摘要：针对宝钛收费站通道基坑施工空间狭小、工期紧、雨季施工等特点，对比分析了不同基坑回填方案的优缺点，给出了振动饱和水密法工作机理，制定振动饱和水密法施工方案，并进行通道基坑回填施工。有效地提高了基坑回填质量，保证了路床衔接处施工质量，降低了工后不均匀沉降和车辆跳车发生的可能性，为相似工程条件下减小路基不均匀沉降提供了参考依据。

关键词：高速公路 通道基坑回填 振动饱和水密法

引言：公路“三背”回填施工质量是公路路基施工的关键控制点，其回填质量的好坏，将直接影响公路路面结构稳定性和通车后的行车舒适度^[1-2]。高速公路通道基坑由于特殊的施工条件，其基坑回填质量也如“三背”一样面临着相同的问题，特别是随着高速公路路网建设的快速发展，施工环境和工程地质也日益复杂多变，如何减小基坑回填后的不均匀差异沉降，是不同施工环境下通道基坑回填施工中亟需解决的技术问题^[3-4]。经过多年的技术研究和工程实践，很多新技术、新材料在基坑回填中得到应用和发展，但渗水性回填材料及其如何回填密实一直得到广大工程技术人员的关注和工程应用^[5-6]。

一、 工程概况

连霍高速（G30）西宝高速公路扩建项目宝钛收费站位于宝鸡市高新区宝钛镇，由地勘钻孔揭露，收费广场范围内地层以粉质粘土为主，厚约3~5m，地下水埋深为3.2m。收费站广场为半填半挖路基，收费岛为“四进八出”布置，南北长72.0m，宽约8.3m，采用开挖基坑→施做通道主体→回填基坑的施工工序，基坑垂直开挖，基坑深2.7m，基坑边沿距通道主体结构约1.0m，基坑形状见图1（阴影部分为通道主体结构，空白部分为回填部位）。

二、 基坑回填方案设计

（一） 基坑回填方案选择。

采用灰土分层回填压实，施工空间狭小，只能采用小型手扶振动夯或者手扶振动压路机压实，一次回填厚度为30cm，材料回填和压实作业效率较低、工期较长；采用浆砌回填，施工空间狭小影响人工作业效率，且浆砌施工成本较高；排水固结法和注浆法密实回填材料不仅工序复杂，且工期长、成本高，与宝钛收费站紧张的施工工期相违背。采用透水性材料回填，利用振动饱和水密法进行压实作业，其施工成本较低，且基坑狭小的施工空间不影响施工效率和压实效果。又因宝鸡地区7-9月份为雨季，气象记录表明阴雨天数较多，连绵阴雨会导致正常施工停滞，而相对于灰土回填和浆砌回填，阴雨天气不影响振动饱和水密法基坑回填作业。综合考虑工程质量、进度和经济因素，宝钛收费站通道基坑采用透水性材料进行振动饱和水密法基坑回填。

   

（二）振动水密法工作原理

采用级配良好的透水性材料回填基坑，一般回填虚铺厚度40~50cm，加水饱和回填材料，用插入式振捣器振捣回填材料，通过振捣水分子形成下渗通道，带动小粒径回填材料下沉密实材料空隙，达到回填密实的目的。然后用平板振捣器拖振找平后，进行下一层回填。水体通过设在基底的排水盲沟排到基坑外的降水井里，从而完成回填密实的处理目的。

（三） 振动水密法施工方案设计

1.回填材料选择。选用级配良好的干净粗砂，材料中不应有粒径超过2mm的碎石等无杂物出现。回填粗砂应在距离基坑上沿5m以外的地方存放，以免砂堆形成侧向土压力作用在基坑壁上破坏基坑稳定性，且不能距离基坑太远，以保证回填施工时的作业效率。

2.基坑回填环境处理。回填前，对基底进行一定的处理，清除杂物、浮土，及因降雨而形成的淤泥，使基坑底部处于平整密实的状态。在基坑坑壁四周铺设土工布，外延基坑上沿50cm，以防止灌水渗透时砂土流失，影响密实效果。

