结构物回填的施工

一、前言

我有幸参加公司城建的百罗公路№2的建设。百罗公路是广西百色至广西与云南两省区交界罗村口的高速公路，路线全长55.527公里。是国家规划的“五纵七横”国道主干线衡阳至昆明的重要组成路段，是云、贵、川等西南省区通往广西沿海港口及粤港地区最便捷的出海通道。地貌复杂，高架桥，高填土涵洞和高型挡土墙数量多，地基不均匀情况影响结构物的稳定。所以对三种结构物的台背、涵背及墙背进行特别要求。工程即将结束，在2年的施工中学到了一点东西，颇有些感想，不敢独自享用，现就“三背”回填与大家切磋。

工程本着因地制宜、就地取材、经济合理、技术可行的原则，以防止特殊复杂地形条件下结构物及路基不均匀变形，采用基地、结构、回填结构相互作用的系统思想，通过加强回填处理，减少结构物与路基的变形和破坏。在施工中主要除了涉及水泥稳定土、石灰粉煤灰稳定土、级配碎石、级配砾石、未筛分碎石、透水性材料外，还有以下几种特别材料：

（1）砾性土：大于0.1mm的土颗粒占全部土质量的75%以上，土中小于0.5mm的细粒土液限不大于25%，塑性指数不大于12，小于0.075mm的颗粒含量与塑液限指数乘积不大于120的材料。

（2）高稳定性填料：用于结构物回填的土石方材料，其承载比大于12%，压实后具有较小的变形及较高的水稳定性，并具有较高的抗冲刷能力。

（3）无砂大孔混凝土：由水泥浆体包裹粗集料组成的一种大空隙多孔混凝土材料。具有半钢性材料的特点并具有较好的透水性能。

二、回填材料的技术要求

1、水泥稳定土

（1）用于结构物回填的水泥稳定土，最大粒径不超过53mm，不均匀系数大于5。细粒土的液限不大于40%，塑性指数不大于17。对于中粒土和粗粒土，如土中小于0.6mm的颗粒含量在30%以下时，塑性指数不大于20。实际应用时，宜选用塑性指数不大于12，不均匀系数大于10的土。

（2）水泥稳定土的颗粒组成应符合以下要求：

水泥稳定土的颗粒组成范围

筛孔尺寸（mm）	53	4.75	0.6	0.075	0.002
通过质量百分率（%）	100	50~100	17~100	0~50	0~30

（3）水泥稳定土在90%保证率时压实度不低于重型压实标准的95%，承载比应不小于100%。水泥剂量以水泥质量占全部干土质量的百分率计，最低剂量不低于4%，工地实际采用的水泥剂量应比实验室内确定的剂量增加0.5%~1.0%。

2、粒料

（1）级配碎石最大粒径不大于37.5mm，级配砾石、未筛分碎石和砂砾最大粒径不大于50mm，其级配应符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）规定。

（2）透水性材料最大粒径不大于500mm，小于20mm的粒料中，0.075mm筛孔的细料通过率不大于10%，0.5mm以下细粒土塑性指数不大于6。

（3）粒料中粗集料的压碎值不低于40%，细集料的液限指数不大于28%，塑性指数不大于9，塑性指数与0.5mm以下颗粒含量的乘积不大于100。粒料回填的压实度，在90%的保证率下，代表值不低于重型压实标准的95%。

3、高稳定性材料

（1）土中大于0.075mm的颗粒占全部土质量的50%以上，液限小于50%，塑性指数小于20，承载比不低于12%，具有一定的级配，能够有效压实。承载比和稳定性符合要求时，也可采用软岩填料，但不可采用泥岩和具有膨胀性的页岩填料，填料的最大粒径不大于100mm。

（2）回填高稳定性材料，保证率为90%时压实度代表值不低于95%；高稳定性填料为硬质岩填料时，可采用压缩变形率确定压实度；为软岩填料时可采用固相体积率标准确定压实度。

4、无砂大孔混凝土

（1）集料的最大粒径不大于37.5mm，4.75mm以下颗粒含量不超过16%，为开级配集料，少含或不含细集料，集料的压碎值不大于16%，集料的级配应满足以下要求：

无砂大孔混凝土级料级配要求

筛孔尺寸mm	37.5	25	19	13	9.5	4.75	2.36	0.075
通过百分率（%）	100	88~100	52~85	/	15~38	0~16	0~6	0
	100	95~100	/	25~60	/	/0~10	0~5	0~2

（2）无砂大孔混凝土单位体积水泥用量不少于75~10kg，水灰比不宜大于0.5，标准养护条件下，边长为150mm的立方体28天抗压强度不低于2.5MPa。

（3）无砂大孔混凝土可掺用少量粉煤灰，以增加胶结料的用量，保证胶结料对集料的充分包裹。

三、三背回填范围

1、桥台台背回填

（1）埋置式桥台：以基础顶外侧2米为下界宽，下界宽边缘线往上1:1交路床顶为上界宽，与护坡和锥坡围成的体积。路床顶面以下0~0.8mm回填水泥稳定土，0.8m以下回填高稳定土。如图1 所示。

（2）U型桥台：以基础底面外边缘0.5m作为下界宽，下界宽边缘线往上1:0.5交地面线，路床顶面宽度（H+2.0m）作为上界宽，路床以下0~0.8m回填水泥稳定土，0.8m以上采用高稳定性材料，当回填宽度L≤2m时，回填粒料，台身周围0.5m的排水层反开挖回填粒料。如图2所示。

