于飛
(中鐵建昆侖路橋建設(shè)有限公司,成都 267800)
高速公路施工通常工程量大,工期緊,施工環(huán)境差,橋涵臺背回填,結(jié)構(gòu)物邊角部位碾壓機(jī)具很難進(jìn)行全覆蓋或充分的平整碾壓,路基局部填料顆粒間隙較大,后期受上部車輛荷載及填土自重影響,填料迅速壓縮至路基快速沉降,易發(fā)生“跳車”現(xiàn)象;橋涵多布置于溝壑峽谷地段,臺背地基地質(zhì)情況落相對較差,在填土重力荷載對軟弱地基附加壓力的作用下,易造成橋臺整體性后傾,發(fā)生不均勻沉降,不利于車輛安全行駛。
氣泡混合輕質(zhì)土是一種先進(jìn)的輕型填土材料。這種填土材料是通過在固化劑中(通常為水泥漿)加入氣泡經(jīng)充分拌和而成,氣泡混合輕質(zhì)土不僅具有輕質(zhì)性(容重 5~13kN/m3)、良好的流動(dòng)性 (最大泵送距離可達(dá) 500m)、固化后自立性等特點(diǎn),而且它的容重和抗壓強(qiáng)度均可通過試驗(yàn)配合比進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn),有優(yōu)化的空間。成都三繞高速蒲江至都江堰段,臨溪河特大橋及陳家河 2#橋的橋臺臺背回填均采用了氣泡混合輕質(zhì)土填筑技術(shù)。
容重設(shè)計(jì):路槽以下 80cm 以內(nèi)濕容重等級不大于 W6,其余區(qū)域濕容重等級不大于 W5。
強(qiáng)度設(shè)計(jì):路槽以下 80cm 以內(nèi)強(qiáng)度等級不小于 CF0.8,其余區(qū)域強(qiáng)度等級不小于 CF0.6。
主要施工機(jī)具配置如表1所示。
表1 主要施工機(jī)具配置
輕質(zhì)土設(shè)備開機(jī)生產(chǎn)前,機(jī)械操作人員必須按照輕質(zhì)土拌合設(shè)備操作規(guī)程做好開機(jī)準(zhǔn)備工作,并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比要求設(shè)定的參數(shù),進(jìn)行試生產(chǎn)時(shí),首先調(diào)整泡沫質(zhì)量,保證泡沫密度控制在 48~52kg/m3。
通過最初擬定的3組配合比數(shù)據(jù),經(jīng)實(shí)驗(yàn)必選后,將最佳配合比上報(bào)監(jiān)理實(shí)驗(yàn)室(見表 2),經(jīng)批復(fù)后取用。
表2 氣泡混合輕質(zhì)土配合比
臺背設(shè)計(jì)范圍開挖驗(yàn)槽完畢后,回填基礎(chǔ)承載力檢測合格后方可進(jìn)行面板基礎(chǔ)施工,基底鋪設(shè) 30cm 碎石墊層,由于面板基礎(chǔ)位于原地面以下 50cm,基礎(chǔ)可直接利用開挖土模施工,有利于基礎(chǔ)側(cè)向土壓力受力,可避免回填土不密實(shí)。
面板基礎(chǔ)為 C30 混凝土,采用罐車運(yùn)輸,搭設(shè)溜槽入倉工藝,基礎(chǔ)混凝土頂面按設(shè)計(jì)要求預(yù)留面板坐漿卡槽,槽深6cm、寬 5cm,采用 10cm×5cm 方木作為開槽模具預(yù)埋基礎(chǔ)混凝土中,按面板放樣邊線準(zhǔn)確安裝木方位置,確保方木邊線與面板外邊線一致。在實(shí)際施工中,擬定混凝土強(qiáng)度達(dá)到 50%時(shí),方可取出木方形成面板坐漿卡槽。
考慮到氣泡混合輕質(zhì)土與常規(guī)填土間存在變形差異,面板基礎(chǔ)混凝土施工完成后開始鋪設(shè)輕質(zhì)土最下部碎石墊層,墊層厚度和壓實(shí)度嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求鋪設(shè),施工前要按設(shè)計(jì)修整基底,必須在基面夯實(shí)、整平后,監(jiān)理工程師檢驗(yàn)認(rèn)可后方能進(jìn)行碎石墊層施工,同時(shí)按設(shè)計(jì)間距和位置安裝排水PVC 管,氣泡混合輕質(zhì)土基底承載力應(yīng)大于 100kPa,碎石墊層壓實(shí)度不小于 94%,碎石墊層的鋪設(shè)厚度為 30cm。
