談如何做好“三背”填筑施工的質(zhì)量控制

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1． 引言
　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路等級不斷提高，特別是近年來高等級公路投入很大，發(fā)展迅速。但是，從已交付使用的高等級公路特別是高速公路來看，存在不少問題，其中較為普遍的是：在臺背或其它構(gòu)造物處產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。且這種現(xiàn)象在一些軟基路堤或高路堤中更為嚴(yán)重，這不僅影響行車速度、舒適性，甚至導(dǎo)致交通事故，還容易使“三背”部位的路面結(jié)構(gòu)遭到破壞。因此，如何做好“三背”填筑施工的質(zhì)量控制，已越來越多受到公路質(zhì)量部門與社會各界的關(guān)注。
　　“三背”主要指橋涵臺背、擋墻背、路基范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)物臺背。大家肯定注意到公路跳車現(xiàn)象往往多發(fā)生在這幾個(gè)部位，根本原因就是“三背”位置的填筑質(zhì)量控制不好，導(dǎo)致其沉降超過一定的限度造成。因此，“三背”位置的沉降控制做好了，跳車問題也就斬草除根了。而如何解決公路跳車的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工問題，已有許多專家學(xué)者在公路方面的雜志上做過不少精深、權(quán)威的論述，這里不在贅述。本文將重點(diǎn)介紹如何控制“三背”填筑施工質(zhì)量來解決“三背”沉陷問題，供同行參考。

　　2． “三背”沉降的規(guī)律及危害
　　2.1 “三背”不均勻沉降產(chǎn)生的范圍主要有以下規(guī)律：
　　2.1.1 其產(chǎn)生的范圍與涵臺背填土高度有關(guān)，一般在后臺5米左右范圍內(nèi)，對于大、中橋而言，往往在10米或更大的范圍內(nèi)；
　　2.1.2 時(shí)間方面，一般在通車后2~3年內(nèi)產(chǎn)生；
　　2.1.3 不均勻沉降的發(fā)展有一定的時(shí)間過程，受多方面因素影響，很難把握重新加鋪路面的時(shí)間。
　　2.2 “三背”沉陷的危害主要有：一方面對橋涵、構(gòu)造物的工作狀況和使用品質(zhì)產(chǎn)生不利的影響，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加，并降低了公路使用性能；另一方面將增加行車的風(fēng)險(xiǎn)，降低通行能力，甚至造成交通事故，影響車速；此外由于車輛頻繁在“三背”位置加速減速，必然增加車輛能耗和廢氣的排放，這一點(diǎn)在城市中尤其應(yīng)予以重視。

　　3. “三背”不均勻沉降形成原因和構(gòu)成分析
　　3.1 構(gòu)筑物剛度差異
　　構(gòu)筑物剛度不同是形成差異沉降的基本原因。路基屬于柔性結(jié)構(gòu)，它在施工過程中和使用后會不斷發(fā)生變形和產(chǎn)生較大沉陷。橋涵屬整體剛度結(jié)構(gòu)，基本上認(rèn)為是不可壓縮的。
　　3.2 地基、地質(zhì)情況的差異
　　橋涵設(shè)計(jì)時(shí)對地基的地質(zhì)研究比較仔細(xì)，往往是將橋涵基礎(chǔ)置于承載力較高的土層上，沉降量比較小，而路基設(shè)計(jì)對地基、地質(zhì)情況是參考橋涵的地質(zhì)柱狀圖推斷的，往往有差異。加之碰到軟土地基處理更難以徹底。
　　3.3 臺背填料壓實(shí)質(zhì)量問題引起的不均勻沉降
　　眾所周知，施工質(zhì)量問題在“三背”位置更為嚴(yán)重。主要原因是“三背”填筑一般在構(gòu)筑物完工后進(jìn)行，作業(yè)面小，缺少有效的壓實(shí)施工機(jī)具，施工困難、繁瑣，填方體的材料、長度、層厚和壓實(shí)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

