7.07cm3（同砂浆试模）及时检测混合料3天、7天、14天、28天的强度，如下表：

不同龄期混合料强度对照表

(5)控制每层施工的时间间隔，保证在初凝前结束该层的施工；

(6)及时检查养护情况，保证材料的养生条件。

五、粉煤灰掺水泥回填施工现场数据整理及分析

在具体施工中主要检测回填料的水泥剂量、含水量、水灰比、强度、比重等具体指标，并通过对相关数据的分析，得出相应的结论。下表对桥头回填中各层的抽检数据统计。

抽检情况统计表

1、强度控制

强度是回填料最重要指标之一，影响强度的主要因素有：水泥剂量、水灰比控制、振捣、养护等。

2、水泥剂量的控制

为验证水泥剂量与强度的关系，特将水泥剂量与相关强度进行比较（如下图）。

水泥剂量（%）

数据表明，水泥剂量是影响混合料强度的重要原因之一，为保证混合料的强度必须严格控制水泥剂量。

3、水灰比（水：粉煤灰）的控制

水灰比是控制台后回填质量重要指标之一，影响到混合料的早期强度和回填施工进度。从抽检数据上可以得出水灰比增大，混合料早期强度则减小，同时会影响施工进度；但水灰比偏小则会给施工带来不便（搅拌机出料困难）。因此施工现场必须合理地控制水灰比，然而要每次都通过含水量来确定混合料的水灰比较复杂，而且不能及时得出结果（必须经过6小时以上才能烘干），难于起到指导施工的作用。通过现场检测，发现混合料的坍落度能反映其水灰比的大小，为能较方便地检测混合料的水灰比，我们通过坍落度、含水量的多次对比试验，采集相关的数据，并将试验数据应用数理统计中的一元线性回归法（回归方程为y=a+bx, 其中b=163.6，a=-0.6）进行处理，并绘制出坍落度——水灰比对应曲线，如下图：

水灰比——坍落度关系曲线

通过该曲线，能够较方便地得出混合料的水灰比，且能及时指导施工，保证回填质量。

4、干缩裂缝的控制

为尽量防止出现裂缝，在每层施工结束后1-2小时内采用平板振进行复振，以消除当时出现的表面裂缝；同时加强养护，保持表面的绝对湿润，为便于浇水应选用漏水性较好的草袋；另外尽量做到及时进行上层施工，达到覆盖养护效果。

六、小结

工程完工通车后，通过长期对这两座桥的台背沉降进行监测，到目前运行良好，没有出现下沉现象。由于粉煤灰掺水泥混合料用与桥台回填施工时采用振捣密实，还能避免压路机施工时带来的压实盲区，另外，其自重轻、强度较高也是一种较好的台后回填材料，也可用于管涵回填等，因此该轻质材料值得大量推广使用。

监理工作 施工单位工作

施工方案程序图

收集数据

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。