結構物回填的施工

一、前言

我有幸參加公司城建的百羅公路№2的建設。百羅公路是廣西百色至廣西與云南兩省區交界羅村口的高速公路，路線全長55.527公里。是國家規劃的“五縱七橫”國道主干線衡陽至昆明的重要組成路段，是云、貴、川等西南省區通往廣西沿海港口及粵港地區最便捷的出海通道。地貌復雜，高架橋，高填土涵洞和高型擋土墻數量多，地基不均勻情況影響結構物的穩定。所以對三種結構物的臺背、涵背及墻背進行特別要求。工程即將結束，在2年的施工中學到了一點東西，頗有些感想，不敢獨自享用，現就“三背”回填與大家切磋。

工程本著因地制宜、就地取材、經濟合理、技術可行的原則，以防止特殊復雜地形條件下結構物及路基不均勻變形，采用基地、結構、回填結構相互作用的系統思想，通過加強回填處理，減少結構物與路基的變形和破壞。在施工中主要除了涉及水泥穩定土、石灰粉煤灰穩定土、級配碎石、級配礫石、未篩分碎石、透水性材料外，還有以下幾種特別材料：

（1）礫性土：大于0.1mm的土顆粒占全部土質量的75%以上，土中小于0.5mm的細粒土液限不大于25%，塑性指數不大于12，小于0.075mm的顆粒含量與塑液限指數乘積不大于120的材料。

（2）高穩定性填料：用于結構物回填的土石方材料，其承載比大于12%，壓實后具有較小的變形及較高的水穩定性，并具有較高的抗沖刷能力。

（3）無砂大孔混凝土：由水泥漿體包裹粗集料組成的一種大空隙多孔混凝土材料。具有半鋼性材料的特點并具有較好的透水性能。

二、回填材料的技術要求

1、水泥穩定土

（1）用于結構物回填的水泥穩定土，最大粒徑不超過53mm，不均勻系數大于5。細粒土的液限不大于40%，塑性指數不大于17。對于中粒土和粗粒土，如土中小于0.6mm的顆粒含量在30%以下時，塑性指數不大于20。實際應用時，宜選用塑性指數不大于12，不均勻系數大于10的土。

（2）水泥穩定土的顆粒組成應符合以下要求：

水泥穩定土的顆粒組成范圍

篩孔尺寸（mm）	53	4.75	0.6	0.075	0.002
通過質量百分率（%）	100	50~100	17~100	0~50	0~30

（3）水泥穩定土在90%保證率時壓實度不低于重型壓實標準的95%，承載比應不小于100%。水泥劑量以水泥質量占全部干土質量的百分率計，最低劑量不低于4%，工地實際采用的水泥劑量應比實驗室內確定的劑量增加0.5%~1.0%。

2、粒料

（1）級配碎石最大粒徑不大于37.5mm，級配礫石、未篩分碎石和砂礫最大粒徑不大于50mm，其級配應符合《公路路面基層施工技術規范》（JTJ034-2000）規定。

（2）透水性材料最大粒徑不大于500mm，小于20mm的粒料中，0.075mm篩孔的細料通過率不大于10%，0.5mm以下細粒土塑性指數不大于6。

（3）粒料中粗集料的壓碎值不低于40%，細集料的液限指數不大于28%，塑性指數不大于9，塑性指數與0.5mm以下顆粒含量的乘積不大于100。粒料回填的壓實度，在90%的保證率下，代表值不低于重型壓實標準的95%。

3、高穩定性材料

（1）土中大于0.075mm的顆粒占全部土質量的50%以上，液限小于50%，塑性指數小于20，承載比不低于12%，具有一定的級配，能夠有效壓實。承載比和穩定性符合要求時，也可采用軟巖填料，但不可采用泥巖和具有膨脹性的頁巖填料，填料的最大粒徑不大于100mm。

（2）回填高穩定性材料，保證率為90%時壓實度代表值不低于95%；高穩定性填料為硬質巖填料時，可采用壓縮變形率確定壓實度；為軟巖填料時可采用固相體積率標準確定壓實度。

4、無砂大孔混凝土

（1）集料的最大粒徑不大于37.5mm，4.75mm以下顆粒含量不超過16%，為開級配集料，少含或不含細集料，集料的壓碎值不大于16%，集料的級配應滿足以下要求：

無砂大孔混凝土級料級配要求

篩孔尺寸mm	37.5	25	19	13	9.5	4.75	2.36	0.075
通過百分率（%）	100	88~100	52~85	/	15~38	0~16	0~6	0
	100	95~100	/	25~60	/	/0~10	0~5	0~2

（2）無砂大孔混凝土單位體積水泥用量不少于75~10kg，水灰比不宜大于0.5，標準養護條件下，邊長為150mm的立方體28天抗壓強度不低于2.5MPa。

（3）無砂大孔混凝土可摻用少量粉煤灰，以增加膠結料的用量，保證膠結料對集料的充分包裹。

三、三背回填范圍

1、橋臺臺背回填

（1）埋置式橋臺：以基礎頂外側2米為下界寬，下界寬邊緣線往上1:1交路床頂為上界寬，與護坡和錐坡圍成的體積。路床頂面以下0~0.8mm回填水泥穩定土，0.8m以下回填高穩定土。如圖1 所示。

（2）U型橋臺：以基礎底面外邊緣0.5m作為下界寬，下界寬邊緣線往上1:0.5交地面線，路床頂面寬度（H+2.0m）作為上界寬，路床以下0~0.8m回填水泥穩定土，0.8m以上采用高穩定性材料，當回填寬度L≤2m時，回填粒料，臺身周圍0.5m的排水層反開挖回填粒料。如圖2所示。

