布包砂台背回填工艺的应用工学论文
关键词:“布包砂”;台背回填;质量控制
Abstract:From the project example, right “the cloth wrapper granulated sand” the backfill’s construction craft, the quality control main point carries on the summary.
Key words:“the cloth wrapper granulated sand”; backfill; quality control
桥涵台背填土的质量直接关系到竣工后行车的舒适与安全,也是容易出现质量缺陷的部位。在桥涵台背回填工艺中,目前常见的有回填土(夯实或碾压法)、回填砂石等透水性材料(水沉法)、回填水泥、石灰或粉煤灰稳定粒料(碾压法),近几年还出现了浇注流态粉煤灰(模筑法)、浇注无砂混凝土(模筑法)等新工艺。本文结合工程实例,总结、介绍一种比较新颖的台背回填施工工艺,即“布包砂”台背回填工艺。
1工程实例简介
友谊大街下穿石太高速箱涵位于友谊大街与石太高速交叉口,为单箱四孔箱涵,净宽9 m+13 m+13 m+9 m。箱涵长28 m,结构净高6.3 m。与石太高速正交。箱涵整体预制,顶进施工,最终移动到设计位置。台背回填高度为8.3 m,顶宽28 m,长分别为4.2 m、8.2 m。
为确保箱涵就位后在最短时间内能够摊铺桥面沥青混凝土,使石太高速恢复原线通车,在保证工程质量的'前提下,采用了“布包砂”台背回填工艺。
2施工方案
箱涵顶进就位前,完成箱涵顶面、两侧面防水施工,同时做好箱涵与高速公路路基之间的回填备料工作:无纺土工布、5 cm厚20 cm宽原木板、热轧槽钢(25 a)、20钢筋、钢筋网片(8钢筋、孔尺寸20 cm×20 cm)、32.5R水泥、中砂等,准备充足小型机具:8台平板振动夯、电焊机。
箱涵顶进就位后,两侧台背缺口处,平行高速公路线路方向、沿箱涵两侧边墙墙端,树立热轧槽钢(25 a)竖向骨架。竖向槽钢间距1.0 m,植入路基表面下0.5 m,顶与搭板顶面同高(将来同搭板钢筋焊接在一起,浇注为整体)。上下间距1.0 m安放横向热轧槽钢(25 a)骨架,深入高速路基0.5 m,与竖向槽钢点焊连接。两侧同一高度的横向、竖向槽钢,用20拉接筋固定、联系在一起,以加强竖向槽钢的抗弯强度,增强骨架的整体刚度。20钢筋两端焊接20套丝圆钢(双面焊,搭接长度20 cm,套丝圆钢长L=60 cm,丝长30 cm、戴两个螺母),施工时,应首先连接两侧底层、最上层的槽钢骨架,其余的随回填进度进行。在土工布与竖向槽钢之间水平码放5 cm×20 cm木板,封堵横向槽钢之间的缝隙,加强对土工布内水泥稳定砂的约束,提高水泥砂的密实度。
回填采用土工布(允许拉应力1.1 MPa)包裹水泥稳定砂的方式加强路堤刚度。回填7 %～9 %半干性水泥稳定砂(7 %～9 %为水泥∶砂质量比,加适量水拌和,含水量可比最佳含水量高1 %～2 %,下部2 m含灰量7 %,中间2 m～5 m含灰量8 %,上部5 m～8.3 m含灰量9 %)。底部4 m范围内每回填50 cm,分3层用平板振动器夯实,然后把土工布从高速公路两侧向中间各折叠箱涵长的1/3长度,再回填上一层,每回填1.0 m高加钢筋网片(8钢筋、孔尺寸20 cm×20 cm)浇注10 cm早强砂浆;4 m高至搭板底范围每回填50 cm,分3层用平板振动器夯实,再把土工布从高速公路两侧向中间各折叠箱涵长的1/2长度,每50 cm加一层钢筋网片(8钢筋、孔尺寸20 cm×20 cm),直至搭板下,每回填1.0 m高浇注10 cm早强砂浆。两层土工布之间也可直接铺10 cm～20 cm中粗砂等渗水料,以加强两层土工布之间摩擦力。
高速公路两侧锥坡的回填:锥坡可根据工期要求在上部路面结构施工完毕、道路通车后,也可随台背回填进度跟进施工。在“布包砂”台背回填外侧,采用黏土夯填(上口1.5 m,按1∶1.5放坡),小型机具分层回填,并严格控制压实度。
3质量控制
(1)水泥稳定砂拌和质量:在正式回填前,必须现场见证取样,砂、水泥、无纺土工布等原材检验合格方可使用。由实验室用经检验合格的砂、水泥,按规定的配比进行试配,做最大干密度、最佳含水量试验。现场拌和时,应严格按配比计量,并搅拌均匀,拌和料出仓时的含水量可比最佳含水量高1 %～2 %。混合料的拌和质量为该工艺质量控制的核心之一。
(2)槽钢骨架埋设、焊接要牢靠,两侧槽钢用钢筋对拉紧固,紧固螺丝应戴双母,保证骨架的整体刚度、稳定性。
(3)水泥稳定砂回填压实度控制,也是质量控制的核心之一,可采用两种方法进行压实度的测定:①采用环刀法,现场取样测定含水量,计算压实度;②采用钢筋贯入值法:钢筋为Ф16的1级圆钢,长195 cm,重3 025 g,钢筋底部距回填砂表面距离为0.5 m,自由落体垂直贯入砂层内,测定试样的相对密度。
(4)回填后应加强养护,防止水泥稳定砂过早失水不能板结形成整体。
4工艺特点
传统的回填土施工工艺,因受台背两侧地形、空间制约,往往只能用小型机具进行夯实,而不能采用大型机械碾压,因此施工速度较慢,压实度不易达标。回填砂石,若采用水沉施工,受地形影响大,对后侧填土稳定性影响也较大,若采用分层夯实,也不能保证压实度。相比较而言,“布包砂”台背回填工艺具有以下特点:
(1)水泥稳定砂板结后强度高,弹性模量大。根据实验室出具的8 %水泥稳定砂3 d回弹模量可达632.7 MPa,完全满足高速公路路基回弹模量要求。
(2)加筋支撑(两侧树立槽钢由Ф20钢筋对拉)、槽钢骨架、包砂土工布能有效保证边坡的稳定性。根据结构的力学演算结果,仅考虑包裹式土工布的作用,就已满足结构稳定要求,其余措施更增强了挡土墙的整体稳定性。
(3)除占用拌和场地,施工操作受空间影响小。
(4)工艺简单,施工快捷,特别适用于赶工期。
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