公路桥台背、涵台背回填质量控制分析

高小华

(江西省建设工程有限公司 江西南昌 330000)

公路桥台背、涵台背回填质量控制分析

高小华

(江西省建设工程有限公司 江西南昌 330000)

桥台背、涵台背的回填质量是路基施工中最难控制的部位。为了提高桥台背、涵台背的回填施工质量，对目前桥台背、涵台背主要回填材料特性，分别对材料颗粒级配、现场压实度分布特征进行了分析总结。结果表明，台涵背回填料应尽量采用级配连续、内摩擦角较大、透水性好的材料，并结合规范要求，提出了台涵背回填施工质量控制要点，明确了施工作业面、分层填筑厚度、台背与路基接壤处、填料压实度、截排水措施等施工质量控制要求。

桥台背；涵台背；填料；填筑质量

0 引言

桥台背、涵台背的回填质量是路基施工中最难控制的部位，也是公路运营后引起跳车最多的部位，这是由于施工单位在填筑路堤时往往不能同时完成台背填筑，留下的结合部位。由于施工条件限制，压路机碾压不到位，加上填筑厚度大、填料多样性等，造成工后不均匀沉降大，影响行车舒适性，并为行车带来安全隐患[1-2]。

根据规范要求，台背回填要求为透水性材料、轻质材料等。目前，现场一般填料为砂性土、砂砾石、级配碎石、隧道洞渣、风化石等，有时可能为上述不同填料的混合料。

1 台涵背回填料颗粒级配特征

台涵背回填料种类具有多样性，对于天然填料，按填料的颗粒级配特点，常见填料类型为砂类土、砾类土和巨粒土3种，其中以砂类土和砾类土为主。当施工场地附近没有砂类土和砾类土可供利用，且场地附近河砂较为丰富，施工中通常会选择巨粒含量居多的天然河沙或河卵石掺砂作为台涵背回填料。通过对部分路段选取26处典型台涵背，统计回填料颗粒级配分布规律，结果如表1所示。其中10组砂类土颗粒级配特征，对于土体中细粒土含量较多的情况，小于0.075mm颗粒含量大于10%，由于工程中常规的级配分析只针对大于0.075mm的颗粒进行筛分，因此无法计算不均匀系数和曲率系数。从统计分析中可以得出，含细粒土砂、细粒土质砂中粗料含量小于25%；级配不良砂中，粗料含量为30%左右，颗粒最大粒径均小于60mm，无间断级配，以0.075mm～2mm的砂粒为主。表1种统计的11组砾类土颗粒级配特征，对于含细粒土砾，粗料含量处在40%～55%之间，2mm～5mm颗粒20%左右；级配不良砾中，粗料含量可达到90%以上，甚至接近100%，细粒含量少，并出现断挡，小于0.075mm颗粒含量极少；级配良好砾中，粗粒含量分布范围广，处在50%以上，小于0.075mm颗粒含量极少，并出现断挡。表1中统计的5组巨粒土颗粒级配特征，以卵(漂)石质土为主，粗料含量多，达60%以上，最大粒径大于60mm，2mm～5mm细颗粒含量少，甚至出现断挡，小于0.075mm的颗粒极少。

通过调查可得出，台涵背回填料中粗颗粒含量较多，可归结为土石复合介质。进行土石复合介质分析时，我国习惯用固定粒径5mm作为分界粒径，即将小于5mm的颗粒称为细料、大于5mm的颗粒称为粗料[3]。

表1 典型台涵背填料颗粒级配统计

由表1可以看出，含细粒土砂、细粒土质砂中粗粒悬浮；级配不良砂中粗粒以悬浮为主，少量粗粒起骨架作用；含细粒土砾中部分粗粒悬浮，部分粗粒起骨架作用；巨粒土、砾中粗粒以骨架作用为主，并形成架空。台涵背回填料的选用中应考虑颗粒级配情况，尽量采用连续级配，保证粗粒所起的骨架作用和细粒所起的填充作用得以很好的发挥。