　　4. “三背”填筑施工的質(zhì)量控制
　　考慮到“三背”沉陷是多種因素和條件形成的，所以對它的防治應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等方面綜合考慮，提出相應(yīng)措施。
　　4.1 填筑基底的控制
　　俗話說：治病須治根，堵水要截源。要避免由于地基情況引起的“三背“不均勻沉降，首先要從地基處理著手。
　　4.1.1 基底清淤必須徹底，嚴(yán)禁有雜物、浮土、腐殖土等存在。
　　4.1.2 基底范圍內(nèi)由于地表水或地下水影響其穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)在基底頂面或其它適當(dāng)位置設(shè)置必要的排水設(shè)施（如橫向排水溝或盲溝），或換填不易風(fēng)化的片石、塊石、砂礫等透水性材料，嚴(yán)禁積水浸泡基底。
　　4.1.3 基底土必須密實(shí)，若基底為耕地或土質(zhì)松散時(shí)，應(yīng)在填筑前進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)度一般不得低于90%。
　　4.1.4 水田、湖塘等地段的基底應(yīng)視具體情況采取排水、清淤、晾曬、換填、摻灰及其它的土加固措施進(jìn)行處理。對軟土、濕陷性黃土、多年凍土等適用于各自特點(diǎn)的特殊地基處理方法治理，如換土、強(qiáng)夯、固結(jié)、輕質(zhì)路堤和粉噴等方法以改善地基，提高承載力，減少工后沉降。
　　4.1.5 對軟土地基，由于現(xiàn)行地基處理方法一般未考慮臺背的過渡，往往構(gòu)筑物的處理與路基處理是分開的，從而導(dǎo)致沉降的無法避免。建議：在有基底處理時(shí)，適當(dāng)加大涵臺背基礎(chǔ)處理的范圍，適當(dāng)將處理措施變化的位置往填土路基內(nèi)部放，最好有大于5米的距離。
　　4.1.6 做好橋頭涵背路基的排水工作，避免路基水流對基底的浸泡和沖刷。
　　4.2 “三背”填筑材料的控制
　　“三背”填筑材料質(zhì)量的優(yōu)劣是沉陷發(fā)生大小的內(nèi)因。在施工中要嚴(yán)格控制：對于非片石或非砂礫石的回填材料，要求用料粒徑為5~10cm的勻細(xì)材料，填筑過程按每15~20cm的內(nèi)分層填筑壓實(shí)；對于片石回填材料，選料應(yīng)為堅(jiān)硬不易風(fēng)化的材料，要采用人工手?jǐn)[片石，使片石之間互相嵌補(bǔ)，大片石盡量貼近層底并大面向下，片石間縫隙和孔洞應(yīng)用石屑和砂性填料填充，可每隔一米左右采用水力充填砂礫石的方法填充材料，而后碾壓或強(qiáng)夯。手?jǐn)[片石嚴(yán)禁拋填施工；對于砂礫石填料，一要對材料的粒徑級配嚴(yán)格要求，二是要對材料的質(zhì)量進(jìn)行控制，嚴(yán)禁含泥多的材料進(jìn)場，夯實(shí)時(shí)以機(jī)械碾壓配合灌水法綜合實(shí)施。在條件允許情況下，盡可能選擇透水性好、易壓實(shí)、固結(jié)完成快、后期壓縮變形小的砂性土和砂礫土，也可使用改善土、加固土、碎石土和輕質(zhì)填料等。
　　在高填方的拱涵及涵洞與側(cè)墻相接部位，應(yīng)盡量使用內(nèi)摩擦角大的填料進(jìn)行填筑，而且施工時(shí)應(yīng)注意填料土壓的平衡，

也可使用改善土、加固土、碎石土和輕質(zhì)填料等。
　　在高填方的拱涵及涵洞與側(cè)墻相接部位，應(yīng)盡量使用內(nèi)摩擦角大的填料進(jìn)行填筑，而且施工時(shí)應(yīng)注意填料土壓的平衡，盡量減少回填土的單向推力，不得發(fā)生偏壓，以免造成工程事故。這對于管涵、輕型橋臺 

臺等尤為重要。
　　總之，不同的填筑材料各自特性是不同的，填筑時(shí)要正確選擇、因地制宜、就地取材，保證填筑質(zhì)量
4.3 “三背”填筑范圍的控制