2、涵背回填

（1）圆管涵：距混凝土外边缘0.3m或砂砾垫层基础外边缘为下界宽，涵顶0.5m，顶宽为2倍管径，全部回填水泥稳定土，如图3所示。当圆管涵顶填土高度大于15m时，管两侧及顶面采用C15混凝土护管，厚度为0.5m。如图4所示。

（2）盖板（箱）涵：挖方段时，基础地面外边缘0.3m作为下界宽，下界边缘线往上1:0.5交于地面线，顶面两侧宽度分别为（H+2.0m）作为上界宽；填方段时，基础内侧外边缘2m作为下界宽，下界边缘线往上1:1交涵顶以上0.5m的水平线，两侧宽度分别为（H+2.0m）作为上界宽。涵顶0.5m回填水泥稳定土，当距涵墙的宽度L≤2m时回填粒料，其余部分回填高稳定材料，涵墙周围0.5m反开挖回填粒料,如图5所示。当涵顶填土高度小于1m时，顶面部分全部回填水泥稳定土，其余同上。如图6所示。

3、挡土墙回填

回填范围为基础外侧0.5m向上1:0.5交挡墙顶面水平线所围成的体积。当距墙的宽度L≤2m时回填粒料，墙背排水层0.5m反开挖回填粒料，其他部分采用高稳定性材料回填，如图7所示。当回填顶面宽度小于0.5m时，无法采用重型冲击夯机夯实的情况下，可选用无砂大孔混凝土回填或者满槽浆砌片石。

四、三背回填的施工及质量管理

1、压实施工符合以下规定：

（1）采用高稳定性填料、粒料和水泥稳定土回填时，应保证填料充分压实，压实度符合要求，水泥稳定土的承载比和水泥剂量必须符合要求。埋置式桥台宜采用先填土后开挖的施工的方案，护坡及锥坡应超宽填筑不少于0.5m。然后修坡，保证坡面的压实度符合要求。

（2）宽度小于2m时，应采用重型冲夯机分层夯实，层厚不超过15cm；宽度超过2m时，采用重型压路机分层压实，分层松铺厚度不超过30cm。振动压路机碾压不到的部位采用小型冲夯机分层夯实。

（3）水泥稳定类材料的压实必须在加水拌和后2小时内完成，超过规定的时间的的填料不得使用。

（4）压实度应达到重型标准的95%，在90%的保证率下，压实度代表值应符合要求。

2、无砂大孔混凝土施工应符合以下要求：

（1）施工前应进行材料和混凝土配合比的设计，经试拌，检验水泥浆的稠度是否合适，有效包裹住集料，在插捣条件下是否由离析现象，符合要求后方可使用。

（2）无砂大孔混凝土采用强制拌和机拌和，拌和时先按规定的水灰比搅拌水泥浆，然后将集料投入拌和机中，与水泥浆一起搅拌，使水泥浆充分包裹集料。搅拌时间应比普通混凝土搅拌是时间适当延长。

（3）混合料搅拌后可直接浇筑，卸料高度为1m以内，将混合料分层倒入，每层厚度不宜大于50mm，然后人工用钢钎振捣，必要时也可采用平板式冲夯机进行夯实。浇注过程中应注意防止水泥浆离析下沉。

（4）水泥初凝前应防止雨淋或水冲刷，以防水泥浆体流失，水泥终凝后，应浇水养生，养生时特别防止灌水保养。

（5）每施工点不超过200m3取样两组，进行标准养生条件下28天立方体抗压强度实验，式样尺寸为15cm的立方体。取样应具有代表性，应采用插捣成型方式成型，试样分两层入模插捣，每层插捣25次。

3、防水及排水施工应符合以下要求：

（1）桥、涵台背及挡土墙的墙背的粒料排水层应采用分层反开挖的施工方法施工，施工时，不得使周围的细粒土堵塞排水层的排水通道，以及满足排水要求。排水层内的水应引出路基外，必要时可在八字墙部位的排水层中加设Φ100mmPVC多孔透水管。

（2）桥、涵基础顶面以下的部分，采用不透水的材料回填，回填时材料的强度应符合要求。挡土墙基础顶面以下的部分应按设计图纸的要求采取满砌和或满浇混凝土的方法回填，图纸没有规定时，采用不低于基底强度要求的材料回填。

（3）在基础顶面及地面线附近的泄水孔底部，用厚度3cm的水泥砂浆进行封闭以防止雨水渗入基底或继续下渗。

五、结束语

“三背”回填的好坏直接关系到路面的平整度。“桥头跳车”就涉及桥涵两端一定范围内路面相对整体下沉，产生台阶，引起通过的车辆跳起颠簸的现象。挡墙背的纵向裂缝也是不均匀沉降造成的。桥梁、涵洞、挡墙为刚性体，自身压缩几乎为零，而路基属柔性体，填料就地取材，不处理，从抗变形能力即弹性模量来看，不论是轻型桥台还是重力式桥台其弹性模量均是台后填土弹性模量千倍左右，因而两者在压缩沉降方面产生了明显差异。又柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大，故在刚柔突变处必然引起振动的突变，产生跳车。