浅谈加强路基”三背“回填施工质量控制

胡江

云南第一公路桥梁工程有限公司，云南 大理 671000

摘要：在桥台背、涵台背以及挡墙背等区域回填土施工过程中，由于受施工场地条件的限制，回填位置回填面积狭小、填筑材料质量不符合规范及设计要求、填筑层厚超厚压实不到位及大吨位的振动压路机和冲击夯等无法进入填筑区域。因而在路基“三背”回填作业受限区的压实施工中，往往使用小型压路机或蛙夯来分层夯实施工，然而小型夯实机械具有的夯击能量不足及施工现场作业人员滞留意识不强等缺陷，施工效率低， 导致路基“三背”回填施工质量难以控制，压实度难以得到保证。因此上述路基填方作业受限区在没有经过至少一个雨季的工后沉降的情况下，“三背”回填区域路基工后沉降风险较大，可能导致桥头跳车现象。

关键词：三背回填 施工 质量控制

一、施工设备的选用

在以往的施工中，由于施工设备功能的不足及使用条件的限制，很多高速公路在通车一年后在桥台背、涵台背及挡墙背回填部位出现一些常见的病害，为了提高“三背”回填的施工质量，我们应加强在填筑作业受限的“三背”回填的施工质量，从填筑材料的选择，压实机械的选择，施工时填筑的层厚及压实质量上下功夫，在“三背”回填时应选用能够满足压实质量的机械配合施工。在通过云南多条高速公路项目采用轻型液压强夯机对路基填方受限区域作业进行夯实施工实践，不断总结成功经验、优化施工工艺，使“三背”回填的施工质量得以提高。轻型液压强夯机能够在装载机或挖机工作装置的牵引下工作，能机动灵活地对路基填方作业受限区不同位置进行准确、快速的夯实，不仅满足当前高速公路基础设施的高标准和高要求，而且还可以消除或减弱层状和碾压路基的固有缺陷和人为缺陷，并减少在工程投入运行期间可能发生的施工后沉降问题。。

该设备主要原理是用液压缸将夯锤提升一定高度后释放能量，液压缸将上锤头提升到设定的高度，然后迅速将力反推，上锤头在重力和动力的共同作用下加速液压缸的助推力下降，通过传导垫板击打下锤头压实基础或填充土石。压实方法可以被称为“动态加强法”或“动态压实方法”。动态压实的实质是基于静态（重力）压实，通过施加外力获得更大的动态合力，从而达到获得更好压实效果的目的。由于夯锤面积较小，因而具有竖向冲击力大，侧向水平推力小，对周边的结构物影响小，能连续施工等优点。可以有效提高路基整体强度，减少工后沉降，消除桥头跳车等病害。

二、轻型强夯施工特点

在大型压实机械设备作业受限无法压实的狭窄填方区域（桥台、涵台以及挡墙背等区域），利用轻型液压强夯机机动灵活地对“三背”回填狭窄区域或其他路基填方路段进行补强夯实，能提高“三背”回填受限填筑作业区域的填筑施工质量，有效的控制了“三背”回填的压实质量及工后沉降过大的现象；轻型液压强夯机竖向冲击力大、侧向水平推力小，对回填区域周边的结构物影响小，有效夯实能够厚度达到3m，影响深度8m左右，施工效率较高，对夯实面可以达到900次/h；轻型液压强夯机可以利用挖掘机或者装载机上安装使用，利用机械的液压系统将动能转化为冲击能，从而进行夯击操作，通过产生瞬时的强大冲击力，使土壤颗粒被外部负载的剧烈冲击所克服。摩擦阻力产生滑动和滚动位移，并移动到更精细和稳定的位置，从而导致空隙体积的压缩，而土壤空隙的减少意味着路基表面更加致密和坚固，即重锤不断地反复升起和落下。通过高速夯击地基填土和石材来达到提高密实度的目的，现场施工简单快捷、灵活、高效。

三、施工工艺原理

液压夯实机用于夯实处理桥台背、涵侧、桥墩周边、压实机械折转区、无路区域以及现有大型压实机械或夯实机械无法接近或施工区域的基础，解决高速公路等重要设施局部常见的下沉后路面早期损坏、桥台跳车、桥墩歪斜及边坡滑落等问题，效果明显。轻型液压强夯机能够在装载机或挖机工作装置的牵引下，能机动灵活地对路基“三背”回填作业受限区不同的位置进行准确、快速的夯实，是一种轻型强夯设备，设备参数见下表：

参数	最大能量(kJ)	有效压深度 (m)	压实度提高(%)	工作效率 (次/min)	夯锤面积(m2)
指标	66～110	2～3	3～8	15～40	0.7

该设备工作时利用机械液压缸将夯锤提升一定高度后释放，在重力作用下击打填筑层顶面，每小时可以击实900次以上，根据夯锤的质量不同，每次对填筑层顶面的夯击能量可达66~110kJ，对路基填方作业受限区构造物影响较小。在夯实冲击的过程中通过在路基中形成冲击波和动应力，将填筑材料压密、振实，以达到提高地基强度、降低压缩性的目的。对路基的冲击夯实过程中，一方面可以对地基产生压实和挤密的作用；另一方面是通过强夯对地表下一定深度土层施加动力荷载，达到破坏土体结构强度、减少孔隙的作用，振动频率越接近被夯实材料的固有频率，也就是说，当振动波与土壤共振时，压实效果越好，可以满足更多类型的填土材料的夯实需求。轻型液压强夯机有效压实厚度3m，压实影响深度8m左右。

