公路桥涵构造物路基的过渡基坑及台背回填技术分析范成伟1， 李 敏2 (1.武昌工学院 土木工程学院， 湖北 武汉 430065； 2.武汉铭泽瑞建设工程有限公司， 湖北 武汉 430056) [摘 要] 社会经济的发展，使公路建设工程也随之增多，对于路桥过渡段施工中，存在一些施工难点问题，影响施工质量。因此在我国路基施工中，为提升路基施工质量，特别是针对公路桥涵构造物路基过渡段施工问题，更是应该优化其基坑施工及台背回填技术，从而能够确保提升公路桥涵构造物路基过渡段施工质量，发挥积极影响。基于某公路项目实例，分析公路桥涵构造物路基的过渡段基坑及台背回填技术相关问题，以确保优化制定施工决策，提升施工质量。 [关键词] 过渡段； 公路桥涵； 台背回填技术； 路基； 基坑 0 引言在本篇研究中，通过对具体公路施工项目实例进行分析，研究公路桥涵构造物路基的过渡段施工问题，针对其基坑施工及台背回填技术进行研究，从而能够优化制定符合该项目路基过渡段施工需求的施工决策，以确保可以提升高速公路路基与桥涵过渡段的施工技术水平，从而提高施工质量，为交通安全提供保障，发挥积极影响。以下对此做具体分析。 1 公路项目在本次研究中，针对某公路桥涵构造物路基施工项目进行研究。项目公路位于某高速公路扩建工程的第2合同段，公路桥涵项目路是全封闭的高速公路，有双向四车道，公路桥涵项目路基宽度为26 m，行车速度需要达到60 km/h。在本次项目中，扩建后路基宽度需要34.5 m，设计的行车速度60 km/h。项目起始桩号为K1045 +941.277，终止桩号K1055+125.465，项目施工长度为9 184.188 m。该路段地层岩性为冲洪积淤泥，地层淤泥厚度达到8.10 m；在淤泥层的下面则是细砂层，细砂为灰白色，状态饱和，细砂层的厚度达到10.15 m，进一步勘探可知细砂在地震时会产生液化。在公路桥涵构造物路基施工中，具体施工路段的地下水是孔隙潜水，还存在弱-中等的腐烛性，因此可以证实该路段工程的地质条件是较差的，给具体施工带来较大考验。施工地质如图1之中所示。  图1 地质状况 在本次研究中，主要针对公路桥涵构造物路基的过渡段基坑施工，及台背回填施工部分进行研究，并优化设计施工方案。 2 公路桥涵构造物路基施工难点分析2.1 地质因素 在本次公路桥涵构造物路基的过渡段基坑施工中，施工路段属于软土地基，不仅地基的孔隙比大，也存在含水量大、压缩性高的特点。因此，若是直接在该路段上修建公路桥涵构造物路基，那么在路基填土产生的附加应力作用下，极易导致公路桥涵构造物路基沉降，并且严重的还会导致桥台和路基间产生台阶，降低施工质量[1-3]。同时，在实际中，若是发生路基沉降，极其容易造成桥头跳车现象，影响公路桥涵台面行车安全。 2.2 台背填料容易发生压缩 对于公路桥涵构造物路基过渡段施工中，桥梁的台背填料具有含水量高、孔隙较大的特点，因此在施工过程中，若是不能消除填料颗粒孔隙[4]，那么在路堤自重以及车辆振动荷载作用下，将容易导致填料被压缩，产生变形。并且，相关研究证实，在路基台背回填施工中，若是填料的孔隙率减小，则其压实度将会增大，并且随着长时间推移，将会导致路基发生沉降[5]。在具体施工过程中，由于桥台衔接处与实际路面存在刚度差异，因此在跳车振动下，将会进一步降低公路桥涵的整体刚度[6-8]，使桥台衔接处出现台阶，使施工出现质量问题。 3 优化设计公路桥涵构造物路基过渡段基 坑施工决策3.1 制定施工决策 在本次公路桥涵路基过渡段基坑施工中，由于公路桥涵构造物路基表面本来就存在着淤泥质粉质粘土，因此，考虑到雨水、地质、成本费用等相关因素的影响，将会采用“CFG桩+加筋砂垫层+搭板”复合地基施工方案，以确保提升整体施工质量。对于本次施工方案的选择，不仅可以避免因清淤换填土而整个项目造成的资金浪费，也可以缩短工期，降低施工成本，以最优的施工方案降低路基沉降变形的发生情况，发挥积极影响[9]。 3.2 路基施工要求 a. 对于CFG桩复合地基施工的技术要求，有以下几点。 ① 在施工中，需根据C15混合料配比方式，应用石屑(砂)、碎石、粉煤灰以及水泥混合制成桩体，并对桩体试块进行28天的标准养护，同时确保桩体在实际应用中每立方体的抗压强度不小于15 MPa标准值。 ② 需要应用采用42.S级的普通硅酸盐水泥，并选用选用袋装二、三级的粉煤灰，制成混凝土，最后制成桩体。 ③ 在CFG桩施工之中，确保满足JTGF10-2006《公路路基施工技术规范》要求，具体内如表1之中所示。  表1 施工的要求Table1 Constructionrequirements检查的项目规定值或是允许的偏差值检查方法检查的频率/%桩距/mm±100抽查桩数3桩径/mm≥设计值抽査桩数3桩长/mm≥设计值查施工记录竖直度/%1抽查桩数3桩体强度≥设计值取芯法5单桩和复合地基承载力≥设计值成桩数不少于3根02 b. 对于碎石褥垫层，也需满足以下施工技术要求。 ① 对于原地面以上的桩顶，需要设置20 cm厚的褥垫层。 ② 针对施工中的褥垫层，需碎石作为基本材料，碎石粒径应该在8～20 mm范围为宜，最大碎石的粒径也不应该大于3 0 mm。 ③ 针对夯实褥垫处理中，确保夯实度可以0.9范围。 c. 施工中针对土工格栅技术方面，要求满足以下标准。 ① 在路基垫层顶面可以铺筑单层双向的土工格栅。 ② 确保土工格栅极限抗拉强度可以大于50 kN/m。 3.3 优化过渡段基坑施工技术 在本次公路桥涵构造物路基过渡段施工中，可以在桥台附近设置过渡段，以此来避免发生基坑沉降。在本次研究中，桥头过渡段处理纵断面见图2中所示。  图2 纵断面 在实际施工中，针对过渡段的长度计算中，可以根据公式(1)[10]计算过渡段Lt长度： Lt=ΔS/isa (1) 在公式(1)中：isa为容许工后差异沉降率；ΔS为工后最大差异沉降率；Lt为过渡段的最小长度。 在本次研究中，由于设计车速为60 km/h，故此isa取值80%，ΔS取值0.1，经计算，渡段长度为46 m。 3.4 优化过渡段路基填筑施工技术 在本次路基施工中，在基坑填筑中，确保施工材料能够严格按照国家标准进行选择。并且，在具体填筑施工中，可以根据施工环境、土壤以及水文条件，做好施工监测工作，以确保可以及时了解施工情况，并合理调整施工方案。可以根据施工设计要求，在填筑施工开始就做好现场的地勘工作，并且还可以严格控制施工的进度，填筑施工结束后还要进行平整处理。还应该控制土方填筑原料质量，填料碾压操作员也应该严格控制行车速度，确保铺料均匀性，保证填筑中土料碾压时含水量控制在1%～3%范围。在进行分段填筑时，还应设立标志牌，严格控制施工的进度；在施工质量检测过程中，针对发现的特殊因素需要加以标注，确保在作业过程中路基不会出现任何问题质量。 3.5 基坑沉降分析 对于本次公路桥涵构造物路基过渡段基坑施工过程中，可以应用有限元数值方法，分析计算基坑沉降情况，并联合实际施工你数，运用ADINA生死单元来模拟公路桥涵构造物路基过渡段基坑施工填土加载过程，并根据过渡段路基的表面竖向沉降量变化情况，分析实际施工质量是否可以达到设计需求。仿真结果如图3中所示。  图3 基坑沉降 从以上图3中能够看出：在本次公路桥涵基坑施工中，随着填土荷载的增加，路基表面的沉降量也在逐渐增大；并且从第十级加载开始，在第十二级加载后，其沉降差越来越小，证实地基表面的沉降量也在不断降低，表明本次施工方案以达到工程目标需求。 4 优化公路桥涵构造物路基过渡段基坑施 工中的台背回填技术决策① 优化桥台台背填筑方案。 在公路桥涵构造物路基过渡段施工中，应用台背填筑技术，优化提升施工质量。具体施工中优化台背填筑方案，可以应用小型的压实设备对台墙碾压，并联合分层的碾压方式，控制施工材料的压实情况，以此来提公路桥涵构造物路基过渡段桥台的台背回填施工压实度，防止出现桥面“跳车现象”。在回填前，需要严格检查基底，彻底清理基底施工垃圾及积水，确保涵身以及台身强度达到设计要求，方可进行台背回填施工。实际中，对公路桥涵顶50 cm以内进行台背填土中，需要采用轻型的静载压路机进行压实，其压实度标准如表2中所示。  表2 公路桥涵构造物路基过渡段填土范围Table2 Highwaybridgesubgradetransitionsectionfillingscope公路桥涵构造物路基类型上部的处理长度/m底部的处理长度/m公路桥梁每侧>(3+H)每侧≥3～4涵洞每侧>(2+H)每侧≥2～3 ② 桥台台背排水。 在公路桥涵构造物路基过渡段施工中，如果不能及时对施工现场实施排水作业，则公路过渡段路基沉降差将会变大，这样极其容易导致出现跳车的情况。故此，在对公路桥涵构造物路基过渡段进行台背回填施工中，一定要正确的应用排水技术，需要选择合理有效的过渡段路基排水方式。同时，在实际进行排水施工过程中，需要实地考察过渡段，仔细的收集、整理相关施工方面的参考文献。并且，在具体的施工过程之中，也一定要结合公路桥涵构造物路基过渡段实际情况，及时了解掌握施工地点地质、地形等相关信息，并能够及时掌握施工场地的水文情况，然后对该施工场地排水施工设计优化方案，制定合理的公路桥涵构造物路基过渡段排水措施。 ③ 进行路面保护施工。 在对公路桥涵构造物路基过渡段台背回填施工中，对于相应的施工单位，一定要加强对施工路面的保护控制，对于部分在施工后还没有验收的路面，或是针对还处于保养阶段的路面，避免一切车辆在过渡段上通行。同时，在路面保护中，也可以设立相应的标志，或是在施工地点路面上设置路障，并指定专人进行看管，保证施工后还没有进行验收或是处于保养期路面的安全，以确保公路过渡段在实际施工验收中可以达标。 ④ 优化控制台背后回填处理方法。 首先，在公路桥涵构造物路基过渡段台背回填施工中，应该优化选择填料，最好能够选择一些渗透性好且便于压实的填料，就如可以应用砂烁以及宕澄等摩擦角大的填料进行回填施工。其次，在回填施工中，还可以在路基的顶部半米位置上设置一个“水泥稳定粒料改善层”，以确保可以进一步提高路基过渡段台背回填的刚度。