梨温高速公路A段台背回填质量控制研究

梨温高速公路A段台背回填质量控制研究作者：人气：327来源：网络【字体：大中小】【打印】【关闭】摘要：本文通过石灰碎石桩加固梨温高速公路A段桥梁台背回填加固研究，提出了石灰碎石桩台背回填质量控制标准。经加固前后重型动力触探试验（SPT）和现场沉降量检测，桥梁台背回填加固取得了成功。经一年半的行车考验，梨温A段桥头跳车现象得到了有效避免。提高了道路的服务功能和使用品质。关键词：桥梁工程；石灰碎石桩；台背加固；质量控制标准0前言梨温高速为双向4车道，设计行车速度100km/h。路线(A段)穿越江西上饶丘陵地区故桥梁及立交桥较多。因桥头跳车属公路路基通病,加之项目建设工期由38个月缩短至24个月，桥梁台背填料自然沉降时间不够，台背回填必须加固。以免桥头沉降太大而引起行车不适。梨温A段（桩号K1+000—K124）100余座桥梁台背均经加固，本文选取了其中部分桥梁台背加固的数据为例进行台背回填质量控制分析。目前，《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071—98）仅有粉喷桩质量检测评定标准，无石灰碎石桩相关的质量检测评定标准。因而，利用石灰碎石桩加固台背土的施工质量控制没有现成的标准可以借鉴，必须在试验基础上确定桩的石灰与碎石配比、桩的施工质量控制标准，并通过分析现场量测沉降量和加固前后的SPT检测数据来确定石灰碎石桩的加固价值。1石灰碎石桩配合比设计1.1加固机理一般来说，桥梁台背填土不太适宜使用重型压路机碾压，压实难以充分，压实质量达不到路基的压实度要求（95%），致使路基承载力也难以满足实际的使用要求。桥梁构造物与台背填料之间刚度相差太大，从桥面铺装到路面，沉降和差异沉降较大，刚度突变，使得路面铺筑完成后桥头跳车现象难以避免。利用石灰碎石桩进行台背填料加固，采用振动沉管灌注石灰碎石，通过振动强行将管钻钻入路基土中，钻管体积的土被挤向钻杆四周，管周围的路基土变得更加密实；在振动过程中，整个台背填料受到不同程度的振动，使得填料颗粒重新分布挤密；同时，在钻管成孔后碎石、生石灰受潮消解后体积膨胀，同时灌入钻管，钻管振动上抽，碎石生石灰混合料留存孔内，使得台背填料再次挤密，最终使得台背填料压实度满足要求。1.2桩径大小桩径采用外直径φ38cm。钻管为管壁厚1cm的空心钻管。1.3配合比设计1.3.1原材料质量要求与试验生石灰质量指标：有效Cao含量80%以上、未消解的生石灰块状粒径小于5cm,以保证与碎石拌和后有良好的匀质性；碎石：石灰石，2cm—4cm未筛分碎石，级配较好，以减少成桩的空隙率。1.3.2配合比试验选用4种不同的配合比例制作试件，测得其密度。综合依据石灰消化过程吸收水量及膨胀率等因素确定实际施工时用配合比。选用较多的是编号4的配比。表1石灰碎石桩成桩密度及膨胀率测试结果试件编号项目单位石灰碎石配合比(质量比)1234石灰：碎石%25：7530：7035：6540：60桩身密度kg/m32.252.162.071.98膨胀率不小于%52025402施工工艺及施工技术2.1施工基本程序2.1.1桩位布置根据SPT检测情况密实度较好的一般布设2排桩，桩位在搭板枕梁部位；如密实度较差则在台背1.0m处增加布设1-2排桩位,如图1。图1石灰（碎石）桩加固台背平面布置图2.1.2成孔及成桩电动振动钻管成孔，钻管桩尖采用铁制活叶桩尖。振动钻管灌注生石灰与碎石混合料，桩径38cm。2.2施工关键技术2.2.1生石灰备料在钻机进场前2天备好并用塑料薄膜覆盖，不得过早备料，以防受潮消解。2.2.2生石灰灌注灌注时应将生石灰块打碎成粒径5cm以下，按设计配合比例与碎石拌和均匀。2.2.3在灌注石灰碎石混合料并提升钻管的同时，应每隔1m高度反插混合料，使其更加密实。2.2.4封孔技术灌注混合料完成后必须及时封孔。封孔目的是防止地表水直接渗漏至桩内，避免生石灰迅速消解而使成桩体积迅速膨胀顶冲桩顶填料，从而影响台背加固效果。封孔前先用钻管反插、后人工夯实整平。封孔直径为桩的2倍，封孔厚度为离桩顶50cm，封孔材料为水泥、碎石土或三合土。2.3成孔成桩出现异常情况时的技术处理振动钻管灌注石灰碎石，其桩长一般控制在台背填土高度加0.5m，当遇台背较为密实，则适当减少桩长。而当遇软基时则要求孔深加长1m—2m。3石灰碎石桩质量检测评定标准3.1石灰碎石桩质量检测评定标准梨温高速A段台背回填石灰碎石桩加固的施工质量控制按以下标准执行。表2质量控制标准序号检查项目单位规定值或允许偏差检测方法与频率1桩距mm150抽检20%2桩径mm不小于设计抽检20%3钻杆倾斜度度1.5查施工记录4桩长cm不小于设计查施工记录5每m碎石用量kg不小于设计查施工记录6每m石灰含量kg不小于设计查施工记录7封孔质量检查厚度mm不小于设计查施工记录直径cm不小于设计抽检20%密实度大于98%抽检20%8成桩SPT检测锤击数次符合设计强度要求抽检20%3.2质量控制3.2.1桩长检测3.2.2复合地基承载力检测依据重型动力触探即标准贯入试验(SPT)的已有研究成果，由标准贯入试验锤击数，可推断台背回填加固前后的承载力2表3砂性土承载力N10-1515-3030-50[σ0]0.14-0.180.18-0.340.34-0.50表4一般粘性土和老粘性土的承载力N357911131517192123[σ0].12.16..20.24.28.32.36.42.50.58.664加固效果分析4.1土基沉降量分析钻机在振动钻管过程中，钻管周围土基下沉相当明显，在布置孔位的横断面前后，下沉深度达10cm—20cm，整个台背土基一般下沉2cm—8cm。