四、 施工工艺流程和施工操作要点

1、施工工艺流程：

2、三背回填施质量控制

（1）“三背”回填施工前，应先调查桥台、涵台以及挡墙背等路基填方作业受限区域附近构筑物及地下管线情况，保证夯实施工的安全。对施工填筑范围内的树根、杂草、淤泥和腐殖土进行清楚，完善原地面临时或永久性排水设施。“三背”回填前对填筑材料进行调查选取，对选择的“三背”回填填料进行土工试验，确定填料的最大干密度、最佳含水率、CBR值等参数，填筑层厚严格按照规范及设计要求进行。对施工人员进行技术交底和培训，使每一个人都明确自己的岗位职责、施工标准要求、实际施工的操作和检查方法。

（2）在进行“三背”回填施工时，应先铺筑试验段，确定松铺系数、碾压遍数、机械组合、压实度（或沉降差）标准以及最佳施工组织方案。确定松铺系数：先确定受限区域回填范围，并用石灰划出回填范围。并在受限区域构造物上划出每一层的回填线。在回填段建立观测点，松铺厚度按照规范要求或设计要求进行填筑，机械整平后测量观测点的高程，之后开始碾压。经检测压实度或沉降差符合要求后，计算并确定松铺系数；确定碾压遍数：在振动碾压第二遍过后，每碾压一遍，现场检测一次压实度或沉降差，并将检测结果及时告知施工现场技术负责人并做好记录，最终确定碾压遍数、压实度或沉降差的标准。“三背”回填作业受限区回填部分路床宜与路堤路床同步进行填筑施工。

（3）对存在软弱地基的“三背”填筑区域应先采取软基处治措施或利用轻型液压强夯机对原基地进行补强夯实处理等加固措施，以满足承载力相关技术要求，确保“三背”回填的施工质量。

3、补强夯实施工质量控制

对于路基“三背”回填作业受限区域进行回填施工时每填筑2～3m高度时应采用轻型液压强夯机对区域回填材料进行补强夯实处理，以加快回填材料的固结沉降，提高路基整体施工质量。

（1）为保证补强夯实的效果，需要通过试夯来确定最佳夯实遍数。对于每点，每夯实锤击一次，测量一次沉降差。通过绘制沉降量与夯实次数的关系确定最佳夯实次数。试夯时应先划出“三背”回填作业受限区夯实边线及夯实范围。每夯实一次并记录沉降量，并做好相应的记录。试夯点相邻遍数之间相对下沉量不超过2mm时，可判为密实状态，以上一次记录次数最为最佳夯实次数。

（2）为防止强夯时对路基填方作业受限区构造物的冲击破坏，靠近构造物的第一排及第二排位置夯实次数应在最佳夯实次数基础上适当减小3～4遍，其他位置采用试验路段确定的最佳夯实次数进行补强夯实。

（3）夯实施工时根据施工现场“三背”回填作业受限区回填长度，合理编制夯实施工组织计划。在补强施工作业前应先根据夯实长度测定“三背”回填作业受限区夯实边线，并用石灰标出夯实边界，夯点位置布置如下图所示。补强夯实施工应遵循先垂直构造物中线向两边夯实，从远离构造物到靠近构造物的顺序进行夯实，应达到无漏夯、无死角，确保夯实质量。每个路基填方作业受限区回填土夯实完成后均应检测夯实前后的压实度或沉降差，经检验合格后，方可进行下一次的路基填方作业受限区回填土碾压与补强夯实施工。补强夯实布如下图所示：

（4）质量检测指标

根据“三背”施工质量要求，对施工完成后“三背”回填作业受限区回填材料应检测相应的指标检测，检测指标参照《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2017)的有关规定执行。

五、影响路基“三背”回填施工质量因素

在日常的路基“三背”回填施工中，影响施工质量的因素很多，填料的质量、填筑层厚的控制、压实质量以及人为的因素等，所以，在“三背”回填前需对填料的调查、击实试验，根据填筑工艺配置合理的施工机械，对施工作业人员做好技术交底，交底内容需根据工程内容针对性的进行。在回填前做好地下水的排除工作，清除建筑垃圾，树根、草皮等杂物，针对软弱的特殊路基在回填前必须进行软基处治施工，参与回填施工的所有人员必须加强质量意识，严格按照要求进行施工才能确保“三背”回填的施工质量，避免工后沉降过大，营运期间产生“跳车”的现象。

结束语：

随着我国公路建设的发展，新工艺、新技术的不断引入，公路桥涵比例越来越大，特别是山区公路，平均每隔200多米有一道构造物，导致在桥台、涵台以及挡墙背等路基填方作业受限区域回填工程量较大，而施工过程中，由于受施工场地条件的限制，回填位置回填面积往往狭小、填土形状不规则，不适合大型机械施工，导致回填施工任务重，压实难度大，因此路基填方作业受限区域回填材料在没有经过一个雨季的自然沉降，存在工后沉降的风险。通过采用路基填方作业受限区夯实施工工法后，能够提高路基填方作业受限区域回填施工效率，加快施工进度，为企业创造巨大的经济效益，也为后期建成通车后创造了良好的行车舒适度。且经过后期观测发现，采用补强夯实施工的方法对路基填方作业受限区回填材料进行夯实，不仅可以减少该区域回填材料的工后沉降，从而减少桥头跳车的现象，同时也能加快路基填方作业受限区回填施工进度，按照业主及上级部门的要求时限达到通车目标，施工质量得到认可，具有良好的社会效益。

本文参考文献资料：

1、《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610-2019）；

2、《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450-2019）；

3、《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）；

4、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）。

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