淺議橋臺背墻回填段的質量控制

李 龍（四川良友建設咨詢有限公司， 四川 成都 610041）

0 引 言

隨著我國逐步加深與完善基礎設施建設，橋梁工程和道路工程作為基礎設施工程的重要組成部分，其專業技術性問題也得到了廣泛關注，其中就包括橋臺背墻回填問題。橋臺背墻回填是道路與橋梁連接部位質量控制的薄弱環節，如果對該區段施工質量控制得不到位，就會出現大幅度的不均勻沉降，繼而引發橋臺跳車現象。這將對整個道路橋梁建設工程的質量與安全造成嚴重影響。

1 橋臺跳車的危害

1.1 橋臺跳車的定義

所謂橋臺跳車，是指道路與橋梁連接過渡段的路面與橋面存在一定的高低差，當車輛高速通過該區段時，路橋連接處會受到車輛沖擊力，并將此力反作用于車輛，使車輛產生明顯的跳躍和顛簸現象。這一現象對道路、橋梁的結構和車輛的使用壽命造成極大的危害，也給行車安全、乘車舒適度和周邊環境等產生較大的影響。

1.2 橋臺跳車的危害影響

（1）橋臺跳車對道路和橋梁結構的影響。橋臺跳車會在水平和垂直方向上對道路的結構層和面層以及橋梁的結構物產生較大的沖擊力。道路的面層在沖擊力的反復作用下將被破壞得更快；后期在雨水、地表水等的侵蝕和滲透作用下，結構層和路基將加速被破壞，承載力下降，從而引發不均勻沉降。橋梁的面層和伸縮縫在沖擊力的反復作用下將急速被破壞；在大型重載車輛的長期沖擊力作用下，支座的變形和損壞將越發凸顯，對道路和橋梁的使用性能和使用壽命造成嚴重影響；后期還會增加道路和橋梁的維護保養費用以及管理難度。

（2）橋臺跳車對車輛的行駛安全、乘車舒適度、交通流速的影響。車輛通過橋臺背墻回填連接區段時會產生沖擊和顛簸，使駕乘人員感覺不適；嚴重的跳車甚至可能致使駕駛人員正常操作變形，造成車輛失控，引發側翻、追尾等交通事故。同時，產生的沖擊和顛簸還會影響乘坐人員的舒適度，大幅度的顛簸可能誘發暈車等情況。為了降低沖擊和顛簸的程度，駕駛人員一般都會剎車減速，致使大幅度降低車輛行駛速度，加劇交通阻塞。

（3）橋臺跳車會加劇車輛的振動和輪胎的磨損，縮短車輛的使用壽命。同時車輛行駛速度的不穩定，也會造成燃料的浪費、尾氣排放量的加大和車輛使用成本的增加。

（4）橋臺跳車對周邊環境的影響。城市的道路和橋梁是為了滿足人們日常生活和工作的便利而建設的基礎設施，因而道路和橋梁周邊的人群密度相對較大。在沖擊力的作用下，通過該區段的車輛將會產生大量的噪聲和揚塵，將對周邊人群的生活和工作造成影響。

由此可見，橋臺跳車不僅不能使城市道路具備安全行駛、舒服乘車的條件，在一定程度上還會影響城市道路的經濟效益和社會效益。為此，分析橋臺背墻跳車的原因并加強橋臺回填段的質量預防控制至關重要。

2 橋臺背墻回填段出現跳車的原因

引起橋臺跳車的主要原因有地基土質沉陷、填料壓縮發生不均勻沉降、結構突變、路面滲水，以及車速與車輛本身的抗震性能等。就現有城市道路而言，造成橋臺跳車的最主要原因是柔性道路和剛性結構物在連接區段發生不均勻沉降，導致道路與橋梁結構之間出現錯臺。由于橋梁與路基、路面的組成材料在剛度、強度和壓縮性能等方面存在差異，并且橋臺連接段易長期受集中應力影響，加之該部位在車輛荷載、結構自重、自然因素等的共同作用下，橋梁和道路同時發生沉降，但兩者沉降量差異較大，即道路的沉降量遠遠大于橋梁的沉降量，因而形成錯臺，并在行車時發生跳車現象。由此可見，不均勻沉降是引發橋臺跳車的根本原因，而控制橋臺背墻回填不均勻沉降也成為了該區域質量控制的關鍵。

