吳 翔 王俊程 黃鵬睿

(核工業(yè)井巷建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江湖州 313000)

0 引言

公路橋涵臺(tái)背質(zhì)量通病，往往被認(rèn)為是施工過(guò)程造成，因而忽視了其他環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，從而造成公路橋涵臺(tái)背回填質(zhì)量一直是業(yè)內(nèi)的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。本文以福建省某核電進(jìn)廠道路施工過(guò)程為例，結(jié)合公路施工經(jīng)驗(yàn)，從勘察、設(shè)計(jì)、施工、維保等環(huán)節(jié)，對(duì)公路橋涵臺(tái)背處出現(xiàn)跳車(chē)等質(zhì)量通病的原因，進(jìn)行分析和闡述，并通過(guò)人員、材料、機(jī)械、方法、環(huán)境等方面提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，確保公路橋涵臺(tái)背回質(zhì)量通病得到有效控制。

1 工程概況

福建省某道路工程是國(guó)家批準(zhǔn)的重大專(zhuān)項(xiàng)配套工程，是國(guó)家核安全局針對(duì)核電廠應(yīng)急的重要措施。項(xiàng)目位于福建省寧德市，東沖半島的東北部、福寧灣的西南岸，道路等級(jí)III級(jí)。采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，起于長(zhǎng)春鎮(zhèn)武曲村北側(cè)，路線總體走向由西往東，經(jīng)設(shè)武曲隧道穿過(guò)桔坑崗至牛頭澳，而后路線折向東北沿海邊布線，跨過(guò)七尺門(mén)水道，接至長(zhǎng)表島。全長(zhǎng)7.4 km，包含隧洞2條、橋梁9座、涵洞11道。

2 橋涵臺(tái)背沉降原因分析

2.1 勘察階段數(shù)據(jù)不詳實(shí)

本工程道路沿海布設(shè)，多為海蝕地貌，沿海側(cè)海蝕溝、海蝕崖發(fā)育，大小不一，形成沖溝、斷崖地形。道路左側(cè)靠山，山勢(shì)陡峭復(fù)雜，山表植被茂盛且多為基干林(生態(tài)紅線)，勘察設(shè)備無(wú)法全數(shù)布孔。道路右側(cè)臨海，為灘涂養(yǎng)殖地且岸邊多礁石，勘察設(shè)備也無(wú)法通過(guò)海上運(yùn)輸至道路沿線，只能通過(guò)人工踏勘、無(wú)人機(jī)航拍等方式對(duì)道路沿線進(jìn)行勘察，導(dǎo)致橋涵附近地勘報(bào)告與實(shí)際地質(zhì)情況存在偏差。此種勘查方式識(shí)別偏差的精度有限，僅能發(fā)現(xiàn)大偏差，若偏差較小，施工單位無(wú)法識(shí)別，使該處存在質(zhì)量隱患。

2.2 設(shè)計(jì)階段考慮不太周全

(1)土方路基處鋼筋混凝土蓋板涵，兩側(cè)為種植地，設(shè)計(jì)圖紙僅對(duì)涵洞地基承載力要求不低于250 kPa，忽略了洞身兩側(cè)回填范圍內(nèi)的地基承載力要求。

(2)位于挖石方路基段鋼筋混凝土蓋板涵，設(shè)計(jì)文件同樣要求兩側(cè)回填范圍為h2+3000 mm(h2為涵洞臺(tái)背回填高度)。一方面，增加了施工中石方爆破方量、工程成本和工期；另一方面，石方爆破后再回填，存在沉降差。

(3)高大涵洞處鋼筋混凝土蓋板涵，兩側(cè)回填高度達(dá)到8.2 m～8.8 m，采用了統(tǒng)一的涵洞設(shè)計(jì)圖，未對(duì)回填壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)、回填材料做出進(jìn)一步要求，易導(dǎo)致涵洞在雨水的沖刷、底下水浸泡的和豎向荷載共同作用下產(chǎn)生豎向變形。

