一種改善橋臺臺后排水的設計方法

王 靜

（山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012）

1 概述

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重影響公路的使用性能。路面施工完成后橋梁臺背回填區會繼續沉降，致使臺背與路基連接處出現臺階，當車輛通過時容易產生騰空現象，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。

2 以往橋臺臺后回填設計的弊端

在以往的橋梁橋臺設計中，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留一定的排水孔，也未設置相應的隔水層，雨水會繼續下滲。而橋臺臺后基礎往往壓實，不利于積水的下滲，橋臺兩側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。或是在橋臺下方挖掘集水坑，積水慢慢滲流在集水坑內。由于事先未在臺后填料中設置透水層和隔水層，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。

3 橋臺臺后回填的改進措施和排水設計方案

本方案擬在橋臺臺后回填設計中增加排水設計方案，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所示技術方案實現。

圖1 橋臺臺后排水設計立面圖

圖2 橋臺臺后排水設計平面圖

圖3 橋臺臺后排水設計側面圖

圖1～圖3所述為橋臺臺后排水設計結構，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。

4 本設計方法的創新點

在以往的臺后回填設計中，橋臺臺后通常不考慮排水的設計，僅考慮臺后填料的壓實度。與傳統橋臺臺后處理相比，創新內容如下：

a）增加了橋臺臺后排水設計，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計，防止水繼續下滲影響路基，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，增加了行車的舒適性。

5 施工方法

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，預埋直徑5 cm的塑料排水管，繼續澆筑混凝土。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，再繼續填筑臺后填料。

c）防水設計層施工步驟如下：先填筑黏土層30 cm厚，夯實，再鋪設防水土工布，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。

6 結語

現有的橋臺臺后回填設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。