陈东山

【摘 要】湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，具有大孔和垂直节理，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高。但遇水浸湿时，土的强度显著降低，在附加压力或在土的自重压力下引起的湿陷变形，是一种下沉量大、下沉速度快的失穩性变形。因此在黄土地区修筑公路，构造物台背发生过大沉陷造成的台后跳车问题，多年来一直成为困扰公路建设的一大质量通病。为切实解决这一质量通病，本人结合参与施工的庆阳市西峰至合水二级公路（全长63.011Km）等项目的施工，总结出以下台背处治施工工艺及控制措施。

【关键词】湿陷性黄土；台后跳车；台背处治

庆阳市西峰至合水二级公路（全长63.011Km）项目属典型的湿陷性黄土区。施工中针对桥涵台背因湿陷发生沉降、回填材料的选择等问题，为了改善桥涵台背施工质量，开展了《湿陷性黄土公路台背沉降控制技术》研究，通过台背基底的处治、台背填筑材料的改进、压实工艺控制等三大方面研究，采取了对地基的预压处理、10%石灰土填筑、凸轮振动压路机与光轮静碾压路机组合碾压、台背预压等工程措施，有效提高了桥涵台背施工质量，保证了通车运营期间行车的安全性和舒适性。

1 施工工艺

湿陷性黄土公路构造物台背沉降控制措施，是利用消石灰的碳酸化学反应、离子交换作用、结晶作用，提高填筑材料自身的强度，同时石灰土具备阻碍下部的毛细水和封闭上部的雨水下渗等工程特性，自身重量轻对地基的承载力要求不高，石灰土碾压成型后压缩量小但其强度高，使得台背施工完成后与湿陷性黄土地基及桥头路基具有较好的兼容性及适应性，为桥梁刚性结构到路基柔性结构最佳的过渡段，行车舒适性提高。

通过封闭雨水下渗、基底处理及减小填筑层的自重荷载，消除了基底的额外沉降；通过控制压实质量、提高填筑材料强度等措施消除填筑层自身残余变形。合理选择机械设备组合也是确保工程质量的重要技术措施。

施工工艺流程及操作要点

2 操作要点

2.1 施工准备

开工前严格按照《甘肃路桥建设集团施工技术交底制度》进行三级技术交底；对凸轮、三钢轮等机械进场验收；对石灰等原材料进行检验及对黄土湿陷性进行评价。

2.2 基底处治

湿陷性黄土公路台背沉降量由两部分叠加而成：a基底的沉降变形；b填筑层的自重及附加荷载作用。台背沉降控制技术主要针对这两部分的变形采取相应的技术控制措施，从而确保了行车舒适性。

为消除第一部分的沉降量，湿陷性黄土台背基底应采用以下工程措施进行妥善处治：

a.台背地形开阔时，应采用冲击碾进行处理，后用大型压路机碾压，待压实度符合规范要求方可进行后续施工；

对于基底土体含水量大于塑限的软弱地基，采用生石灰处理法、挖除换填法等进行处理，压实度≥93%；

c.受地形限制无法进行以上工程措施处理时，可采用挤密桩或粉喷桩进行处理。

2.3 材料准备及机械进场

为确保填筑层质量，填筑前应提前进行材料准备，石灰土由消石灰和黄土两种材料按10%的石灰剂量掺配而成。石灰应在施工前7d进行消解并进行陈伏，质量技术指标不低于III 级。

黄土应采用含水量小于塑限的土，土中不应含有粒径>100mm以上的土块、泥块、杂物等。

台背填筑施工前，必须提前进场、确认施工机械设备状态良好，外租的设备至少提前3天进场，项目上设备应提前1天在施工现场就位。

2.4 石灰土拌合

首先装载机和平地机将黄土摊铺整平，并将含水量控制在最佳含水量+0%至+2%之间，松铺厚度控制在20cm左右。其次，按照10%的用量计算出每层台背回填改良湿陷性黄土所需石灰用量，人工配合装载机将石灰摊铺整平。最后，采用路拌机进行拌合，速度控制在1.5Km/h，拌合后及时在不同的3个部位取样检测石灰剂量，满足10%±1%的要求。则可进行摊铺等后续作业。为便于控制分层填筑厚度，在桥涵台背两侧按每层压实厚度15cm画出层厚控制标线，并标注层位编号。

2.5 石灰土摊铺、整平及碾压

石灰土摊铺整平一般用人工配合装载机或其他机械完成，机械摊铺、人工整平。机械摊铺时松铺厚度控制在26cm左右，松铺系数1.3左右，要根据摊铺和压实工艺情况进行确定，以确保压实厚度不得大于20cm，应根据墙背两侧层厚控制标线，及标注层位编号进行严格控制。

碾压时确保含水量处于最佳含水量的+0%～+2%以内。含水量检测合格后，采用三钢轮静碾压路机稳压1遍，速度控制在1.5Km/h，凸块式振动压路机低频高幅振动碾压1遍，轮迹每次重叠9/10，行进速度不超过3Km/h。三钢轮静碾压路机随后进行依次碾压1遍，轮迹每次重叠9/10，行进速度不超过5Km/h。对于靠近桥涵结构物的边界部位，采用小型电动夯压实。最后采用高速液压振动夯整体补强。

碾压完成后，要及时检测压实度，根据《公路工程质量检验评定标准》的规定，压实度≥规范规定值。为避免检测结果出现争议，应使用灌砂法，也便于质量控制。对于桥梁台背每台每层宜检测2～3点、对于涵洞台背每侧每层不少于1点，同时必须满足《公路桥涵施工技术规范》每50m2至少一点的规范要求。

