轻质土回填路基设计探讨研究

 轻质土回填路基设计探讨研究

吴章云

重庆路威土木工程设计有限公司

摘要：我国高速公路路网不断扩大，但桥梁台背沉降问题一直困扰着参建单位，因高速公路台背沉降带来的安全事故也屡见不鲜，该问题已经严重制约了我国高速公路的健康发展。论文根据成都市三绕蒲都高速公路建设的实际施工资料，利用新材料新技术对桥梁台背沉降问题展开研究，对气泡混合轻质土材料在高速公路上如何更好地应用起到了借鉴意义。

关键词：气泡混合轻质土；台背沉降；隐患

0引言

对于区域经济发展而言，交通运输的发展直接关系到其经济发展的质量。我国有多种多样的交通运输方式，其中公路运输是其中非常常见的一种，作为一种最直接也最有效的运输方式，其中存在的问题直接影响到行车的质量。特别是桥梁、桥涵等结构物背后回填的压实工艺、压实控制等问题，导致在台背处出现路基高差、结构沉降不一以及连接处开裂的问题，而这些病害形成的原因都与路基台背回填施工与刚性桥面不同沉降有关，导致当车辆行驶到病害处时，就会出现桥头跳车的现象。一旦发生影响乘客乘车感受，重则引发交通事故。因此必须采取有效手段解决其中存在的问题。

1台背沉降原因分析及危害

公路施工通常工程量大，工期紧，施工环境差，桥涵台背回填，结构物边角部位碾压机具很难进行全覆盖或充分的平整碾压，路基局部填料颗粒间隙较大，后期受上部车辆荷载及填土自重影响，填料迅速压缩至路基快速沉降，易发生“跳车”现象;桥涵多布置于沟壑峡谷地段，台背地基地质情况落相对较差，在填土重力荷载对软弱地基附加压力的作用下，易造成桥台整体性后倾，发生不均匀沉降，不利于车辆安全行驶。

2气泡混合轻质土特性

气泡混合轻质土是一种先进的轻型填土材料。这种填土材料是通过在固化剂中(通常为水泥浆)加人气泡经充分拌和而成，气泡混合轻质土不仅具有轻质性(容重5~13kN/m3)、良好的流动性（最大泵送距离可达500m)、固化后自立性等特点，而且它的容重和抗压强度均可通过试验配合比进行相应的改进，有优化的空间。成都三绕高速蒲江至都江堰段，临溪河特大桥及陈家河2»桥的桥台台背回填均采用了气泡混合轻质土填筑技术。

3台背回填设计指标

容重设计：路槽以下80cm以内湿容重等级不大于W6，其余区域湿容重等级不大于W5。强度设计：路槽以下80cm以内强度等级不小于CF0.8，其余区域强度等级不小于CF0.6。

4施工主要机具

轻质土设备开机生产前，机械操作人员必须按照轻质土拌合设备操作规程做好开机准备工作，并严格按设计配合比要求设定的参数，进行试生产时，首先调整泡沫质量，保证泡沫密度控制在48~52kg/m3。

5施工工艺

5.1配合比试验

通过最初拟定的3组配合比数据，经实验必选后，将最佳配合比上报监理实验室(见表2)，经批复后取用。

5.2面板基础施工

台背设计范围开挖验槽完毕后，回填基础承载力检测合格后方可进行面板基础施工，基底铺设30cm碎石垫层，由于面板基础位于原地面以下5〇cm，基础可直接利用开挖土模施工，有利于基础侧向土压力受力，可避免回填土不密实。面板基础为C30混凝土，采用罐车运输，搭设溜槽人仓工艺，基础混凝土顶面按设计要求预留面板坐浆卡槽，槽深6cm、宽5cm，采用10cmx5cm方木作为开槽模具预埋基础混凝土中，按面板放样边线准确安装木方位置，确保方木边线与面板外边线一致。在实际施工中，拟定混凝土强度达到50%时，方可取出木方形成面板坐浆卡槽。

5.3碎石势层施工

考虑到气泡混合轻质土与常规填土间存在变形差异，面板基础混凝土施工完成后开始铺设轻质土最下部碎石垫层，垫层厚度和压实度严格按照设计要求铺设，施工前要按设计修整基底，必须在基面夯实、整平后，监理工程师检验认可后方能进行碎石垫层施工，同时按设计间距和位置安装排水PVC管，气泡混合轻质土基底承载力应大于lOOkPa，碎石垫层压实度不小于94%，碎石垫层的铺设厚度为30cm。

5.4面板施工

根据现场情况，面板采用现场预制工艺，采用可拆卸式钢模浇筑，模板可使用角钢加工，模板数量根据面板数量确定。面板尺寸严格按照设计要求预制，采用C20细石混凝土浇筑，浇筑前应在模板内部涂刷脱模剂，面板预制完成后应统一堆放，专人保管。

5.5面板安装

底层面板安装：面板安装关键在于最底层面板的安装质量控制，安装时应先定出面板的外边线，然后在面板基础坐浆槽内铺垫M10砂浆，逐块安装底层面板，面板槽内坐浆应饱满从缝隙挤出，面板侧面同样应保证砂浆挤出，勾缝后砂浆厚度约控制在lcm。面板顶部标高应保持一致，误差不超过±5mm，同时吊垂线，保证面板安装的垂直度。第二层面板安装:应在下层面板顶面饱满铺设砂浆，上层面板与下层面板应错缝安装，不能形成通缝。面板从一边逐块往另一边安装，每安装完成2块后使用拉杆钢筋将面板与角钢点焊连接，焊接定位前一定要检查面板安装的垂直度、标高和位置等。面板每次安装高度可根据轻质土分层浇筑厚度确定，宜控制在80~150cm。如采用移动式施工架，则毎次可将面板安装高度增加，但必须考虑角钢自身的柔性不易过高。

5.6轻质土回填浇筑

经过监理单位验收合格后方可进行浇筑作业。浇筑前及时布置好泵送软管，保证软管有足够长度，检查软管中间接头有无脱落、漏水、弯折、挤压的地方。检查浇筑点应保证内部无明显积水，无杂物。轻质土浇筑作业时，施工人员必须穿工作鞋、戴保护手套、安全《。轻质土浇筑不需振捣，直接采用泵管浇筑后自流平，浇筑时为减少轻质土浇筑不规范引起消泡，施工过程中泵送管出口应始终与填筑面保持水平。浇筑时，应采用分块分层浇筑方式，分块是指严格按照沉降缝分幅跳跃式浇筑；分层是指轻质土每次浇筑厚度最大不应超过lm，待下部轻质土终凝后才能进行上层轻质土浇筑作业;应均匀控制毎层浇筑厚度，宜单层25~100cm，单层不能出现部分过高或过低情况，养护时间控制在3d为宜。

5.7HDPE防渗土工膜铺设

为防止顶面渗水、积水渗入气泡混合轻质土引起容重变化，在其顶面铺设一层HDPE防渗土工膜，厚度不小于0.3mm，搭接宽度不小于10cm，在轻质土顶面反包100cm固定。

6结语

轻质气泡混合轻质土应用于成都三绕桥梁台背回填中后，经过1年的沉降观察期考验，发现该新型填筑材料可避免传统台背填土碾压不充分造成台背填土沉降现象，减小填土重力荷载和台背地基的土压力，避免桥台倾斜发生不均匀沉降。具有填筑过程不需设备碾压、对现有社会交通干扰少，施工噪声低，施工工期短，施工占地小等优点。

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