表5是A段15桥加固后现场实际量测和沉降量。表5加固后土基沉降量序号桥梁名称处理桩类型搭板长度m沉降量cm1上德路分离立交石灰碎石桩882石狮村分离立交双排石灰碎石桩683黄岭村分离立交双排石灰碎石桩664黄林村分离立交双排石灰碎石桩665长城集团分离立交石灰碎石桩846外屋基分离立交石灰碎石桩847西山头分离立交石灰碎石桩838高门村分离立交双排石灰碎石桩629高门大桥石灰碎石桩8210罗桥分离立交石灰碎石桩8511浙赣铁路分离立石灰碎石桩8812320国道分离立交石灰碎石桩8813罗家石分离立交双排石灰碎石桩6514南塘分离立交双排石灰碎石桩6715南塘中桥双排石灰碎石桩684.2标准贯入（SPT）试验锤击分析经加固的14桥台背回填质量，经重型动力触探即标准贯入试验(SPT)检测，结果如表6。从表中数据可知，加固后锤击数显然增加。表明地基承载力获得增强。表6梨温高速公路A段桥梁加固检测数据汇总表序号桥梁名称工程桩号加固处理桩梨台检测数据温台检测数据处理桩类型处理桩总长初测数据复测数据初测数据复测数据平均值（次数）极植平均值极植平均值极值平均值极值1玉山互通立交K18+849单排石灰桩53.610.2(510/50)317.6(176/10)14路基密实，未进行加固桩处理2饭甑山分离立交K36+415双排石灰碎石桩289.810.3(393/38)269.4(347/5)1613.7(246/18)728.4(284/10)183沙溪分离立交K36+904双排石灰碎石桩329.619(342/18)432.4(277/7)2324.4(536/22)830.4(334/11)234上德路分离立交K52+809双排石灰碎石桩25311.3(477/42)414.4(603/42)817.4(471/27)818.4(552/30)95西山头分离立交K57+608双排石灰碎石桩211.311.6(93/8)320.4(387/19)812.5(212/17)650(150/3)306养猪场分离立交K75+580双排石灰碎石桩368.89(451/50)313.8(579/42)99.8(489/50)517(680/40)87西畈分离立交K85+675单排石灰桩362.5512.1(583/48)226(833/32)514.2(627/44)332.6(684/21)88下徐分离立交K87+438双排石灰碎石桩396.7512.4(385/31)323.7(332/14)1316.9(678/40)221.1(148/7)79饶北河大桥K48+883双排石灰碎石桩364.916.1(468/29)319.7(570/29)520.6(370/18)923.5(469/20)1210下洋中桥K49+170双排石灰碎石桩429.317.4(366/21)622.8(571/25)1215.2(442/29)918.1(525/29)1211马家中桥K49+700双排石灰桩453.730.4(477/42)546.1(645/14)1264.8(259/4)1352.5(315/6)2012批山岭中桥K74+546双排石灰桩455.812.8(515/40)216.6(679/41)98.4(337/40)214(547/39)713西畈中桥K85+571双排石灰桩322.2510.7(537/50)220.2(1011/50)514.9(747/50)327.8(583/21)1014通光中桥K86+664双排石灰碎石桩487.0813.8(359/26)218.6(521/28)623.9(455/19)447.1(330/7)286结语梨温高速公路A段桥梁台背回填时利用石灰（碎石）桩进行加固，经当时施工时的重型动力触探检测台背土基沉降量较少，加固效果较好，在后继施工期间大型筑路机械、载重货车的通行，土基得到进一步的碾压，在铺筑路面底基础前，路基需找平、压实，然后按规范铺筑沥青砼路面。经一年半后的繁重交通量的行车考验，A段基本消灭桥头跳车，台背加固取得了成功。参考文献：[1]汪凡文等.芜宣高速公路粉喷桩施工质量检测与评定[J].华东公路,2001,1.[2]孙忠义,王建华编著.公路工程试验工程师手册P825—P827[Z].北京:人民交通出版社,2004,1.[3]崔伯华等.粉喷桩在京珠高速公路广珠段某桥头软基中的处理效果分析[J].华东公路,2000,2.[4吴齐正.水泥搅拌桩施工质量的控制[J].华东公路,2001,3.[5]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].