《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)第4.2.6条中指出：涵洞回填施工填料粒径宜小于50mm[4]。调查发现，实际施工对颗粒最大粒径控制不严，砂类土、砾类土填料中未充分捡除粒径大于50mm的颗粒。调查的26处台背中有5处采用漂(卵)石质土，占调查总量的19.2%，其中局部最大粒径甚至可以达到150mm。填料粒径过大，将出现架空结果，形成较大孔隙，如果填料中细颗粒少或者级配差，难以达到密实效果。此外，填料粒径过大，填筑层均匀性差，出现局部压实度高，而局部由于巨粒组的架空而存在较大孔隙的现象。采用灌砂法或灌水法进行质量检测时，由于检测点有限，很难发现问题。采用表面沉降观测时，虽然检测结果显示，最后两遍碾压沉降差满足要求，但是在工程投入使用后，由于受颗粒蠕变影响，台涵背出现工后不均匀变形，为工程质量埋下隐患。

2 台涵背回填密实度分布分析

图1 测线布置

针对某台背级配碎石填料，采用瑞雷波法对填筑质量进行探测，分别在离墙0.5m、3.0m、6.0m位置处布置三条测线，测线布置如图1所示，分析3个填筑剖面密实情况，如图2所示。

分析得出，离墙背6.0m处剖面密实情况最佳。离墙背3.0m处剖面密实情况居中。离墙背0.5m处剖面平均波速在120m/s左右，密实情况最差。实际施工过程中，靠近墙背50cm范围内，由于不可能采用重型压路机，而施工方未对该位置按要求松铺层厚度控制在15cm、采用小型机具进行压实，因而该范围通常碾压质量不过关。此外，第二条测线中，距离震源1m处，在具地表1m～3m深度处，存在低速孤岛，属于局部不密实。

3 台涵背回填施工质量控制要点

桥涵台背跳车的主要产生的原因归结起来，主要是路基压缩沉降、侧向变形和地基沉降引起，实践证明，台涵背处填筑内摩擦角较小的材料(如土方)，加之压实质量不过关，路基的压缩沉降量一般较大。为保证台背处路堤的稳定性，除设计文件另有规定外，应选用内摩擦角较大的透水性材料，如宕渣(山渣)，碎石、砂砾等就能较好地减少路基的压缩沉降，另一方面也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿台底盲沟或泄水管顺利排出路堤外。大量的施工实例表明，要在施工中做好桥、涵台背的填筑作业，减小工后沉降必须做好以下几方面的工作。

(1)涵洞完成后，当涵洞砌体砂浆或混凝土强度达到设计强度的75%时，方可进行回填。

(2)台背填筑透水性材料，应满足一定的长度、宽度和高度要求。在通常情况下，台背填料顺路线方向长度顶部为距翼墙尾端不小于台高加2.0m，底部距基础内缘控制长度不小于2.0m。拱桥台背填土长度应不小于台高的3～4倍，涵洞填土长度每侧不应小于2倍孔径长度。

(a)第一条测线

(b)第二条测线

(c)第三条测线图2 各测线波速剖面图

(3)透水性材料的填筑高度，从路堤顶面起向下计算：在冰冻地区一般不小于2.5m，无冰冻地区应填至高水位处。

(4)台背与路基接壤处，为保证连接质量，一般路基应留成台阶状，台阶形成的斜坡率应不大于1∶1。

(5)台背路基填筑前，应将原地基再次夯实，其压实度应达到93%以上，如是软基换填深度应不小于二层压实层厚度约30cm～50cm。以便通过分层换填夯实使原地基的强度达到增涨。然后填筑横坡为3%～4%的夯实粘土形成双向横坡土拱，在土拱上挖一条双向坡的地沟，地沟截面尺寸为：宽40cm～60cm，深30cm～50cm，以路基中心轴线点为双面分坡点，沟底横坡坡度控制在不小于2.0%～3.0%地沟完成后，随即在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料。隔水材料可使用油毡下垫尼龙薄膜，有条件的情况下，可以在油毡下垫设无纺土工布(规格为250g/m2～300g/m2)效果更佳。油毡施工时应横向铺设，幅与幅之间的搭接不宜小于10cm，搭接处使用热沥青作粘接材料，以增加隔水效果。隔水层施工完成后在地沟内设置Φ10cm以上PVC塑管，布设前将PVC管四周钻出孔径为0.5cm的小孔，小孔宜布成绢花形，孔距宜控制在10cm以内。布设中应紧贴沟底防水材料层，PVC管形成的横坡应与沟底2.0%～3.0%的横坡相同，PVC管的长度应宽于台后路基的底面宽度两侧各加0.5m～1.0m，(以便通过PVC管泄出的水能顺利排出。)PVC硬塑管四周地沟内填筑透水性好、级配良好、粒径适宜(应不大于10cm，不小于2.5cm)的砂砾或碎石，再分层填筑台后透水性材料，直至路基顶面其填筑压实度应符合要求。

