液态粉煤灰台背回填施工技术在京新高速公路的应用

涂俊柱

中图分类号：摘要:京新高速L8合同段洋河3号特大桥台背回填采用液态粉煤灰施工技术，造价低、工期

短、效果好。本文分析了产生桥头跳车的原因,着重介绍了液态粉煤灰台背回填的施工技术及效果。

关键词:桥头跳车;液态粉煤灰;台背回填

Performance of Abutment Backfill Technology of Liquid Cinder in Beijing-Xinjiang High Way Construction

TU Jun-Zhu1

(1. No.4 Engineering Corporation Limited of China Railway 14th Bureau Group)

Abstract: Abutment backfill technology of liquid cinder was applied on The Yanghe River No. 3 Super Large Bridge construction performance, which was part of the L8 contract section in Beijing-Xinjiang high way. This technology was low costing, high efficient and worked fine. The present paper discussed construction technology of liquid fly ash backfill and its performance. In addition, the causes of vehicle jumping at bridgehead was also analyzed

Key words: jumping at bridge-head; liquid cinder; abutment backfill technology

公路工程施工中的质量通病之一是桥头跳车，2009年河北省交通厅质量年活动方案主要控制目标就是解决桥头跳车的问题，其产生的原因诸多，台背回填原材料选用质量差；施工不规范；施工压实度达不到设计要求等等引起台背回填土体自身沉降过大，从而桥台与路基高差过大，给行车和公路养护造成很大困难，也容易发生行车事故。

1. 桥头跳车的原因

桥头跳车作为行车安全的较大隐患之一，主要原因在于台背回填填料不合格及施工质量不合格导致。当然地基地面条件、设计要求等方面的诸多影响因素也直接导致桥头跳车问题的发生。

1.1 桥台与路基沉降不均匀造成桥头跳车现象

桥台与路堤之间沉降量的差异产生了高差造成车辆行车过程中路桥过渡段不顺接，车辆暂时性失控，行车舒适性大大降低。桥台的沉降只随地基的沉降而产生,沉降量很小，而桥头路基的沉降主要有路基沉降和地基沉降两部分。桥头路基填筑高度较一般地段高,产生基底应力相对较大,可能易引起路基基底的沉降。根据相关资料分析结果，地基沉降受自然因素和车辆自重荷载和动载作用，路基产生的压缩形变一般一年内工后沉降达到5-10cm。

1.2 桥台与路桥过渡段刚柔突变无法从根本消除

桥梁结构一般采用的钢筋砼的弹性模量为22000～35000Mpa，其地基强度一般都有较高的要求，并进行加固处理，沉降较小或不沉降（岩石地基）。,而路基面层的沥青砼的弹性模量为1000～2000 MPa ,二者弹性模量相差较大，不同的材料造成对能量的吸收不一样，作用于车胎则增加桥头跳车的振动效果。

1.3 台背填料孔隙在施工阶段无法从根本上消除

工后沉降主要决定于填料性质、路桥过渡段的施工质量。一般透水性好的土、级配较好的砂石料,其工后沉降小;施工符合程序、压实符合要求时,工后沉降小。台背填料一般为渗透性材料,存在着较大的孔隙,施工阶段中的任何措施都不可能将填料颗粒间的孔隙完全消除,只能在其自重及车辆荷载不断作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,便在一定期限内产生工后沉降。

1.4 设计要求低或工期压力大一定程度影响台背回填效果

当设计未考虑以上因素，很容易在源头造成台背回填效果较差，主要存在如下问题。台背回填一般针对路桥过渡段，同样在路基施工中，路桥过渡段施工也是一个薄弱环节，为节省投资过分压缩桥梁长度，造成路基基底位于软弱地层或者路基过渡段填高过高。或者防护设计不合理，路堤填料的横向力对路基防护造成侧向位移，路桥过渡段路基土体沉陷。另外过水、跨线或通道的要求，一般填土都较高，除了过水的桥涵，两侧路堤往往受水浸淹，地基条件也较差，设计上对路基断面结构和边坡防护上有所考虑外，其他多数情况对高路堤设计上并无特别的要求，如压实度等指标均与一般路堤无异。但由于路堤较高，在填筑以后受到自重和行车荷载的作用，路堤填土必然要产生竖向变形值。此类问题一般施工单位很少关注，也是造成桥头跳车的主因之一。

1.5 施工质量差是桥头跳车的根本性原因

施工不良比材料不良更易造成构造物台后填料的下沉。施工不符合设计及规范要求,台背填土速度过快,没有分层充分固结,造成土体本身沉降过快,同时台背、尤其是台墙后侧及翼墙内侧填土,因受施工作业面限制,重型压路机难以靠近桥台进行压实，特别是振动压路机可能破坏桥台的结构，而小型碾振机具施工质量不好控制，难以达到规定压实要求。台背填筑材料把关不严,施工时没有严格按分层填筑、分层碾压，没有选择合适的气候条件进行施工等是施工单位应该着重控制的施工要点。

1.6 其它原因对桥头跳车的影响不容忽视

路面结构施工质量差不仅造成路面层的破坏也容易造成雨水等渗入路基本体。随填料流失也容易加大孔隙率，造成更为严重的桥头跳车现象。另外车辆的动载作用等对路桥过渡段产生的外部荷载也容易造成土体的下沉从而加大桥头跳车的效果。