3 橋臺背墻段質量控制的措施

3.1 橋臺背墻回填段地基礎的質量控制

橋臺一般位于水系發達、地下水位高的區域，天然空隙率大，含草根、樹根、垃圾土、腐殖土、淤泥土等雜質，壓縮性高，抗剪強度低，一旦受到擾動，天然結構易受破壞，強度顯著降低。

橋頭路基填筑高度較高，產生基地應力相對較大，在車輛荷載作用下更容易引起地基沉降，且變形穩定，歷時往往持續數年甚至數十年，因而橋臺背墻回填質量控制的關鍵在于地基處理。地基處理一般采用換填法、粉噴樁復合基礎加固法和塑料排水板法等。

（1）當淤泥質、濕陷性黃土、素填土及雜填土等淺層地基礎不能達到應有的承載能力和變形能力，且淺層軟土厚度小于 2 m 時，可采用換填法，即全部挖除淺層軟土，換料回填。為了防止地基不均勻沉降，背墻后填料與路基相交部位采用臺階的搭接方式。用二灰土、碎石和素土搭接位置臺階，寬度 30 cm 、高度 20 cm ，且回填壓實度不小于 85%。現場施工時通常建議將壓實度提高 2%，回填應分層壓實，分層壓實度也按規范提高 2%。回填材料一般采用粗顆粒填料，如天然砂礫、碎石或者工業廢渣等。

（2）對于含水率高、孔隙比大、抗剪強度低、壓縮性好、滲透性低的軟土、極軟土和泥炭土等軟弱基礎，一般采用粉噴樁進行基礎加固處理。

（3）對于固結系數較小且固結緩慢的飽和性黏土類基礎，可采用塑料排水板法進行排水固結處理。

（4）對于濕陷性黃土地基，一般對橋臺路堤邊坡坡腳外 2 m 范圍內的基礎（橋臺明挖擴大基礎的基底）進行強夯，壓實度一般不低于 85%，并且滿足橋臺基礎的承載力要求。處理完成后，基底標高應與橋臺路堤標高保持在同一水平面上，并用石灰土、水泥土或混凝土進行封閉，以防地基浸水。

（5）對于季節性凍融地區的橋臺基礎，如遇飽和細粒土或存在含水層，可全部挖除，并用透水性好的材料進行分層回填夯實，再填筑路基。此外，還可采用如青藏鐵路對凍土地質那樣的處理措施，使凍土層的結構穩定，不發生變形，從而保證基礎的穩定性和承載力。

3.2 橋臺背墻回填段的回填料質量控制

臺背回填一般采用滲透性好、孔隙率大、吸水性好的新料進行回填。施工時受施工作業影響，壓實機具不能過分靠近或接觸臺背，以免對其造成過大的側向推力。因此，不能完全消除填料顆粒間的空隙，在車輛荷載和自身重力作用下，填料迅速壓縮，孔隙率降低，便在短時間內產生壓縮沉降，造成跳車。

在工程實踐中，即使施工工序符合要求，壓實度達到要求，但背墻填土高度較高，隨著時間推移，也會發生沉降。有時背墻填土荷載對地基產生附加壓力，嚴重時會使橋臺向后傾斜，發生不均勻下沉，危及行車安全。因此，該區域回填料的級配選擇十分重要，建議回填料一般采用板體性好、壓縮性小、壓實快、透水性強的材料，臺背后路基采用碎石土，臺背兩側采用素土，橋后與碎石土相連處的路基采用二灰土且填料級配適當，以控制回填料的含水率。若施工現場場地狹小，可采用砂礫石、石碴等材料進行回填施工，以利于改善回填區段的壓實度和承載力。

3.3 橋臺背墻基礎回填土的質量補強—土工格柵

土工格柵可以使粒狀填料與網格互相嵌鎖在一起，形成穩定的平面，以防填料下陷，并可分散垂直荷載，用于路基補強。對于地理條件惡劣的地區，可采用多層補強。若將土工格柵鋪在堤壩及路基填土中，能增加其穩定性，減少占地面積；若用于路面補強，使網格與路面材料摻合在一起，可有效分散傳遞荷載，以防路面出現裂紋。

