浅议桥台背墙回填段的质量控制

李 龙（四川良友建设咨询有限公司， 四川 成都 610041）

0 引 言

随着我国逐步加深与完善基础设施建设，桥梁工程和道路工程作为基础设施工程的重要组成部分，其专业技术性问题也得到了广泛关注，其中就包括桥台背墙回填问题。桥台背墙回填是道路与桥梁连接部位质量控制的薄弱环节，如果对该区段施工质量控制得不到位，就会出现大幅度的不均匀沉降，继而引发桥台跳车现象。这将对整个道路桥梁建设工程的质量与安全造成严重影响。

1 桥台跳车的危害

1.1 桥台跳车的定义

所谓桥台跳车，是指道路与桥梁连接过渡段的路面与桥面存在一定的高低差，当车辆高速通过该区段时，路桥连接处会受到车辆冲击力，并将此力反作用于车辆，使车辆产生明显的跳跃和颠簸现象。这一现象对道路、桥梁的结构和车辆的使用寿命造成极大的危害，也给行车安全、乘车舒适度和周边环境等产生较大的影响。

1.2 桥台跳车的危害影响

（1）桥台跳车对道路和桥梁结构的影响。桥台跳车会在水平和垂直方向上对道路的结构层和面层以及桥梁的结构物产生较大的冲击力。道路的面层在冲击力的反复作用下将被破坏得更快；后期在雨水、地表水等的侵蚀和渗透作用下，结构层和路基将加速被破坏，承载力下降，从而引发不均匀沉降。桥梁的面层和伸缩缝在冲击力的反复作用下将急速被破坏；在大型重载车辆的长期冲击力作用下，支座的变形和损坏将越发凸显，对道路和桥梁的使用性能和使用寿命造成严重影响；后期还会增加道路和桥梁的维护保养费用以及管理难度。

（2）桥台跳车对车辆的行驶安全、乘车舒适度、交通流速的影响。车辆通过桥台背墙回填连接区段时会产生冲击和颠簸，使驾乘人员感觉不适；严重的跳车甚至可能致使驾驶人员正常操作变形，造成车辆失控，引发侧翻、追尾等交通事故。同时，产生的冲击和颠簸还会影响乘坐人员的舒适度，大幅度的颠簸可能诱发晕车等情况。为了降低冲击和颠簸的程度，驾驶人员一般都会刹车减速，致使大幅度降低车辆行驶速度，加剧交通阻塞。

（3）桥台跳车会加剧车辆的振动和轮胎的磨损，缩短车辆的使用寿命。同时车辆行驶速度的不稳定，也会造成燃料的浪费、尾气排放量的加大和车辆使用成本的增加。

（4）桥台跳车对周边环境的影响。城市的道路和桥梁是为了满足人们日常生活和工作的便利而建设的基础设施，因而道路和桥梁周边的人群密度相对较大。在冲击力的作用下，通过该区段的车辆将会产生大量的噪声和扬尘，将对周边人群的生活和工作造成影响。

由此可见，桥台跳车不仅不能使城市道路具备安全行驶、舒服乘车的条件，在一定程度上还会影响城市道路的经济效益和社会效益。为此，分析桥台背墙跳车的原因并加强桥台回填段的质量预防控制至关重要。

2 桥台背墙回填段出现跳车的原因

引起桥台跳车的主要原因有地基土质沉陷、填料压缩发生不均匀沉降、结构突变、路面渗水，以及车速与车辆本身的抗震性能等。就现有城市道路而言，造成桥台跳车的最主要原因是柔性道路和刚性结构物在连接区段发生不均匀沉降，导致道路与桥梁结构之间出现错台。由于桥梁与路基、路面的组成材料在刚度、强度和压缩性能等方面存在差异，并且桥台连接段易长期受集中应力影响，加之该部位在车辆荷载、结构自重、自然因素等的共同作用下，桥梁和道路同时发生沉降，但两者沉降量差异较大，即道路的沉降量远远大于桥梁的沉降量，因而形成错台，并在行车时发生跳车现象。由此可见，不均匀沉降是引发桥台跳车的根本原因，而控制桥台背墙回填不均匀沉降也成为了该区域质量控制的关键。