2.6 压实度检测：

碾压完成后及时检测压实度，压实度≥规范规定值。合格后方可进行下层填筑。

2.7 分项交工验收，堆载预压

为确保后续工作的顺利进行，台背回填完成后应及时进行分项评定，合格后进行分项工程中间交工验收，便于锥坡、护坡等后续工序的正常进行。

为了进一步提高工程质量，预防台背在路面施工后发生沉降变形，应采取堆载预压措施。预压采用堆土法，堆土高度不小于2.5m～3.0m。

2.8 台背回填后锥坡、护坡及排水工程、桥头搭板施工endprint

台背回填完成后，及时进行护坡、锥坡的施工，为避免渗水湿陷，必行采用浆砌片石或混凝土实体防护，沉降缝必须采用沥青麻絮等进行规范处理。

排水工程应与防护工程同时进行，二者相互协调统一，路基邊沟等排水工程不得在锥坡位置设置急流槽，避免对桥梁台背造成隐患。

桥头搭板施工应在台背预压期完成并沉降稳定后进行。

2.9 台背回填注意事项

台背回填应尽量与路基填筑同时进行，严格分层填筑，采用凸轮压路机与光轮压路机组合碾压。

结构物强度达到设计75%以上后方可进行填筑，同一台背需采用相同的回填材料。

梁式桥轻型桥台必须在梁板安装完成后进行填筑，柱、肋板式桥台台背宜在台帽施工前对称、平衡地填筑。

涵背回填前，端墙、八字墙或一字墙必须完成，盖板涵应在支撑梁、盖板完成安装或浇筑后，在洞身两侧对称分层填筑压实。

为保证台背的整体稳定，桥台背与锥坡的回填宜采用相同的填料同步进行施工，台背填筑部分的路床宜与路堤路床同步填筑。

3 材料与设备

3.1 材料

施工所需材料及要求见表1

3.2 设备

所需机具设备见表2

4 质量控制措施

4.1 执行的质量标准与技术规范

《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006；

《公路桥涵施工技术规范》JTG /T F50-2011；

《公路土工试验规程》JTG E40-2007；

《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009；

《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004；

《公路工程施工安全技术规程》（JTJ 076--1995）。

4.2 质量检测指标

验收依据按照《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）台背填土项目来检验（表3）。

4.3 关键工序质量控制措施

4.3.1 基底处理

（1）一般路段基底宜在构造物施工前进行重锤表层夯实或强夯处理，消除基底黄土的湿陷性，减小基底自身的压缩沉降量。

（2）对于基底承载力难以达到设计要求的部分桥涵台背基底，准确判断持力层后，可根据工程进度、成本等综合考虑后采用混凝土预制（灌注）桩处理。

（3）基底处理深度一般为结构物基础底面高程，或依据施工图设计要求进行。

4.3.2 回填材料

（1）对于湿陷性黄土路基，透水性材料不得直接用于回填台背，避免引起台背或其地基沉陷。

（2）应考虑构造物所处位置的地质、地形等，宜选择强度和水稳定性好、具有一定封水性的填筑材料，如石灰土（6～10%）、水泥稳定土（4～6%）等，严禁采用有机土、腐殖土、垃圾、盐渍土等不合格填料，填料中不得含有树根、草皮等杂物。

（3）石灰进场前进行取样试验，二级及以上公路用石灰应不低于Ⅲ级技术要求；水泥应符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准规定。

4.3.3 填筑范围

（1）三背地基开挖时，要充分考虑回填工作空间的可操作性，避免大型压实设备无法进场的情况。

（2）桥梁工程：二级及以上公路桥台顶部填筑范围距翼墙尾端不小于2倍台高加6m，底部距基础内缘6m；涵洞、通道工程：二级及以上公路顶部填筑长度每侧不应小于台高加2.5m。如果回填距离过小，导致大型机械无法正常作业。

（3）桥涵台背与路基过渡带长度不小于3倍路基填土高度，过渡带应与台背填土同步施工，过渡带与路基有效搭接，纵向接缝必须预留台阶，台阶宽度≥2m，高度≤2m，内倾2%～4%，过渡带压实度≥96%。

（4）暗涵填土在涵顶0～200cm范围内宜增设土工格栅，逐层通铺，以增强涵背的整体稳定性、阻止或延缓反射裂缝的产生、减少不均匀沉降。

4.3.4 压实要求

大型振动压实设备应与结构物保持50cm的安全距离，以免对结构物造成破坏。凸轮压路机在碾压过程中，每次按1个轮齿错开碾压，边角处反复碾压4～6遍，以确保压实质量。 "V"字形高填方在无法开挖台阶的情况下，由于边角处很难压实，可采用薄层摊土法（摊土厚度≤10cm），再用人工夯实方法进行夯实处理。

5 结语

通过在甘肃省西合二级公路3座大桥，50道钢筋混凝土盖板涵台背处治中的实践。该项目自交工使用以来，台背回填未出现过明显沉降。确保了台背回填质量，消除了公路桥台跳车通病，提高了公路运营的整体形象，降低了施工与运营阶段的综合费用，避免了行车荷载对桥梁结构的冲击荷载，间接延长了伸缩缝的使用寿命，提高了公路运营阶段行车安全性和舒适性。

【参考文献】

[1]《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006.

[2]《公路桥涵施工技术规范》JTG /T F50-2011.

[3]《公路土工试验规程》JTG E40-2007.

[4]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009.

[5]《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004.

[6]《公路工程施工安全技术规程》（JTJ 076--1995）.

[责任编辑：张涛]endprint