最后，在台背回填施工中，对填料进行压实，并对每层填筑施工的质量进行检测，确保压实度能够达到96%，有助于减少工后沉降，提升公路桥涵构造物路基过渡段台背回填施工质量，发挥积极应。 ⑤ 可以设置桥台的搭板。 在台背回填施工中，也可以在公路桥涵构造物路基过渡段设置搭板，并且针对桥台衔接位置，特别是容易发生沉降的桥梁路面，根据路基工后沉降允许值，优化设计计算出桥台搭板的长度，从而在桥面设置搭板，能够减轻公路桥涵构造物路基过渡段行车时的颠簸。同样，在施工中，若过渡段引道的路面是沥青混凝土，则可以将远离台背一端的搭板放在路面面层和地基土层间，形成一种斜置式的搭板施工模式，然后在铺设好搭板后，可以在搭板上再设一道沥青混凝土面，预防搭板下沉，提升公路桥涵构造物路基过渡段施工质量。 5 结论综上所述，公路桥涵构造物路基的过渡段施工中，针对其施工难点问题，可以结合实际，优化应用台背回填技术，缓解桥台结构与台背回填土的刚柔突变，避免出现路基沉陷，减少桥头跳车，加强过渡段的施工技术应用，保证过渡段的施工质量，确保公路桥涵车辆行驶安全，发挥积极影响。 [参考文献] [1] 唐文斐.兰永一级公路桥台过渡段软弱路基处理方法研究[D].兰州：兰州理工大学，2014. 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Analysis of Highway Bridge and Culvert Transition Section Roadbed Excavation Backfilling Technology FAN Chengwei1， LI Min2 (1.Civil Engineering Collge， Wuchang Institute of Technology， Wuhan， Hubei 430065， China； 2.Wuhan Mingzerui Construction Engineering Co.， LTD， Wuhan， Hubei 430056， China) Abstract：In our country in recent years，the rapid development of economy，the highway construction project will be increased，for the construction of the transition section of Luqiao，there are some construction difficulties，the impact of the quality of construction.So in subgrade construction in our country，in order to improve the quality of roadbed construction，especially for highway bridge and culvert subgrade transition section construction，also should optimize its excavation and backfilling technology，so as to ensure the improvement of highway bridge and culvert structure subgrade transition section construction quality，exert positive influence.Following the example of a highway project based on the analysis of highway，bridge and culvert subgrade transition section excavation and backfilling technology related issues，to ensure optimal decision making construction，improve construction quality. [Key words] transition section； highway bridge； backfilling technology； subgrade； foundation pit [收稿日期] 2016 — 11 — 29 [基金项目] 湖北省教育厅支助项目(2015442) [作者简介] 范成伟(1982 — )，女，湖北黄冈人，硕士，讲师，主要从事工程管理、土木工程方面的教学及科研。 [中图分类号] U 443.82 [文献标识码]A [文章编号]1674 — 0610(2017)01 — 0212 — 04 |
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