高活性粉煤灰在台背回填工程中的应用分析

高活性粉煤灰在台背回填工程中的应用分析摘要本文通过实例分析，指出了导致不均匀沉降的原因，阐述了高活性粉煤灰在台背回填材料中适用性，论证了石灰粉煤灰材料在台背回填应用中的可行性。

关键词高活性粉煤灰；台背回填；应用

中图分类号u416.1 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0120-02

0 引言

桥头跳车是目前公路建设中常见的通病之一，严重影响了行车舒适性，降低了车辆行驶速度和道路通行能力，是道路交通安全的重要隐患之一。利用石灰粉煤灰材料作为台背回填材料可以大大节约成本，有效减少跳车现象，满足公路对于行车速度、安全及舒适的要求。

1 不均匀沉降成因分析

1.1 构造方面引起的沉降

桥涵构造物一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇注而成，具有较大的刚性，而台后路基和路面组成的道路属于半刚性或柔性结构，道路与构造物桥台之间存在较大刚度突变，随着时间的推移，台后填土产生较大的固结变形，加之构造物本身远较台背填方路堤变形小，因而产生不均匀沉降。

1.2 地基的沉降以及台背填料沉降

地基在路堤荷载作用下必然会产生竖向变形，由于地基土的土质不同，即使在相同的荷载作用下，所产生的最大沉降量以及沉降达到稳定所需的时间也不同，这种沉降变形的大小受路堤填土的性质及其填土高度影响，相同填土高度时，填土的容重越大，地基沉降变形也越大；相同填土容重时，填土高度越大，地基沉降变形也越大。

台背回填材料一般为渗透性多孔隙材料，施工中不能将孔隙完全消除，加上桥头处一般为高填土路基，在车辆荷载和填料自重作用下，填料迅速压缩，孔隙率降低，短时间内产生压缩沉降，引起桥头“跳车”现象。

1.3 排水不畅及填土流失

在桥涵与路堤的连接部位，由于存在缝隙，雨水会沿缝隙渗透，对路面结构层和路堤产生冲刷和浸蚀，增加路面各结构层和路堤的含水量，甚至造成各种细粒土的流失，随着路堤和各结构层的破坏，在外部车辆荷载冲击作用下，必然造成桥头路堤沉陷，产生跳车现象。

1.4 其他因素

设计方案、施工工艺以及采取的处治措施等对桥头跳车都有较大的影响。例如台背回填一般都是在桥台完工后施工，施工作业面小，填筑和碾压受到限制，靠近台背一定范围内存在着碾压不到的死角，因而施工上给桥头跳车带来隐患。

2 高活性粉煤灰作为台背回填材料的适用性分析

粉煤灰作为轻质材料的一种，容重小，具有振动易密性，施工方便等特点。结合山西地区粉煤灰资源丰富的特点，可优先考虑粉煤灰作为台背回填材料。山西地区粉煤灰的主要有以下特性。

2.1 干密度低

粉煤灰颗粒相对比较均匀单一，均匀的颗粒级配决定其孔隙率较大、结构组织疏松，加之粉煤灰颗料本身是一些空心的微粒组成的混合体，因此，粉煤灰的干密度较小，介于0. 6g/cm3~1. 20g/cm3之间，比一般土低1/3左右。

2.2 透水性大

粉煤灰空隙率较大，导致其透水性也较大，且饱水后强度急剧降低，压缩性较大。

2.3 无粘结性或粘结性小

粉煤灰主要由粒径大小不同的粉质颗粒组成，小于0.002mm颗粒含量极少，一般不能搓成条或很难搓成条，几乎没有塑指。粉煤灰液限较大，据实测资料显示，粉煤灰颗粒愈粗，其液限值愈大，分析其原因与空心颗粒含量有关，一般颗粒愈粗，空心含量愈多，其液限值就愈大，粉煤灰的这种性质与土的规律性正好相反。

2.4 活性高

普通松散的粉煤灰无粘结力或粘结力很低，压实后强度虽有明显的增长，但仍为松散体材料，一般情况下其抗剪强度低，稳定性

差，甚至有振动液化的可能。但在碱性环境下，比如掺加一定量的石灰或水泥，粉煤灰将发生水化、硬化反应，随着龄期的增长，混合料的强度也随之增大，表现出具有强度高、板体性好、水稳定性和温度稳定性优良等特点。

由于粉煤灰干密度小，用粉煤灰回填台背可大大降低路堤下地基的附加荷载，有利于减少地基沉降及路堤对桥台的侧压力。但透水性大、稳定性差以及无粘结性等特点，粉煤灰不宜直接用于台背回填，石灰粉煤灰混合料适合作为台背路堤填料。

3 石灰粉煤灰材料在台背回填中的应用

3.1 试验方案设计

选用山西地区电厂粉煤灰与石灰作为试验用材料，在不同压实度标准下进行强度试验目的主要是了解石灰粉煤灰混合料在较低

压实度下的强度特点，以判定是否满足技术要求，进而提出合理的配合比。试验方案设计如图1所示。

3.2 试验结果及分析

3.2.1 重型击实试验

按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（jtj057-94）有关规定进行，确定混合料的最大干密度和最佳含水量试验结果。石灰粉煤灰混合料重型击实试验结果如下：配合比（石灰：粉煤灰）：4:96、6:94、8:92；最佳含水量（%）：37.2、36.0、34.8；最大干密度（g/cm3）：1.08、1.14、1.19。二灰混合料最大干密度为

1.19g/cm3，相比较而言，一般粘土、砂土的最大干密度则在1.6 g/cm3~1.8 g/cm3，砾石土为1.9 g/cm3左右，可见用石灰粉煤灰混合料作为填筑材料相比一般素土使地基产生的附加沉降小1/3左右，地基沉降相应减小。

3.2.2 无侧限抗压强度试验

按照规范要求，测试不同压实度下石灰粉煤灰混合材料不同龄期无侧限抗压强度。试验结果表明石灰粉煤灰混合料同一配合比随着压实度的不同，强度值显著不同，随着压实度的提高，强度显著提高；不同配比强度试验表明，石灰粉煤灰比例为6：94强度最高。台背回填由于受施工条件或工艺顺序的限制，桥头部位的压实度往往达不到要求，这就要求在石灰粉煤灰混合材料施工当中，应该严格按照施工工序，分层碾压，且施工完毕对于压实度进行检测合格后方可使用。

4 结论

由于二灰混合料的密度小，只有粘土或砂性土的70%左右和砾石土的 60%左右，用作台背回填材料可以大大减轻对地基的荷载作用，达到减小地基沉降的目的；并具有振动易密实性、施工方便，对于压路机难以正常碾压的台背特别有利，在靠近台背及耳墙处的死角，可采用小型平板振动器或蛙夯振压，即可达到足够的压实度。

参考文献

[1]刘玉卓.公路工程软基处理[m].北京：人民交通出版社，