　　“三背”填筑的范圍直接影響“三背”填料剛度和變形的平穩(wěn)過渡，范圍太長，成本增加；范圍太短，達(dá)不到過渡要求。因此如何在滿足過渡區(qū)技術(shù)要求下為縮短“三背”回填范圍、節(jié)約成本，筆者認(rèn)為應(yīng)從三方面進(jìn)行控制；第一要有足夠的長度實(shí)現(xiàn)過渡段的技術(shù)要求；第二要從施工作業(yè)的方便、壓路機(jī)的壓實(shí)寬度進(jìn)行控制；第三要控制好“三背”填土與已填路堤的良好結(jié)合所需長度。筆者根據(jù)多年實(shí)踐摸索，提出可以參考的經(jīng)濟(jì)尺寸如下：填料要求級配得當(dāng)，沿縱向的填筑長度在基底處不少于2米（便于壓路機(jī)碾壓），以2米為基準(zhǔn)，對于“三背”填土與路基原狀土相接處采用1：1的坡度相接，對于路基土為回填土部分采用1：1.5坡相接。為確保良好結(jié)合，宜采用挖臺階形式與路堤相接，每級臺階高度宜不大于60 cm為宜。
　　4.4 “三背”填筑厚度的控制
　　填筑厚度與壓實(shí)機(jī)具有關(guān)，一般采用不同的壓實(shí)厚度，用12~15t三輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，每層壓實(shí)厚度不宜超過15cm；用18~20t三輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，每層壓實(shí)厚度不宜超過20cm。當(dāng)“三背”路基壓實(shí)作業(yè)面狹小，作業(yè)空間受到限制時(shí)，為了保證不損壞構(gòu)筑物，大型機(jī)械不能使用，必須選擇小型振動壓路機(jī)和振動夯實(shí)機(jī)相結(jié)合進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)厚不宜超過15cm，層層壓實(shí)。
　　4.5 “三背”填筑壓實(shí)的控制
　　“三背”填料的壓實(shí)質(zhì)量是影響“三背”沉陷的一個(gè)重要因素。由于受排洪或通車凈高的影響，“三背”路基填方比較高，工程量相當(dāng)大，但是施工工作面狹窄，大型填筑和壓路機(jī)械難以展開，因而能否控制好三背填料的壓實(shí)是道路施工中的難點(diǎn)。
　　施工過程中盡可能擴(kuò)大施工場地，以便發(fā)揮大型填方壓實(shí)機(jī)械的使用，認(rèn)真施工，給予充分壓實(shí)。受場地限制時(shí)，大型壓實(shí)機(jī)械的使用，可采用橫向碾壓法，以能使壓路機(jī)盡量靠近臺背進(jìn)行碾壓。對于大型壓路機(jī)不能靠近臺背時(shí)，可采用以小型壓路機(jī)為主，蛙式打夯機(jī)、手扶振動壓路機(jī)、沖擊夯為輔進(jìn)行碾壓，確保不留死角區(qū)。
　　4.6 “三背”路基排水的控制
　　排水措施對填方的穩(wěn)定極為重要，特別是靠近構(gòu)筑物背后的填料，在施工中及施工后易積水下陷，因此，三背填筑路基應(yīng)比區(qū)間路基更加注重排水設(shè)計(jì)，施工時(shí)應(yīng)保證施工中的排水坡度，設(shè)置必要的地下排水設(shè)施。
　　一種較成功的做法是對基底做必要的處理后，填筑橫坡為3%~4%的壓實(shí)粘土土拱，在土拱上挖一條成雙向坡的地溝，地溝尺寸一般可采用(40~60)cm×(30~50)cm，然后在臺背后全范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料，例如油氈或尼龍薄膜材料，再在地溝四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管，管徑一般不小于10cm，小孔孔徑為5mm，布成梅花形，間距10cm，然后在塑料四周填筑透水性材料，直到路基頂面。若采用盲溝時(shí)，則取消其中的塑料管，而用大粒徑的碎石填筑地溝，并用土工布包裹盲溝的出口。
　　4.7 強(qiáng)化施工質(zhì)量管理，提高“三背”填筑路堤施工質(zhì)量