工程中，每鋪設一層厚度為 60 cm 的二灰土，就鋪設一層雙向土工格柵，要求是格柵鋪平拉直，不出現褶皺，并用 U 型釘定位。搭接則采用耐久、延伸率小的材料，其寬度不小于 20 cm，要求搭接位置的強度不小于格柵自身抗拉強度的 60%，各層土工格柵搭接位置需錯開；要求雙向格柵滿足物理力學的性能，每延米縱向、橫向拉伸屈服力≥45 kN/m，縱向、橫向 2% 延伸率時的拉伸力≥16 kN/m，縱向、橫向 5% 延伸率時的拉伸力≥22 kN/m。

3.4 橋臺背墻回填段施工工藝質量控制

橋臺背墻回填施工工藝質量控制主要體現在填料的分層回填夯實和排水設施的設置。

（1）在分層夯實過程中，應注意控制每層的虛鋪厚度，一般不超過 30 cm，且需控制好碾壓遍數，并要求壓路機不能太靠近橋臺背墻，以免對橋臺施加較大的側向推力。臨近橋臺位置，應采用人工并借助小型機具進行逐層回填夯實；每層碾壓夯實完成后，應及時進行壓實度檢測，確保分層碾壓夯實的質量。二灰土的壓實采用重型擊實，壓實度與路基的壓實度相同，橋臺后碎石壓實度不小于 96%。

（2）由于在橋涵與道路的連接部位存在縫隙，雨水會沿縫隙滲入，對路面結構層和土基產生沖刷和侵蝕作用，從而增加了路面各結構層和路基土的含水量，降低了路面的強度和路基的整體穩定性。當路基和各結構層遭受破壞后，橋頭路堤在外部車輛荷載的沖擊作用下必然會發生沉陷，繼而引發跳車現象。因此，路橋過渡段應該設置完善的排水系統，盡可能地減少不均勻沉降。臺后應按某一坡度設置泄水盲溝，泄水盲溝用碎石材料砌筑，并且在橋臺與道路系統的結合過渡段中部使用砂礫石填料，兩側使用土類填料；在過渡段填方體與加固地基礎連接處，應完善縱橫排水管，以便及時排出滲入填方體內的積水，保證回填區段的回填質量。

3.5 道路與橋梁交接部位結構突變的質量控制措施

由橋梁的柔性面層和混凝土橋臺剛性結構層組成了橋梁的道路系統，而臺背后道路的柔性面層和道路的柔性或半剛性結構層組成了道路的結構系統。因此，橋臺與臺背回填段在材料和結構上均不同，且差異性較大。這就需要積極消除和減少因結構突變而帶來的影響，而解決結構突變影響的關鍵就在于使兩種對接性質不同的路面體系在抗垂直變形上能順利過渡。因此，在橋梁和道路連接的部位設置安裝搭板，以防橋端連接部分發生沉降。搭板擱置在橋臺或懸臂梁板端部與填土之間，隨著填土的沉降而轉動。當車輛行駛在上面時可起到緩沖作用，即使臺背填土發生沉降也不會導致路面凹凸不平，最終防止了因橋梁與道路的不均勻沉降而引起的橋頭跳車現象。工程中，橋臺后設置 16 m 長帶搭板，搭板采用加厚式鋼筋混凝土板，且搭板下部采用碎石料壓實回填。搭板采用下置式，即布設在路面底基層的下方，按單段式設計。在搭板下鋪設一段厚度為 30 cm 的碎石墊層，墊層橫向各寬出搭板 30 cm、遠端長出搭板 50 cm。

4 結 語

在基礎設施建設領域，針對橋臺背墻回填的質量控制，專業人士展開過多次的探討與研究工作，雖然現有的工程措施不能從根本上解決臺背回填段與橋臺之間的不均勻沉降問題，但已摸索出許多的處理措施，旨在盡量減小不均勻沉降量、降低安全隱患和挽回經濟損失。在未來的基礎設施建設中，不但繼續堅持“預防為主，防治結合”的原則，處理橋臺跳車，而且需要更多地摸索出消除橋臺與背墻回填段不均勻沉降的有效措施，直到從根本上解決該質量弊端為止。