2. 液态粉煤灰台背回填施工技术

2.1 工程实例介绍

为减少桥头跳车现象，从以上分析的原因基础上降低路桥过渡段工后沉降，河北省交通厅大力推广液态粉煤灰台背回填新材料和新工艺，它利用了液态粉煤灰自重轻、密实性好、压缩性小的特点，大大减小了台背基底土的附加应力，有利于减少桥台与路基的不均匀沉降，对减少桥头跳车起到了较好的作用，克服了台背面积狭窄，不适合机械作业，填土较高等不利因素。从G7京新高速土木至胶泥湾L8合同段洋河3号特大桥台背回填施工中效果得到很好的验证。洋河3号特大桥全长1.267Km，横跨张家口市怀来县响水铺水库，上部结构为先简支后连续30米预制T梁；下部结构桥墩为柱式桥墩；基础为φ1.6钻孔桩基础，0#桥台为柱式桥台，42#桥台为肋板式桥台。桥面宽度33米，42#桥台填土高度6.3米，台背采用液态粉煤灰填筑技术。通过行车实际观察，至今未发现质量问题。

2.2 液态粉煤灰原材料质量要求、配合比

2.2.1 材料要求

（1）粉煤灰（采用张家口热电厂粉煤灰）：

a、粉煤灰中SiO2 、Al2O3、和Fe2O3的总含量大于70％。

b、烧失量不应超过20％。

c、 粉煤灰的比表面积宜大于2500cm2/g。

d 、干粉煤灰和湿煤灰都可以用，干粉煤灰如堆放于空地上，应防止飞扬造成污染，湿粉煤灰含水量不宜超过35％。

e 、施工拌和之前应将凝固的粉煤灰块打碎或过筛，同时清除有害杂质。

（2）水泥（采用北京金隅水泥厂袋装水泥）：32.5级普通水泥，水泥堆放应注意防潮；

（3）水（采用自采地下水）：满足施工用水技术指标；

（4）外加剂（采用山西凯迪外加剂）：其性能应能击发粉煤灰的早期活性，并具有早强，增稠和减水的作用，具体的技术标准如下：a、细度：比表面积不得小于300m2/kg，筛余量（0.08mm）不得超过8％。

2.2.2 液态粉煤灰配合比

施工之前应进行混合料配合比的设计，配合比设计时各项材料参考用量为水泥：粉煤灰为8：92～10：90，外加剂用量为水泥用量的1％左右，具体材料用量应以液态粉煤灰试验强度确定，强度应满足7d达到0.8MPa，28d达到1.3Mpa。液态粉煤灰含水量应控制在40％～50％：液态粉煤灰的稠度可用稠度仪检测，控制在14—18S。洋河3号特大桥42号台背回填液态粉煤灰配合比经试验确定如下：水泥：粉煤灰：水：早强减水剂=10%：90%：47%：1%（以水泥用量为基数）。

2.3 液态粉煤灰拌合要求

液态粉煤灰拌制要求如下：

（1）拌制混合料时，各种计量装置应保持准确，对材料（粉煤灰）的含水率，应经常地进行检测，据以调整水泥和水的用量。

配料数量允许偏差（质量计）水泥：±2％；粉煤灰：±3％；水、外加剂：±2％。

（2）混合料应使用机械搅拌，最好采用强制式搅拌机拌制，搅拌时间不应小于3分钟，。

（3）外加剂应先调成适当浓度的溶液再掺入拌和。

2.4 液态粉煤灰施工

(1)浇注之前要做好基坑的清理工作。当采用液态粉煤灰进行台背回填时，应将回填范围内清理干净，与路基搭接部位要开挖台阶，最后用人工清理开挖基坑内的废渣、积水和浮土，并用小型夯实机具将基底夯实，满足设计及规范要求的密实度。对于侧壁上的松软部分必须彻底铲除。然后报请监理工程师对基坑处理情况及开槽尺寸进行检验，合格后方可进行回填。

（2)浇筑前应对支架、模板进行检查。模板如有缝隙，应填塞严密防止渗漏，模板内应涂刷脱模剂。

（3)液态粉煤灰采用场拌或者现场强制搅拌机拌合。我项目部采用拌合站集中拌制，然后用罐车运到现场进行浇注。

（4) 液态粉煤灰应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑，浇注时，自由倾落高度一般不宜超过2m，若超过2m时应由滑槽将搅拌好的流态粉煤灰导入基坑，并分层浇注，在浇注过程中应由人工辅助刮平，浇注时应合理配备施工机械和人员，保证每一浇注层基本水平、对称地进行，并应在下层混合料初凝或重塑前浇筑完成上层混合料。在斜面上浇筑混合料时，应从低处开始逐层扩展升高。

（5)气温低于5摄氏度时，应按照混凝土冬季施工要求进行浇注及养护。

（6）浇注完成后，应加盖草毡覆盖洒水养护不少于7天，以保证强度增长。期间严禁车辆及行人通行，保证液态粉煤灰在强度增长期内不受到扰动。由于液态粉煤灰的收缩作用，在养护前期因洒水不到位，造成表面会产生一些较大的裂缝，应及时人工用液态粉煤灰进行裂的灌缝填补。

（7）每施工周期内按照不超过50m3留置2组试件。强度要求7d达到0.8MPa，28d达到1.3Mpa。

3 结语

G7京新高速土木至胶泥湾L8合同段洋河3号特大桥台背回填采用液态粉煤灰填筑，原材料质量较好，计量装置准确，施工环节质量控制措施到位，后期覆盖洒水养生满足设计要求，施工结束后未发现任何质量缺陷，也未出现明显的沉降现象。从通车情况来看，跳车现象基本消除，较好的解决了桥头跳车这一质量通病难题。

参考文献：

[1]公路、桥梁、隧道施工新技术、新工艺与验收规范实务全书第四册，史钊主编，2002年10月

[2]JTJ041-89 《公路桥涵施工技术规范》

[3]JTJ071-98 《公路工程质量检验评定标准》