　　“三背”回填施工管理是確保“三背”填筑施工質(zhì)量的關(guān)鍵，“三背”填筑施工在管理上必須做到“四專”，即成立專業(yè)施工隊(duì)伍，采用專業(yè)機(jī)械設(shè)備，使用經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)的專門材料，安排專門的質(zhì)量責(zé)任人與試驗(yàn)檢測人員進(jìn)行施工和質(zhì)量控制。
　　“三背”回填施工管理還要制訂詳細(xì)的操作性強(qiáng)的施工組織計(jì)劃、施工工藝技術(shù)指導(dǎo)書、施工技術(shù)規(guī)范、施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和程序，建立施工質(zhì)量檔案卡，簽訂施工質(zhì)量責(zé)任狀等。施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人要親自抓。
　　在大規(guī)?；靥钍┕で?，施工單位應(yīng)選擇在后期施工中要使用的機(jī)具，在臺背進(jìn)行回填土壓實(shí)試驗(yàn)。通過試驗(yàn)，確定回填施工的填料類型、壓實(shí)厚度、壓實(shí)遍數(shù)等施工參數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，編寫總結(jié)報(bào)告報(bào)監(jiān)理單位審批和存查。施工單位在回填土施工中欲改變施工機(jī)具和施工方法時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。
　　回填過程中施工單位要嚴(yán)格堅(jiān)持自檢制度，堅(jiān)持行之有效的分工序檢查驗(yàn)收，對“三背”回填進(jìn)行分層驗(yàn)收，每道工序、每個(gè)環(huán)節(jié)必須經(jīng)監(jiān)理工程師嚴(yán)格檢查驗(yàn)收后，才能進(jìn)行下道工序施工，并隨時(shí)接受上級各部門的不定期檢查，時(shí)時(shí)把質(zhì)量放在首位，把質(zhì)量隱患消滅于萌芽狀態(tài)。 
　　4.8 加大監(jiān)管力度，駐地監(jiān)理嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)
　　作為監(jiān)理單位，“三背”回填施工前應(yīng)制訂施工監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，明確技術(shù)規(guī)范和監(jiān)理程序，做到“三背”填筑施工處于全過程、全方位的受控狀態(tài)。
　　要不斷強(qiáng)化參加工程建設(shè)各單位的質(zhì)量意識，從施工和監(jiān)理的角度出發(fā)，包括在填料選擇、材料檢測、填筑、碾壓及層厚控制、壓實(shí)機(jī)具選擇、碾壓程序、最佳密實(shí)和最佳含水量控制等方面，建立一整套行之有效的質(zhì)量控制程序和管理辦法，并在填筑碾壓時(shí)要注意橋、涵結(jié)構(gòu)物的安全。監(jiān)理要有強(qiáng)有力的管理手段，決不能心慈手軟，應(yīng)寧左勿右，不合格的填筑堅(jiān)決返工，并不予計(jì)量支付，對違反操作規(guī)程不按要求施工的，發(fā)現(xiàn)一次嚴(yán)懲一次。
5. 結(jié)束語
　　提出三背回填施工的技術(shù)要求并不困難，絕大多數(shù)施工單位也明白“三背”回填施工的難點(diǎn)以及解決質(zhì)量問題的方法。“三背”回填施工場地小，施工難度相應(yīng)增大，其中，解決這一問題的最關(guān)鍵的因素是施工單位加強(qiáng)質(zhì)量意識，強(qiáng)化施工質(zhì)量管理，在施工中嚴(yán)格按規(guī)范、設(shè)計(jì)和有關(guān)文件施工。監(jiān)理單位加大監(jiān)管力度，對于不合格的回填工程及時(shí)發(fā)現(xiàn)和下令整改。
　　只要各方共同努力，分頭把關(guān)，按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際，嚴(yán)格履行各自職責(zé)，相信這一頑疾一定會得到很好的根治。