王 靜
(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院,山西 太原 030012)
公路橋梁臺背回填是一項容易被忽視而又不容易做好的工作,常常會因為多種原因而嚴(yán)重影響公路的使用性能。路面施工完成后橋梁臺背回填區(qū)會繼續(xù)沉降,致使臺背與路基連接處出現(xiàn)臺階,當(dāng)車輛通過時容易產(chǎn)生騰空現(xiàn)象,工程界通常稱作“橋頭跳車”。而對于橋臺本身來說,在臺后土壓力的作用下,橋臺前傾也較為常見。造成橋頭跳車的原因主要由于橋臺處路面沉降[1],橋臺前傾主要由于橋臺臺后土壓力的作用[2]。
大跨度橋梁橋臺背墻往往較高,橋臺臺后填料在施工和運營過程中不可避免地要滲入雨水。而橋臺兩側(cè)混凝土耳墻和錐坡鋪砌也阻礙了臺后積水不能及時排出。臺后填料中滲水的存在,和臺后填料的綜合作用進一步加大了臺背前傾的作用力,容易造成橋臺前傾。臺后滲水的存在也容易加大橋臺臺后填料沉降,進而造成橋頭跳車,影響行車舒適性。積水的存在,冬天更會加大橋臺臺后路基和橋臺冰凍危害。
因此,排出臺后的積水,對保護橋臺安全和減小橋頭路基沉降具有很強的實際意義。
在以往的橋梁橋臺設(shè)計中,橋臺蓋梁或臺帽與臺背往往一起澆筑,并沒有在臺背或蓋梁上預(yù)留一定的排水孔,也未設(shè)置相應(yīng)的隔水層,雨水會繼續(xù)下滲。而橋臺臺后基礎(chǔ)往往壓實,不利于積水的下滲,橋臺兩側(cè)的混凝土耳墻和錐坡鋪砌也阻礙了積水的橫向排出,臺后的滲水會長時間地積存。
在后期橋梁養(yǎng)護的過程中,多采用的補救方法是在橋梁背墻處鑿孔,積水從孔中慢慢滲出?;蚴窃跇蚺_下方挖掘集水坑,積水慢慢滲流在集水坑內(nèi)。由于事先未在臺后填料中設(shè)置透水層和隔水層,此補救方法效果也十分有限。再則這種后期補救的方法操作極為不便,長期積水造成的影響也難以徹底消除。
本方案擬在橋臺臺后回填設(shè)計中增加排水設(shè)計方案,采用主動排水的方法,解決后期運營過程中臺后排水的問題,具體采用如圖1~圖3所示技術(shù)方案實現(xiàn)。
圖1 橋臺臺后排水設(shè)計立面圖
圖2 橋臺臺后排水設(shè)計平面圖
圖3 橋臺臺后排水設(shè)計側(cè)面圖
圖1~圖3所述為橋臺臺后排水設(shè)計結(jié)構(gòu),排水原理為:防水土工布和黏土夯實層具有很好的隔水作用,而砂礫透水層具有很好的透水作用。當(dāng)橋臺臺后水逐漸滲入砂礫透水層以后,防水土工布和黏土夯實層會阻止水繼續(xù)下滲,而通過砂礫透水層逐漸向橋臺臺背方向流,通過橋臺臺背事先設(shè)置好的泄水孔排出。從而起到阻止橋臺臺后水下滲和排出臺后積水的目的。
在以往的臺后回填設(shè)計中,橋臺臺后通常不考慮排水的設(shè)計,僅考慮臺后填料的壓實度。與傳統(tǒng)橋臺臺后處理相比,創(chuàng)新內(nèi)容如下:
a)增加了橋臺臺后排水設(shè)計,減小了臺后壓力和冰凍危害,保證了橋臺的安全。
b)增加了橋臺臺后阻水設(shè)計,防止水繼續(xù)下滲影響路基,保證了橋臺臺后路基的安全。
c)通過臺后排水層設(shè)計,可以有效減小路基在滲水作用下的沉降,進而減弱了行車橋臺跳車效應(yīng),增加了行車的舒適性。
a)橋臺綁扎鋼筋完畢以后,澆筑混凝土至橋臺蓋梁頂,然后在橋臺蓋梁頂和橋臺臺背相接處,預(yù)埋直徑5 cm的塑料排水管,繼續(xù)澆筑混凝土。塑料排水管橋臺橫向間距1.5 m。
b)橋臺施工完畢后,待混凝土強大達到設(shè)計要求,再填筑臺后填料,逐層輕夯夯實,填筑到橋臺蓋梁頂高度附近后,施工橋臺臺后防水層,再繼續(xù)填筑臺后填料。
c)防水設(shè)計層施工步驟如下:先填筑黏土層30 cm厚,夯實,再鋪設(shè)防水土工布,然后填筑砂礫層30 cm厚,夯實。其中,要保證每一層向橋臺方向3%的坡度,且防水土工布與泄水孔底部銜接處順接。
現(xiàn)有的橋臺臺后回填設(shè)計方案往往僅考慮臺后填料的壓實度,未考慮臺后滲水的影響,也未考慮滲水如何排出。施工期間雨水和運營期滲水在臺后蓄積,加大的橋臺前傾作用力,也容易造成橋臺臺后填料的沉降,冬天還有可能造成冰凍危害。積水的存在對路面和橋臺均有不利的影響。因此如何將橋臺臺后積水排出顯得十分重要。本技術(shù)方案采用了黏土層和防水土工布的隔水作用、砂礫層的透水作用,通過在橋臺臺背上預(yù)留泄水孔,從而起到橋臺臺后排水和阻止水下滲的目的,有效減小了橋臺臺后壓力,減弱了橋臺臺后填料的沉降,同時也減小了冰凍的影響,保證了橋臺的安全,改善了行車的舒適性。