(4)橋臺(tái)搭板設(shè)計(jì)一端為剛性橋臺(tái)，另一端為柔性填土，搭板未能有效整體簡(jiǎn)支，易造成路面錯(cuò)臺(tái)和斷板現(xiàn)象。

2.3 施工技術(shù)管理欠缺

(1)回填材料不符合要求。設(shè)計(jì)文件中規(guī)定臺(tái)背回填材料為碎石土，在《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2018)“粒徑大于2 mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%的土定為碎石土”[1]，施工過(guò)程中通常無(wú)法準(zhǔn)確控制配比，一般就地取用挖方土石。

(2)橋涵與填土接觸部分防水措施不足。這是施工中易被忽略的因素。在橋涵長(zhǎng)期滲水影響下，造成路基含水率增高，路基軟化，在荷載和地面震動(dòng)作用下，產(chǎn)生不均勻沉降。

(3)回填達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。本工程設(shè)計(jì)為回填范圍為h+3000 mm(h為橋臺(tái)承臺(tái)底面以上填土高度、涵洞臺(tái)背回填高度)臺(tái)階式回填。實(shí)際施工中，為了施工、運(yùn)輸便利，只在兩側(cè)留斜坡或留一個(gè)缺口，導(dǎo)致回填時(shí)工作面較小，壓實(shí)施工效果不佳。

(4)未進(jìn)行對(duì)稱(chēng)、均衡的分層回填并壓實(shí)。由于監(jiān)管疏忽，存在回填材料整車(chē)傾倒，下部未壓實(shí)，只對(duì)回填區(qū)頂部進(jìn)行碾壓的現(xiàn)象，極易造成沉降。

2.4 后期維護(hù)不足

(1)道路維護(hù)過(guò)程中，對(duì)涵洞的維護(hù)不足。涵洞的堵塞導(dǎo)致雨水、洪水無(wú)法及時(shí)排出，積水浸泡路基，使路基松軟，造成不均勻沉降。

(2)路基積水、排水不暢、接縫處滲水，造成路面板底脫空。

(3)車(chē)輛超載。車(chē)輛超限重量的增加和其對(duì)路面的損害是呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)的，超限10%的貨車(chē)對(duì)道路的損壞會(huì)增加40%。而路基為柔性、橋涵為剛性構(gòu)筑物，長(zhǎng)期超荷載作用下出現(xiàn)彈性變形，造成沉降。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 將地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)貫穿建設(shè)全過(guò)程

由于地形地貌的復(fù)雜性以及工期、資金等條件的制約，在勘察階段難以面面具備，勘察單位需要合理利用施工單位資源進(jìn)行補(bǔ)充勘察。一是復(fù)核重點(diǎn)部位的地質(zhì)情況；二是將前期未能勘察到的位置進(jìn)行勘察。施工中地質(zhì)情況不符時(shí)，設(shè)計(jì)變更流程、周期長(zhǎng)，影響了施工進(jìn)度；施工單位專(zhuān)業(yè)工程巖土人員缺乏，無(wú)法有效判定地質(zhì)條件與勘查不符，成為工程施工中的隱患。應(yīng)派駐勘察、設(shè)計(jì)代表駐場(chǎng)，使得勘察、設(shè)計(jì)工作更為主動(dòng)的貫穿整個(gè)工程建設(shè)全過(guò)程，避免源頭造成的質(zhì)量缺陷。

3.2 設(shè)計(jì)需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)與地質(zhì)情況充分考慮

(1)施工過(guò)程中，在檢測(cè)K0+586鋼筋混凝土蓋板涵基承載力時(shí)，同時(shí)檢測(cè)洞身兩側(cè)回填范圍內(nèi)的地基承載力，發(fā)現(xiàn)不足250 kPa。對(duì)此設(shè)計(jì)單位予以澄清，補(bǔ)充了橋涵兩側(cè)回填范圍內(nèi)地基承載力要求。

