谈如何做好“三背”填筑施工的质量控制

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1． 引言
　　随着我国国民经济的快速发展，道路等级不断提高，特别是近年来高等级公路投入很大，发展迅速。但是，从已交付使用的高等级公路特别是高速公路来看，存在不少问题，其中较为普遍的是：在台背或其它构造物处产生跳车现象。且这种现象在一些软基路堤或高路堤中更为严重，这不仅影响行车速度、舒适性，甚至导致交通事故，还容易使“三背”部位的路面结构遭到破坏。因此，如何做好“三背”填筑施工的质量控制，已越来越多受到公路质量部门与社会各界的关注。
　　“三背”主要指桥涵台背、挡墙背、路基范围内的结构物台背。大家肯定注意到公路跳车现象往往多发生在这几个部位，根本原因就是“三背”位置的填筑质量控制不好，导致其沉降超过一定的限度造成。因此，“三背”位置的沉降控制做好了，跳车问题也就斩草除根了。而如何解决公路跳车的上部结构设计、施工问题，已有许多专家学者在公路方面的杂志上做过不少精深、权威的论述，这里不在赘述。本文将重点介绍如何控制“三背”填筑施工质量来解决“三背”沉陷问题，供同行参考。

　　2． “三背”沉降的规律及危害
　　2.1 “三背”不均匀沉降产生的范围主要有以下规律：
　　2.1.1 其产生的范围与涵台背填土高度有关，一般在后台5米左右范围内，对于大、中桥而言，往往在10米或更大的范围内；
　　2.1.2 时间方面，一般在通车后2~3年内产生；
　　2.1.3 不均匀沉降的发展有一定的时间过程，受多方面因素影响，很难把握重新加铺路面的时间。
　　2.2 “三背”沉陷的危害主要有：一方面对桥涵、构造物的工作状况和使用品质产生不利的影响，导致养护费用增加，并降低了公路使用性能；另一方面将增加行车的风险，降低通行能力，甚至造成交通事故，影响车速；此外由于车辆频繁在“三背”位置加速减速，必然增加车辆能耗和废气的排放，这一点在城市中尤其应予以重视。

　　3. “三背”不均匀沉降形成原因和构成分析
　　3.1 构筑物刚度差异
　　构筑物刚度不同是形成差异沉降的基本原因。路基属于柔性结构，它在施工过程中和使用后会不断发生变形和产生较大沉陷。桥涵属整体刚度结构，基本上认为是不可压缩的。
　　3.2 地基、地质情况的差异
　　桥涵设计时对地基的地质研究比较仔细，往往是将桥涵基础置于承载力较高的土层上，沉降量比较小，而路基设计对地基、地质情况是参考桥涵的地质柱状图推断的，往往有差异。加之碰到软土地基处理更难以彻底。
　　3.3 台背填料压实质量问题引起的不均匀沉降
　　众所周知，施工质量问题在“三背”位置更为严重。主要原因是“三背”填筑一般在构筑物完工后进行，作业面小，缺少有效的压实施工机具，施工困难、繁琐，填方体的材料、长度、层厚和压实度难以达到设计和规范要求。