(6)台背回填区因其所处填筑位置的特殊性，对填料的质量控制上应比普通路基的填料要求高得多。选择的填料首先要满足透水性好的要求，且填料0.075mm以下颗粒含量不宜超过20%，最大料径不宜大于50mm，CBR值不宜小于8。含水率不宜过大，这样能有效地控制和减小路基层间压缩沉降。

(7)填筑前，应在土拱上设置泄水管或盲沟使地表水快速流畅排出路基外，这是减少裂隙水侵入引起路基填方产生病害，同时也是减弱各刚度不同结构产生差异沉降的有效办法。

(8)填筑时，对涵洞缺口填土时应在两侧对称均匀地分层回填压实。如使用机械回填，则涵台胸腔部分及检查井周围应先用小型压实机械压实填好后，方可用机械进行大面积回填，涵顶填土压实厚度必须大于50cm时，方可进行重型机械和汽车，对桥梁构造物亦应做到台背两端对称施工，桥台背后的填土应与锥坡填土同时进行。

(9)碾压遍数应通过试验决定，对于18t以上重型压路机经验碾压遍数一般在8～10遍。填筑过程中须对每层填筑质量实施检测。当采用灌砂法或灌水法进行填筑质量检测时，要求检查频率为每50m2检验1点，不足50m2时至少检验1点，每点都应合格。

(10)如果台背必须要填筑非透水性材料时(如土方等)，对土质不好含水率高的填料要进行处理，必要时可以换土或掺小剂量石灰和水泥(掺量一般石灰为1.0%～1.5%，水泥1.0%～2.0%)。同时，尽可能做到桥涵施工与路基开挖的结合，做到桥涵台施工多高，填土就填多高，确保能分层夯实，以保证填土的密实程度。

(11)应严格按有关施工规范施工，控制好回填层分层厚度。台涵背回填一般采用不小于18t重型压路机进行碾压，松铺层厚度控制在20cm。当采用小型机具(小于12t的压实机具时)一级以上公路松铺厚度以不超过15cm为宜。对于压路机碾压不到的部位，如距离墙背50cm范围内，需采用打夯机等小型碾压设备进行压实，松铺层厚度控制在15cm。

5 结论

(1)台涵背回填料的选用中应考虑颗粒级配情况，尽量采用连续级配，保证粗粒所起的骨架作用和细粒所起的填充作用得以很好的发挥。

(2)台涵背回填料选用内摩擦角较大的透水性材料，如宕渣(山渣)，碎石、砂砾等，可较好地减少路基的压缩沉降，有利于台背缝隙中渗入的雨水沿台底盲沟或泄水管顺利排出路堤外。

(3)在台涵背施工作业中，应对施工作业面、分层填筑厚度、台背与路基接壤处、填料压实度、截排水措施等进行严格控制，确保填筑施工质量。

(4)由于施工条件限制，与墙背距离的越近，填料密实越差。实际施工过程中，靠近墙背50cm范围内，由于碾压不到位，压实度质量常常不满足规范要求。

[1] 段艳武.高等级公路桥涵台背回填施工工艺质量控制[J].山东交通科技，2011(2)：57-58.

[2] 邱志雄，李军.高等级公路桥涵台背回填施工工艺与质量控制探讨[J].公路，2003，8(8)：12-13.

[3] JTG D30-2015 公路路基设计规范[S].北京：中华人民共和国交通运输部，2015.

[4] JTG F10-2006 公路路基施工技术规范[S].北京：中华人民共和国交通运输部，2006.

Analysis on the backfill quality control of bridge abutment and culvert abutment in highway

GAOXiaohua

(Jiangxi Construction Engineering Co., Ltd,Nanchang 330000)

The backfill quality control of bridge abutment and culvert abutment was the most difficult in highway.In order to improve the bridge abutment and culvert abutment backfill quality, according to the characteristics of the backfill material of bridge abutment and culvert abutment, the grading test, and the compaction degree distribution characteristics were analyzed.Results show that the backfill material should be graded continuous, large friction angle, permeability, According to the requirements of the standard, the quality control points of the bridge abutment and culvert abutment were obtained.and The quality control requirements of the layered thickness, abutment and subgrade border, filling compaction, drainage measures were more clear.

Bridge abutment；Culvert abutment；Backfill material；Backfill quality

高小华(1982.3- ),男，工程师。

E-mail:83215036@qq.com

2017-03-30

U4

A

1004-6135(2017)07-0128-04