(2)設(shè)計(jì)單位對(duì)K3+240鋼筋混凝土蓋板涵回填范圍、回填方式作出設(shè)計(jì)變更，采用預(yù)裂爆破減少石方開(kāi)挖范圍和混凝土回填的方式，如圖1所示，原設(shè)計(jì)方案如圖2所示。設(shè)計(jì)變更后方案。該方案減少了石方開(kāi)挖、碎石回填方量，減少成本、縮減工期，經(jīng)沉降觀測(cè)無(wú)明顯沉降，效果良好。

圖1 原設(shè)計(jì)方案

圖2 設(shè)計(jì)變更后方案

3.3 加強(qiáng)施工全過(guò)程、全方面質(zhì)量控制

3.3.1 提高人員質(zhì)量意識(shí)

(1)針對(duì)橋涵臺(tái)背回填成立專(zhuān)項(xiàng)隊(duì)伍，配置技術(shù)員、施工員；

(2)提高管理人員、施工人員對(duì)橋涵臺(tái)背回填的重要性認(rèn)知；

(3)組織對(duì)施工方案的深入解讀和質(zhì)量缺陷的經(jīng)驗(yàn)反饋，進(jìn)行學(xué)習(xí)；

(4)強(qiáng)化質(zhì)量教育，施工前進(jìn)行詳實(shí)有效技術(shù)交底，在班前會(huì)上強(qiáng)調(diào)施工關(guān)鍵控制點(diǎn)。

3.3.2 嚴(yán)把材料關(guān)

(1)選擇級(jí)配良好的天然砂礫、碎石、透水性砂土為較好的回填材料，最大粒徑不能超過(guò)5 cm，塑性指數(shù)小于12，CBR值大于8[2]，按設(shè)計(jì)要求備足回填材料，回填料經(jīng)過(guò)驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行回填。

(2)嚴(yán)禁使用不同材料進(jìn)行回填同一橋涵。不得使用濕陷性黃土、粉質(zhì)土、雜填土、泥質(zhì)頁(yè)巖、腐殖土等強(qiáng)度低、水穩(wěn)性差的不符合要求的填料。

(3)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際與設(shè)計(jì)選定適宜回填材料。例如石灰和粉煤灰具有振動(dòng)易密實(shí)、剛度大、強(qiáng)度高、板體性好、荷載擴(kuò)散能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，氣泡混合輕質(zhì)土適用雨水充沛地區(qū)和軟土路段[3]。

3.3.3 合理選用機(jī)械

涵洞兩側(cè)緊靠涵臺(tái)部分的回填，大型機(jī)械施工效果不佳，宜采用人工配合小型機(jī)械的方法夯填密實(shí)。依照現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合施工參數(shù)，選定平板夯或蛙式打夯機(jī)型號(hào)。采用高速液壓夯實(shí)機(jī)補(bǔ)強(qiáng)臺(tái)背路基填筑工藝時(shí)，則根據(jù)影響半徑、有效壓縮深度，合理選用夯錘重量。

3.3.4 控制關(guān)鍵工序

(1)防水措施到位。在混凝土圓管涵施工中，特別要注意接縫、沉降縫的施工。各管節(jié)順流水坡度安裝，當(dāng)管壁厚度不一致時(shí)，應(yīng)調(diào)整高度，使內(nèi)壁平順齊平。管節(jié)接縫處用1∶3水泥砂漿填充，管內(nèi)用砂漿抹平。管節(jié)必須墊穩(wěn)坐實(shí)，對(duì)插口管、接口應(yīng)平整，環(huán)形間隙均勻，對(duì)平接管，接縫寬度10 mm～20 mm，禁止用加大接縫寬度來(lái)滿足涵洞長(zhǎng)度要求。沉降縫施工時(shí)，必須將沉降縫內(nèi)的雜物清理干凈，沉降縫處兩端應(yīng)對(duì)齊、平整，上下不得交錯(cuò)。沉降縫施工完后，開(kāi)始施工防水層，施工防水層前必須保證接口表面平整、嵌塞密實(shí)，不得有間斷裂縫、空鼓和漏水等現(xiàn)象。在涵洞與填土接觸面均涂熱瀝青兩道，每道厚約1.5 mm，涂刷防水材料的部位應(yīng)清潔、無(wú)蜂窩、麻面、浮渣、浮灰、油污等。