3.降水井和排水盲沟布置。在基坑南北两侧个设置直径为2m的降水井，其中北侧降水井设计井深6.2m，在超过地下水位2.2m（该处标高较基坑顶部标高高80cm）；南侧降水井设计井深6.2m，挖至5.6m时见地下水，停止开挖。沿通道主体结构四周设置排水盲沟，排水盲沟用碎石填满，使用三层建筑尼龙网覆盖排水盲沟，防止粗砂堵塞影响饱和密实效果。排水盲沟和降水井通过排水管材连接，使振捣密实的水排到降水井中。

4.分层回填。在通道四周每隔5米标记一处回填厚度控制线，最下面150cm按每50cm做刻度线，最上面120cm，控制高度为40cm，同一刻度线保持同一水平高度。分层填料时严格按照水平控制线摊铺，摊铺厚度严禁超过50cm，人工整平，饱水振捣密实后再进行下一层填料回填。

5.饱水振捣。填料回填整平后用水喷灌填料，保证水分充分渗透砂体，配备2-3个插入式混凝土振捣器，型号为50式，及一台平板振捣器。先用插入式振捣器由中部向两侧垂直振捣，布点间距为20-30cm，每点振捣30-60s，控制振捣快慢节奏，遵从“快插慢拔”施工原则，直到表面砂粒无流动、无气泡排出，然后使用平板振动器沿回填平面纵横交叉拖振一次，使回填材料充分饱水密实并确保平整度。

（四）施工质量注意事项

1.通道主体结构混凝土强度达到设计强度的75%，并在通道主体外侧铺设双侧SBS沥青防水卷材后，方可进行基坑回填，防止回填过程中损坏主体结构和防水卷材。同时考虑主体结构在基坑饱水状态下的上浮问题，必须确保主体结构不上浮。

2.回填过程中注意保护坑壁四周铺设土工布，严禁脱落、损坏、搭接不严，以防止振捣过程砂土流失。避免漏振现象发生，尤其注意填料边缘部位的振捣，不留回填密实薄弱点出现。同时做好施工人员安全保护工作。

三、 基坑回填质量检测和工程效果分析

每层填料振捣密实后，待表面砂体晾干后采用灌砂法进行密实度检测，为充分检验密实效果，在每层压实度检测时基坑东西两侧各取两个测点进行压实度检测，每测点压实度均大于设计值96%，满足了基坑回填密实要求，其中基坑回填最上层压实度检测结果见下表1。

宝钛收费站通道基坑回填面积为360m²，水密法施工速度为100m²/h，即每层填料施工需要3.6h，考虑其他客观因素影响施工工序，每天可回填施工两层，3天即可完成基坑回填密实工作，且能保证良好的密实效果。较灰土回填、浆砌、注浆、排水固结等回填施工方案节省大量工期，满足当前施工进度计划要求，节省了施工成本，具有可观的经济效益。

表1 基坑回填最上层压实度检测数据

四、 结论

综合考虑宝钛收费通道基坑地质条件、施工空间狭小、工期要求和气象条件，通过回填技术对比分析，制定了振动饱和水密法回填施工方案，得到以下结论：

（一）通过分析振动饱和水密法工作机理，对基坑回填方案进行了设计，给出填料选择、基坑回填环境处理、降水井和排水盲沟布置、分层回填、饱水振动等施工要求，提出了施工质量注意事项。

（二）采用灌砂法对回填密实度进行检测，数据分析表明饱水密实法取得了良好的基坑回填效果，为降低路基工后不均匀沉降和车辆跳车发生的可能性提供了技术保障。

（三）施工结果表明振动饱和水密法能在施工空间狭小、多雨环境下满足基坑回填质量和工期要求，为相似工程条件下基坑回填提供技术参考。

参考文献

1.苟龙泉.高速公路桥涵台背回填施工工艺与质量控制的探讨[J].江西建材,2018,(2):106,108。

2.刘高友.浅析高等级公路桥头跳车的成因与防治措施[J].黑龙江交通科技,2008,(12):67-68。

3.张耐华.两次振动饱和水密法填砂地基处理工法[J].建筑施工,2010,32(8):782,793。

4.颜春,凌天清.钢板桩+振动水密法在吹填土地区大型管沟开挖埋设的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2014,10(05):74-76。

5.史茂林.振动饱和水密法在公路桥涵台背回填中的应用[J].铁道建筑,2004,(12):7-9。

6.许啟新,杨鼎,戈祥林,等.振动水密法基坑回填施工技术[J].建筑施工,2013,35(12):1054-1055。