根據(jù)現(xiàn)場情況,面板采用現(xiàn)場預(yù)制工藝,采用可拆卸式鋼模澆筑,模板可使用角鋼加工,模板數(shù)量根據(jù)面板數(shù)量確定。面板尺寸嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求預(yù)制,采用 C20 細(xì)石混凝土澆筑,澆筑前應(yīng)在模板內(nèi)部涂刷脫模劑,面板預(yù)制完成后應(yīng)統(tǒng)一堆放,專人保管。
底層面板安裝:面板安裝關(guān)鍵在于最底層面板的安裝質(zhì)量控制,安裝時(shí)應(yīng)先定出面板的外邊線,然后在面板基礎(chǔ)坐漿槽內(nèi)鋪墊 M10 砂漿,逐塊安裝底層面板,面板槽內(nèi)坐漿應(yīng)飽滿從縫隙擠出,面板側(cè)面同樣應(yīng)保證砂漿擠出,勾縫后砂漿厚度約控制在 1cm。面板頂部標(biāo)高應(yīng)保持一致,誤差不超過±5mm,同時(shí)吊垂線,保證面板安裝的垂直度。
第二層面板安裝:應(yīng)在下層面板頂面飽滿鋪設(shè)砂漿,上層面板與下層面板應(yīng)錯(cuò)縫安裝,不能形成通縫。面板從一邊逐塊往另一邊安裝,每安裝完成2塊后使用 φ6mm 拉桿鋼筋將面板與角鋼點(diǎn)焊連接,焊接定位前一定要檢查面板安裝的垂直度、標(biāo)高和位置等。
面板每次安裝高度可根據(jù)輕質(zhì)土分層澆筑厚度確定,宜控制在 80~150cm。如采用移動(dòng)式施工架,則每次可將面板安裝高度增加,但必須考慮角鋼自身的柔性不易過高。
經(jīng)過監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行澆筑作業(yè)。澆筑前及時(shí)布置好泵送軟管,保證軟管有足夠長度,檢查軟管中間接頭有無脫落、漏水、彎折、擠壓的地方。檢查澆筑點(diǎn)應(yīng)保證內(nèi)部無明顯積水,無雜物。輕質(zhì)土澆筑作業(yè)時(shí),施工人員必須穿工作鞋、戴保護(hù)手套、安全帽。
輕質(zhì)土澆筑不需振搗,直接采用泵管澆筑后自流平,澆筑時(shí)為減少輕質(zhì)土澆筑不規(guī)范引起消泡,施工過程中泵送管出口應(yīng)始終與填筑面保持水平。
澆筑時(shí),應(yīng)采用分塊分層澆筑方式,分塊是指嚴(yán)格按照沉降縫分幅跳躍式澆筑;分層是指輕質(zhì)土每次澆筑厚度最大不應(yīng)超過 1m,待下部輕質(zhì)土終凝后才能進(jìn)行上層輕質(zhì)土澆筑作業(yè);應(yīng)均勻控制每層澆筑厚度,宜單層 25~100cm,單層不能出現(xiàn)部分過高或過低情況,養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在 3d 為宜。
為防止頂面滲水、積水滲入氣泡混合輕質(zhì)土引起容重變化,在其頂面鋪設(shè)一層 HDPE 防滲土工膜,厚度不小于 0.3mm,搭接寬度不小于 10cm,在輕質(zhì)土頂面反包 100cm 固定。
輕質(zhì)氣泡混合輕質(zhì)土應(yīng)用于成都三繞橋梁臺背回填中后,經(jīng)過 1年的沉降觀察期考驗(yàn),發(fā)現(xiàn)該新型填筑材料可避免傳統(tǒng)臺背填土碾壓不充分造成臺背填土沉降現(xiàn)象,減小填土重力荷載和臺背地基的土壓力,避免橋臺傾斜發(fā)生不均勻沉降。具有填筑過程不需設(shè)備碾壓、對現(xiàn)有社會(huì)交通干擾少,施工噪聲低,施工工期短,施工占地小等優(yōu)點(diǎn)。