(2)回填壓實(shí)要嚴(yán)格。不得因?yàn)橼s進(jìn)度提前回填，臺(tái)背回填需在管節(jié)安裝完成、沉降縫、防水層處理完時(shí)方可進(jìn)行施工；砌體涵洞應(yīng)在砌體砂漿強(qiáng)度達(dá)到 5 MPa，且預(yù)制蓋板安裝后進(jìn)行回填；現(xiàn)澆鋼筋混凝土涵洞，其胸腔回填土宜在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 70%后進(jìn)行，頂板以上填土應(yīng)在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行[4]。不得私自縮減回填范圍，需按設(shè)計(jì)要求設(shè)置回填區(qū)，回填范圍、臺(tái)階高度和寬度應(yīng)經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收確認(rèn)。應(yīng)做回填壓實(shí)試驗(yàn)，確認(rèn)分層厚度、虛鋪厚度、壓實(shí)機(jī)具、壓實(shí)方法、壓實(shí)遍數(shù)，回填前在臺(tái)背墻身上用紅油漆畫(huà)出分層厚度控制線，施工員和監(jiān)理應(yīng)全程旁站監(jiān)督，每層需檢測(cè)壓實(shí)度，并做好記錄。施工中，當(dāng)涵洞上填土高度不足0.5 m時(shí)，嚴(yán)禁采用振動(dòng)或碾壓設(shè)備對(duì)涵頂和涵洞范圍內(nèi)的填土進(jìn)行碾壓；填土高度不足1.0 m時(shí)，采用人工或小型機(jī)具夯填；填土高度超過(guò)1.0 m時(shí)，方可采用機(jī)械填筑。

(3)合理選用施工方案。施工中，遇到特殊地質(zhì)地貌，應(yīng)合理選用施工方案。在該道路一處鋼筋混凝土圓管涵臺(tái)背回填深度11 m，右側(cè)為衡重式擋土墻，下墻背坡度為0.25，管涵立面圖如圖3所示。采用常規(guī)回填壓實(shí)工藝較難控制質(zhì)量，經(jīng)研究，采取了“回填壓實(shí)+注漿”方案，該方案設(shè)備簡(jiǎn)單、材料便宜，施工方便靈活。在橋臺(tái)搭板段同樣采取了該方案，將柔性填土轉(zhuǎn)換為“剛?cè)岵?jì)”，使得搭板起到有效整體簡(jiǎn)支。經(jīng)回填壓實(shí)后，用鉆機(jī)干法成孔，灌注1∶1水泥漿，可以起到滲透填充致密、化學(xué)板結(jié)周?chē)馏w、成樁傳遞荷載的作用，提高橋涵臺(tái)背路堤整體密實(shí)度、整體強(qiáng)度和承載力。經(jīng)沉降觀測(cè)，無(wú)明顯沉降變形，效果良好。

圖3 管涵立面圖

3.4 運(yùn)行維護(hù)需保障

道路維護(hù)時(shí)，不應(yīng)僅僅關(guān)注路面清潔，應(yīng)充分考慮到各部位，將道路邊溝、水溝、涵洞等納入服務(wù)范圍；在運(yùn)行維護(hù)階段，要加強(qiáng)對(duì)維護(hù)單位監(jiān)督、檢查和考核措施并控制好超限車(chē)輛上路。

4 結(jié)語(yǔ)

橋涵臺(tái)背回填施工的 “質(zhì)量通病”，往往都認(rèn)為是施工原因?qū)е?，忽略了勘察、設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)階段的質(zhì)量控制。經(jīng)過(guò)研究分析，勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)階段都存在影響橋涵臺(tái)背回填質(zhì)量因素，要全階段、全過(guò)程、全方位共同控制，才能有效保證橋涵臺(tái)背回填的質(zhì)量。