2、涵背回填

（1）圓管涵：距混凝土外邊緣0.3m或砂礫墊層基礎外邊緣為下界寬，涵頂0.5m，頂寬為2倍管徑，全部回填水泥穩定土，如圖3所示。當圓管涵頂填土高度大于15m時，管兩側及頂面采用C15混凝土護管，厚度為0.5m。如圖4所示。

（2）蓋板（箱）涵：挖方段時，基礎地面外邊緣0.3m作為下界寬，下界邊緣線往上1:0.5交于地面線，頂面兩側寬度分別為（H+2.0m）作為上界寬；填方段時，基礎內側外邊緣2m作為下界寬，下界邊緣線往上1:1交涵頂以上0.5m的水平線，兩側寬度分別為（H+2.0m）作為上界寬。涵頂0.5m回填水泥穩定土，當距涵墻的寬度L≤2m時回填粒料，其余部分回填高穩定材料，涵墻周圍0.5m反開挖回填粒料,如圖5所示。當涵頂填土高度小于1m時，頂面部分全部回填水泥穩定土，其余同上。如圖6所示。

3、擋土墻回填

回填范圍為基礎外側0.5m向上1:0.5交擋墻頂面水平線所圍成的體積。當距墻的寬度L≤2m時回填粒料，墻背排水層0.5m反開挖回填粒料，其他部分采用高穩定性材料回填，如圖7所示。當回填頂面寬度小于0.5m時，無法采用重型沖擊夯機夯實的情況下，可選用無砂大孔混凝土回填或者滿槽漿砌片石。

四、三背回填的施工及質量管理

1、壓實施工符合以下規定：

（1）采用高穩定性填料、粒料和水泥穩定土回填時，應保證填料充分壓實，壓實度符合要求，水泥穩定土的承載比和水泥劑量必須符合要求。埋置式橋臺宜采用先填土后開挖的施工的方案，護坡及錐坡應超寬填筑不少于0.5m。然后修坡，保證坡面的壓實度符合要求。

（2）寬度小于2m時，應采用重型沖夯機分層夯實，層厚不超過15cm；寬度超過2m時，采用重型壓路機分層壓實，分層松鋪厚度不超過30cm。振動壓路機碾壓不到的部位采用小型沖夯機分層夯實。

（3）水泥穩定類材料的壓實必須在加水拌和后2小時內完成，超過規定的時間的的填料不得使用。

（4）壓實度應達到重型標準的95%，在90%的保證率下，壓實度代表值應符合要求。

2、無砂大孔混凝土施工應符合以下要求：

（1）施工前應進行材料和混凝土配合比的設計，經試拌，檢驗水泥漿的稠度是否合適，有效包裹住集料，在插搗條件下是否由離析現象，符合要求后方可使用。

（2）無砂大孔混凝土采用強制拌和機拌和，拌和時先按規定的水灰比攪拌水泥漿，然后將集料投入拌和機中，與水泥漿一起攪拌，使水泥漿充分包裹集料。攪拌時間應比普通混凝土攪拌是時間適當延長。

（3）混合料攪拌后可直接澆筑，卸料高度為1m以內，將混合料分層倒入，每層厚度不宜大于50mm，然后人工用鋼釬振搗，必要時也可采用平板式沖夯機進行夯實。澆注過程中應注意防止水泥漿離析下沉。

（4）水泥初凝前應防止雨淋或水沖刷，以防水泥漿體流失，水泥終凝后，應澆水養生，養生時特別防止灌水保養。

（5）每施工點不超過200m3取樣兩組，進行標準養生條件下28天立方體抗壓強度實驗，式樣尺寸為15cm的立方體。取樣應具有代表性，應采用插搗成型方式成型，試樣分兩層入模插搗，每層插搗25次。

3、防水及排水施工應符合以下要求：

（1）橋、涵臺背及擋土墻的墻背的粒料排水層應采用分層反開挖的施工方法施工，施工時，不得使周圍的細粒土堵塞排水層的排水通道，以及滿足排水要求。排水層內的水應引出路基外，必要時可在八字墻部位的排水層中加設Φ100mmPVC多孔透水管。

（2）橋、涵基礎頂面以下的部分，采用不透水的材料回填，回填時材料的強度應符合要求。擋土墻基礎頂面以下的部分應按設計圖紙的要求采取滿砌和或滿澆混凝土的方法回填，圖紙沒有規定時，采用不低于基底強度要求的材料回填。

（3）在基礎頂面及地面線附近的泄水孔底部，用厚度3cm的水泥砂漿進行封閉以防止雨水滲入基底或繼續下滲。

五、結束語

“三背”回填的好壞直接關系到路面的平整度。“橋頭跳車”就涉及橋涵兩端一定范圍內路面相對整體下沉，產生臺階，引起通過的車輛跳起顛簸的現象。擋墻背的縱向裂縫也是不均勻沉降造成的。橋梁、涵洞、擋墻為剛性體，自身壓縮幾乎為零，而路基屬柔性體，填料就地取材，不處理，從抗變形能力即彈性模量來看，不論是輕型橋臺還是重力式橋臺其彈性模量均是臺后填土彈性模量千倍左右，因而兩者在壓縮沉降方面產生了明顯差異。又柔性材料對能量的吸收要比剛性材料大，故在剛柔突變處必然引起振動的突變，產生跳車。