　　4. “三背”填筑施工的质量控制
　　考虑到“三背”沉陷是多种因素和条件形成的，所以对它的防治应从设计、施工、监理等方面综合考虑，提出相应措施。
　　4.1 填筑基底的控制
　　俗话说：治病须治根，堵水要截源。要避免由于地基情况引起的“三背“不均匀沉降，首先要从地基处理着手。
　　4.1.1 基底清淤必须彻底，严禁有杂物、浮土、腐殖土等存在。
　　4.1.2 基底范围内由于地表水或地下水影响其稳定时，应在基底顶面或其它适当位置设置必要的排水设施（如横向排水沟或盲沟），或换填不易风化的片石、块石、砂砾等透水性材料，严禁积水浸泡基底。
　　4.1.3 基底土必须密实，若基底为耕地或土质松散时，应在填筑前进行压实，压实度一般不得低于90%。
　　4.1.4 水田、湖塘等地段的基底应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它的土加固措施进行处理。对软土、湿陷性黄土、多年冻土等适用于各自特点的特殊地基处理方法治理，如换土、强夯、固结、轻质路堤和粉喷等方法以改善地基，提高承载力，减少工后沉降。
　　4.1.5 对软土地基，由于现行地基处理方法一般未考虑台背的过渡，往往构筑物的处理与路基处理是分开的，从而导致沉降的无法避免。建议：在有基底处理时，适当加大涵台背基础处理的范围，适当将处理措施变化的位置往填土路基内部放，最好有大于5米的距离。
　　4.1.6 做好桥头涵背路基的排水工作，避免路基水流对基底的浸泡和冲刷。
　　4.2 “三背”填筑材料的控制
　　“三背”填筑材料质量的优劣是沉陷发生大小的内因。在施工中要严格控制：对于非片石或非砂砾石的回填材料，要求用料粒径为5~10cm的匀细材料，填筑过程按每15~20cm的内分层填筑压实；对于片石回填材料，选料应为坚硬不易风化的材料，要采用人工手摆片石，使片石之间互相嵌补，大片石尽量贴近层底并大面向下，片石间缝隙和孔洞应用石屑和砂性填料填充，可每隔一米左右采用水力充填砂砾石的方法填充材料，而后碾压或强夯。手摆片石严禁抛填施工；对于砂砾石填料，一要对材料的粒径级配严格要求，二是要对材料的质量进行控制，严禁含泥多的材料进场，夯实时以机械碾压配合灌水法综合实施。在条件允许情况下，尽可能选择透水性好、易压实、固结完成快、后期压缩变形小的砂性土和砂砾土，也可使用改善土、加固土、碎石土和轻质填料等。
　　在高填方的拱涵及涵洞与侧墙相接部位，应尽量使用内摩擦角大的填料进行填筑，而且施工时应注意填料土压的平衡，

也可使用改善土、加固土、碎石土和轻质填料等。
　　在高填方的拱涵及涵洞与侧墙相接部位，应尽量使用内摩擦角大的填料进行填筑，而且施工时应注意填料土压的平衡，尽量减少回填土的单向推力，不得发生偏压，以免造成工程事故。这对于管涵、轻型桥台 