3 桥台背墙段质量控制的措施

3.1 桥台背墙回填段地基础的质量控制

桥台一般位于水系发达、地下水位高的区域，天然空隙率大，含草根、树根、垃圾土、腐殖土、淤泥土等杂质，压缩性高，抗剪强度低，一旦受到扰动，天然结构易受破坏，强度显著降低。

桥头路基填筑高度较高，产生基地应力相对较大，在车辆荷载作用下更容易引起地基沉降，且变形稳定，历时往往持续数年甚至数十年，因而桥台背墙回填质量控制的关键在于地基处理。地基处理一般采用换填法、粉喷桩复合基础加固法和塑料排水板法等。

（1）当淤泥质、湿陷性黄土、素填土及杂填土等浅层地基础不能达到应有的承载能力和变形能力，且浅层软土厚度小于 2 m 时，可采用换填法，即全部挖除浅层软土，换料回填。为了防止地基不均匀沉降，背墙后填料与路基相交部位采用台阶的搭接方式。用二灰土、碎石和素土搭接位置台阶，宽度 30 cm 、高度 20 cm ，且回填压实度不小于 85%。现场施工时通常建议将压实度提高 2%，回填应分层压实，分层压实度也按规范提高 2%。回填材料一般采用粗颗粒填料，如天然砂砾、碎石或者工业废渣等。

（2）对于含水率高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性好、渗透性低的软土、极软土和泥炭土等软弱基础，一般采用粉喷桩进行基础加固处理。

（3）对于固结系数较小且固结缓慢的饱和性黏土类基础，可采用塑料排水板法进行排水固结处理。

（4）对于湿陷性黄土地基，一般对桥台路堤边坡坡脚外 2 m 范围内的基础（桥台明挖扩大基础的基底）进行强夯，压实度一般不低于 85%，并且满足桥台基础的承载力要求。处理完成后，基底标高应与桥台路堤标高保持在同一水平面上，并用石灰土、水泥土或混凝土进行封闭，以防地基浸水。

（5）对于季节性冻融地区的桥台基础，如遇饱和细粒土或存在含水层，可全部挖除，并用透水性好的材料进行分层回填夯实，再填筑路基。此外，还可采用如青藏铁路对冻土地质那样的处理措施，使冻土层的结构稳定，不发生变形，从而保证基础的稳定性和承载力。

3.2 桥台背墙回填段的回填料质量控制

台背回填一般采用渗透性好、孔隙率大、吸水性好的新料进行回填。施工时受施工作业影响，压实机具不能过分靠近或接触台背，以免对其造成过大的侧向推力。因此，不能完全消除填料颗粒间的空隙，在车辆荷载和自身重力作用下，填料迅速压缩，孔隙率降低，便在短时间内产生压缩沉降，造成跳车。

在工程实践中，即使施工工序符合要求，压实度达到要求，但背墙填土高度较高，随着时间推移，也会发生沉降。有时背墙填土荷载对地基产生附加压力，严重时会使桥台向后倾斜，发生不均匀下沉，危及行车安全。因此，该区域回填料的级配选择十分重要，建议回填料一般采用板体性好、压缩性小、压实快、透水性强的材料，台背后路基采用碎石土，台背两侧采用素土，桥后与碎石土相连处的路基采用二灰土且填料级配适当，以控制回填料的含水率。若施工现场场地狭小，可采用砂砾石、石碴等材料进行回填施工，以利于改善回填区段的压实度和承载力。

3.3 桥台背墙基础回填土的质量补强—土工格栅

土工格栅可以使粒状填料与网格互相嵌锁在一起，形成稳定的平面，以防填料下陷，并可分散垂直荷载，用于路基补强。对于地理条件恶劣的地区，可采用多层补强。若将土工格栅铺在堤坝及路基填土中，能增加其稳定性，减少占地面积；若用于路面补强，使网格与路面材料掺合在一起，可有效分散传递荷载，以防路面出现裂纹。

