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1、高速公路桥涵台背回填施工工艺与差异沉降分析高速公路桥涵台背回填施工工艺与差异沉降分析 摘 要：公路是区域经济发展的命脉，由于灵活性使其在交通运输中发挥了重要作用。高速公路“八大”通病之一的桥头跳车，主要是由于构造物与台背路堤差异沉降所引起的，如何减轻或者消除桥头跳车，己成为高速公路建设中必须解决的课题。而处理差异沉降的手段主要有：处理台背地基、使用性质好的回填材料及采用更恰当的施工工艺。 关键词：高速公路；台背回填；桥头跳车；差异沉降；施工工艺 引言 公路建设是国家基础产业中最主要的一部分，公路交通事业的迅速发展，为持续发展的经济注入了强大的活力，而桥梁、通涵等结构形式成为一条高速公路建设中的
2、主旋律。 台背不均匀沉降主要是由回填不利造成的，而不均匀沉降会导致道路寿命与舒适性的降低。其产生的危害有：严重破坏回填区路面；桥头与搭板连接处路面出现车辙与开裂；搭板上覆路面面层产生车辙；路基与搭板末端交界处路面产生差异沉降与横向裂缝；回填区末端路面产生横向开裂；涵顶上覆路面下沉；桥头跳车等病害。 文章结合京石高速公路改扩建工程对高速公路桥涵台背差异沉降和回填施工工艺进行简单的探讨。 1 台背差异沉降产生原因 引起台背差异沉降的主要原因是地基基础在路面、路基的恒载与汽车动载的作用下引起的地基下沉。其次，在长期车辆荷载作用下及路基填土自重的共同作用下，路基产生压缩下沉；在车辆荷载的作用下，路面结
3、构层密实度增加、厚度减薄而产生的下沉，都是引起台背差异沉降的重要原因。此外，界面刚柔突变产生的沉陷、设计不合理、施工质量控制不足等因素也是产生桥头跳车部分原因。 2 台背回填施工工艺 台背回填质量控制的关键在于路基填筑、界面控制和台背填料的压实度三方面。 2.1 台背回填施工应遵循的原则 2.1.1 台背回填压实度要求 京石高速公路改扩建工程台背回填采用分层填筑，每层填筑压实厚度应不大于15cm。压实度应控制为97%，在每层填料压实完成后，都应遵循规范要求的频率进行压实度检测，只有检测合格后才能进行下一层的施工。回填施工之前，应人工将台背基坑中的松土清除干净，已填筑的路基进行挖台阶处理，底部距
4、基础外缘3m，与新填路基衔接处按1：1.5的比例放坡开挖台阶，台阶宽度1.5m，高1m。1 2.1.2 台背回填所用填料要求 京石高速公路改扩建工程台背回填，施工设计图纸所采用的回填材料主要有两种：即石灰土和液态粉煤灰。 石灰土的优点有水稳性好、回弹模量大，是防治流水掏蚀台后填料的有效措施；液态粉煤灰具有自重轻、压缩性小、密实性好的特点，可以大大降低台背填料的附加应力，从而减少路基与桥台的不均匀沉降，降低桥头跳车的产生2。液态粉煤灰应采用拌和站集中拌和，以减小其对环境产生的污染。 2.1.3 台背回填施工要求 （1）台背回填应与锥坡填土同步进行。 （2）根据现场施工情况，当结构物已完成且路基土
5、方未填筑或填筑进度较慢时，采用7%石灰土与路基同步填筑；当路基填筑较快或已完成，结构物施工较慢时，采用液态粉煤灰填筑。严禁使用砂砾或山皮土作为填料进行填筑。 （3）台背回填时，台（涵）身水泥砂浆的强度与混凝土强度应达到设计强度的90%以上，在施工过程中应采取完善的保障措施，以确保结构物基底不被水浸泡。 （4）台背回填施工应符合设计图纸的尺寸要求，根据图纸设计本项目分U型桥台、肋式、扶壁式桥台、暗板涵、明板涵、箱涵、管涵，施工时认真审核图纸，按桥头路基处理设计图进行施工。 （5）台背回填的顺序应满足设计图纸要求，若图纸未进行具体要求则应确保：对于梁式桥应在梁板安装以后，再两侧对称的进行轻型桥台的
6、填土；对于有支撑梁的轻型桥台，必须在支撑梁浇筑或安装完毕之后才能进行回填；对于整体式箱涵应在两侧对称进行回填；柱（肋板）式桥台宜先完成台背回填，再进行盖梁浇筑，可充分发挥机械作用，做到台背回填不沉降，其回填应两侧对称、平行进行，回填施工的顺序应确保构件不产生附加水平推力3。对于已完成盖梁浇筑的桥台，若填至盖梁下方，由于净空较小导致小型机械不能作业时，可用M7.5砂浆浆砌片石，分层铺砌盖梁底。 3 台背回填数值计算模型的建立 对于暗涵台背回填土而言，沉降变形在填土的竖向总变形中占具了绝大部分。路面下部2m范围之内是交通荷载的主要影响范围。数值模拟过程中，由于上部结构层和车辆荷载对桥台及台后填土的
7、影响很小，台后土体主要考虑承受的荷载影响有土体的自重应力与上部路面结构层及车辆荷载的影响。 模型参数为混凝土容重24.0KN/m3，弹性模量25GPa，泊松比0.17；填筑粘土容重17.1KN/m3，弹性模量23MPa，泊松比0.35，粘聚力87KPa，内摩擦角23.84。 通过竖向沉降分布图可以看出能够得到：填料产生最大的沉降值为4.217mm，出现在距离涵洞约5m外的区域，由于回填边界呈倒梯形，故沉降在回填体内部呈凹形分布。填土部分分布为压应力，而由于刚性柔性面之间的相互作用，在涵台墙背的两侧分布着一定的拉应力。 图1 竖向沉降分布图 试验段沉降观测与数值模拟趋势一致，但也存在一些差异，主
8、要是由于在实际工程施工中，填料压实度不可能完全达到100%。而在模拟计算中，参数代入时考虑的是填料完全压实的情况，而且数值模拟未考虑产生在地基中的沉降，而实际施工中地基肯定存在着一定沉降。因此，观测得到的沉降值大于数值模拟的沉降值是合理的。 4 结束语 作为工程质量通病的桥头跳车，虽然暂时还无法彻底消除，但只要不断改进台背回填的施工工艺，加强施工质量监控，就能大大提高台背填土的质量，减少病害的产生和危害。 液态粉煤灰和石灰土作为两种台背回填材料，能够有效的控制沉降，提高高速公路台背回填质量，降低填料不均匀沉降，在工程应用方面具有较好的价值。 参考文献 1中华人民共和国交通部.公路工程技术标准（JTGB01-2003）S.人民交通出版社，2004. 2徐培华，王安玲.公路工程混合料配合比设计与试验技术手册M.人民交通出版社，2001. 3龚军平.高速铁路路基改良土工程性质试验及施工技术研究D.西南交通大学硕士论文，2006. 4冯蕾.桥台背回填受力及变形性能的有限元分析D.内蒙古工业硕士论文，2005.-分享文档，传播知识，赠人以花，手自留香。