台等尤为重要。
　　总之，不同的填筑材料各自特性是不同的，填筑时要正确选择、因地制宜、就地取材，保证填筑质量
4.3 “三背”填筑范围的控制
　　“三背”填筑的范围直接影响“三背”填料刚度和变形的平稳过渡，范围太长，成本增加；范围太短，达不到过渡要求。因此如何在满足过渡区技术要求下为缩短“三背”回填范围、节约成本，笔者认为应从三方面进行控制；第一要有足够的长度实现过渡段的技术要求；第二要从施工作业的方便、压路机的压实宽度进行控制；第三要控制好“三背”填土与已填路堤的良好结合所需长度。笔者根据多年实践摸索，提出可以参考的经济尺寸如下：填料要求级配得当，沿纵向的填筑长度在基底处不少于2米（便于压路机碾压），以2米为基准，对于“三背”填土与路基原状土相接处采用1：1的坡度相接，对于路基土为回填土部分采用1：1.5坡相接。为确保良好结合，宜采用挖台阶形式与路堤相接，每级台阶高度宜不大于60 cm为宜。
　　4.4 “三背”填筑厚度的控制
　　填筑厚度与压实机具有关，一般采用不同的压实厚度，用12~15t三轮压路机碾压时，每层压实厚度不宜超过15cm；用18~20t三轮压路机碾压时，每层压实厚度不宜超过20cm。当“三背”路基压实作业面狭小，作业空间受到限制时，为了保证不损坏构筑物，大型机械不能使用，必须选择小型振动压路机和振动夯实机相结合进行压实，压实厚不宜超过15cm，层层压实。
　　4.5 “三背”填筑压实的控制
　　“三背”填料的压实质量是影响“三背”沉陷的一个重要因素。由于受排洪或通车净高的影响，“三背”路基填方比较高，工程量相当大，但是施工工作面狭窄，大型填筑和压路机械难以展开，因而能否控制好三背填料的压实是道路施工中的难点。
　　施工过程中尽可能扩大施工场地，以便发挥大型填方压实机械的使用，认真施工，给予充分压实。受场地限制时，大型压实机械的使用，可采用横向碾压法，以能使压路机尽量靠近台背进行碾压。对于大型压路机不能靠近台背时，可采用以小型压路机为主，蛙式打夯机、手扶振动压路机、冲击夯为辅进行碾压，确保不留死角区。
　　4.6 “三背”路基排水的控制
　　排水措施对填方的稳定极为重要，特别是靠近构筑物背后的填料，在施工中及施工后易积水下陷，因此，三背填筑路基应比区间路基更加注重排水设计，施工时应保证施工中的排水坡度，设置必要的地下排水设施。
　　一种较成功的做法是对基底做必要的处理后，填筑横坡为3%~4%的压实粘土土拱，在土拱上挖一条成双向坡的地沟，地沟尺寸一般可采用(40~60)cm×(30~50)cm，然后在台背后全范围内满铺一层隔水材料，例如油毡或尼龙薄膜材料，再在地沟四周铺设有小孔的硬塑料管，管径一般不小于10cm，小孔孔径为5mm，布成梅花形，间距10cm，然后在塑料四周填筑透水性材料，直到路基顶面。若采用盲沟时，则取消其中的塑料管，而用大粒径的碎石填筑地沟，并用土工布包裹盲沟的出口。
　　4.7 强化施工质量管理，提高“三背”填筑路堤施工质量
　　“三背”回填施工管理是确保“三背”填筑施工质量的关键，“三背”填筑施工在管理上必须做到“四专”，即成立专业施工队伍，采用专业机械设备，使用经监理批准的专门材料，安排专门的质量责任人与试验检测人员进行施工和质量控制。
　　“三背”回填施工管理还要制订详细的操作性强的施工组织计划、施工工艺技术指导书、施工技术规范、施工质量控制标准和程序，建立施工质量档案卡，签订施工质量责任状等。施工单位技术负责人要亲自抓。
　　在大规模回填施工前，施工单位应选择在后期施工中要使用的机具，在台背进行回填土压实试验。通过试验，确定回填施工的填料类型、压实厚度、压实遍数等施工参数，根据试验结果，编写总结报告报监理单位审批和存查。施工单位在回填土施工中欲改变施工机具和施工方法时，应重新进行碾压试验。
　　回填过程中施工单位要严格坚持自检制度，坚持行之有效的分工序检查验收，对“三背”回填进行分层验收，每道工序、每个环节必须经监理工程师严格检查验收后，才能进行下道工序施工，并随时接受上级各部门的不定期检查，时时把质量放在首位，把质量隐患消灭于萌芽状态。 
　　4.8 加大监管力度，驻地监理严把施工质量关
　　作为监理单位，“三背”回填施工前应制订施工监理实施细则，明确技术规范和监理程序，做到“三背”填筑施工处于全过程、全方位的受控状态。
　　要不断强化参加工程建设各单位的质量意识，从施工和监理的角度出发，包括在填料选择、材料检测、填筑、碾压及层厚控制、压实机具选择、碾压程序、最佳密实和最佳含水量控制等方面，建立一整套行之有效的质量控制程序和管理办法，并在填筑碾压时要注意桥、涵结构物的安全。监理要有强有力的管理手段，决不能心慈手软，应宁左勿右，不合格的填筑坚决返工，并不予计量支付，对违反操作规程不按要求施工的，发现一次严惩一次。
5. 结束语
　　提出三背回填施工的技术要求并不困难，绝大多数施工单位也明白“三背”回填施工的难点以及解决质量问题的方法。“三背”回填施工场地小，施工难度相应增大，其中，解决这一问题的最关键的因素是施工单位加强质量意识，强化施工质量管理，在施工中严格按规范、设计和有关文件施工。监理单位加大监管力度，对于不合格的回填工程及时发现和下令整改。
　　只要各方共同努力，分头把关，按照行业规范标准，结合工程实际，严格履行各自职责，相信这一顽疾一定会得到很好的根治。