工程中，每铺设一层厚度为 60 cm 的二灰土，就铺设一层双向土工格栅，要求是格栅铺平拉直，不出现褶皱，并用 U 型钉定位。搭接则采用耐久、延伸率小的材料，其宽度不小于 20 cm，要求搭接位置的强度不小于格栅自身抗拉强度的 60%，各层土工格栅搭接位置需错开；要求双向格栅满足物理力学的性能，每延米纵向、横向拉伸屈服力≥45 kN/m，纵向、横向 2% 延伸率时的拉伸力≥16 kN/m，纵向、横向 5% 延伸率时的拉伸力≥22 kN/m。

3.4 桥台背墙回填段施工工艺质量控制

桥台背墙回填施工工艺质量控制主要体现在填料的分层回填夯实和排水设施的设置。

（1）在分层夯实过程中，应注意控制每层的虚铺厚度，一般不超过 30 cm，且需控制好碾压遍数，并要求压路机不能太靠近桥台背墙，以免对桥台施加较大的侧向推力。临近桥台位置，应采用人工并借助小型机具进行逐层回填夯实；每层碾压夯实完成后，应及时进行压实度检测，确保分层碾压夯实的质量。二灰土的压实采用重型击实，压实度与路基的压实度相同，桥台后碎石压实度不小于 96%。

（2）由于在桥涵与道路的连接部位存在缝隙，雨水会沿缝隙渗入，对路面结构层和土基产生冲刷和侵蚀作用，从而增加了路面各结构层和路基土的含水量，降低了路面的强度和路基的整体稳定性。当路基和各结构层遭受破坏后，桥头路堤在外部车辆荷载的冲击作用下必然会发生沉陷，继而引发跳车现象。因此，路桥过渡段应该设置完善的排水系统，尽可能地减少不均匀沉降。台后应按某一坡度设置泄水盲沟，泄水盲沟用碎石材料砌筑，并且在桥台与道路系统的结合过渡段中部使用砂砾石填料，两侧使用土类填料；在过渡段填方体与加固地基础连接处，应完善纵横排水管，以便及时排出渗入填方体内的积水，保证回填区段的回填质量。

3.5 道路与桥梁交接部位结构突变的质量控制措施

由桥梁的柔性面层和混凝土桥台刚性结构层组成了桥梁的道路系统，而台背后道路的柔性面层和道路的柔性或半刚性结构层组成了道路的结构系统。因此，桥台与台背回填段在材料和结构上均不同，且差异性较大。这就需要积极消除和减少因结构突变而带来的影响，而解决结构突变影响的关键就在于使两种对接性质不同的路面体系在抗垂直变形上能顺利过渡。因此，在桥梁和道路连接的部位设置安装搭板，以防桥端连接部分发生沉降。搭板搁置在桥台或悬臂梁板端部与填土之间，随着填土的沉降而转动。当车辆行驶在上面时可起到缓冲作用，即使台背填土发生沉降也不会导致路面凹凸不平，最终防止了因桥梁与道路的不均匀沉降而引起的桥头跳车现象。工程中，桥台后设置 16 m 长带搭板，搭板采用加厚式钢筋混凝土板，且搭板下部采用碎石料压实回填。搭板采用下置式，即布设在路面底基层的下方，按单段式设计。在搭板下铺设一段厚度为 30 cm 的碎石垫层，垫层横向各宽出搭板 30 cm、远端长出搭板 50 cm。

4 结 语

在基础设施建设领域，针对桥台背墙回填的质量控制，专业人士展开过多次的探讨与研究工作，虽然现有的工程措施不能从根本上解决台背回填段与桥台之间的不均匀沉降问题，但已摸索出许多的处理措施，旨在尽量减小不均匀沉降量、降低安全隐患和挽回经济损失。在未来的基础设施建设中，不但继续坚持“预防为主，防治结合”的原则，处理桥台跳车，而且需要更多地摸索出消除桥台与背墙回填段不均匀沉降的有效措施，直到从根本上解决该质量弊端为止。