一种改善桥台台后排水的设计方法

2018-08-27 09:46
山西交通科技 2018年3期
关键词:跳车土工布砂砾

王 静

(山西省交通规划勘察设计院,山西 太原 030012)

1 概述

公路桥梁台背回填是一项容易被忽视而又不容易做好的工作,常常会因为多种原因而严重影响公路的使用性能。路面施工完成后桥梁台背回填区会继续沉降,致使台背与路基连接处出现台阶,当车辆通过时容易产生腾空现象,工程界通常称作“桥头跳车”。而对于桥台本身来说,在台后土压力的作用下,桥台前倾也较为常见。造成桥头跳车的原因主要由于桥台处路面沉降[1],桥台前倾主要由于桥台台后土压力的作用[2]。

大跨度桥梁桥台背墙往往较高,桥台台后填料在施工和运营过程中不可避免地要渗入雨水。而桥台两侧混凝土耳墙和锥坡铺砌也阻碍了台后积水不能及时排出。台后填料中渗水的存在,和台后填料的综合作用进一步加大了台背前倾的作用力,容易造成桥台前倾。台后渗水的存在也容易加大桥台台后填料沉降,进而造成桥头跳车,影响行车舒适性。积水的存在,冬天更会加大桥台台后路基和桥台冰冻危害。

因此,排出台后的积水,对保护桥台安全和减小桥头路基沉降具有很强的实际意义。

2 以往桥台台后回填设计的弊端

在以往的桥梁桥台设计中,桥台盖梁或台帽与台背往往一起浇筑,并没有在台背或盖梁上预留一定的排水孔,也未设置相应的隔水层,雨水会继续下渗。而桥台台后基础往往压实,不利于积水的下渗,桥台两侧的混凝土耳墙和锥坡铺砌也阻碍了积水的横向排出,台后的渗水会长时间地积存。

在后期桥梁养护的过程中,多采用的补救方法是在桥梁背墙处凿孔,积水从孔中慢慢渗出。或是在桥台下方挖掘集水坑,积水慢慢渗流在集水坑内。由于事先未在台后填料中设置透水层和隔水层,此补救方法效果也十分有限。再则这种后期补救的方法操作极为不便,长期积水造成的影响也难以彻底消除。

3 桥台台后回填的改进措施和排水设计方案

本方案拟在桥台台后回填设计中增加排水设计方案,采用主动排水的方法,解决后期运营过程中台后排水的问题,具体采用如图1~图3所示技术方案实现。

图1 桥台台后排水设计立面图

图2 桥台台后排水设计平面图

图3 桥台台后排水设计侧面图

图1~图3所述为桥台台后排水设计结构,排水原理为:防水土工布和黏土夯实层具有很好的隔水作用,而砂砾透水层具有很好的透水作用。当桥台台后水逐渐渗入砂砾透水层以后,防水土工布和黏土夯实层会阻止水继续下渗,而通过砂砾透水层逐渐向桥台台背方向流,通过桥台台背事先设置好的泄水孔排出。从而起到阻止桥台台后水下渗和排出台后积水的目的。

4 本设计方法的创新点

在以往的台后回填设计中,桥台台后通常不考虑排水的设计,仅考虑台后填料的压实度。与传统桥台台后处理相比,创新内容如下:

a)增加了桥台台后排水设计,减小了台后压力和冰冻危害,保证了桥台的安全。

b)增加了桥台台后阻水设计,防止水继续下渗影响路基,保证了桥台台后路基的安全。

c)通过台后排水层设计,可以有效减小路基在渗水作用下的沉降,进而减弱了行车桥台跳车效应,增加了行车的舒适性。

5 施工方法

a)桥台绑扎钢筋完毕以后,浇筑混凝土至桥台盖梁顶,然后在桥台盖梁顶和桥台台背相接处,预埋直径5 cm的塑料排水管,继续浇筑混凝土。塑料排水管桥台横向间距1.5 m。

b)桥台施工完毕后,待混凝土强大达到设计要求,再填筑台后填料,逐层轻夯夯实,填筑到桥台盖梁顶高度附近后,施工桥台台后防水层,再继续填筑台后填料。

c)防水设计层施工步骤如下:先填筑黏土层30 cm厚,夯实,再铺设防水土工布,然后填筑砂砾层30 cm厚,夯实。其中,要保证每一层向桥台方向3%的坡度,且防水土工布与泄水孔底部衔接处顺接。

6 结语

现有的桥台台后回填设计方案往往仅考虑台后填料的压实度,未考虑台后渗水的影响,也未考虑渗水如何排出。施工期间雨水和运营期渗水在台后蓄积,加大的桥台前倾作用力,也容易造成桥台台后填料的沉降,冬天还有可能造成冰冻危害。积水的存在对路面和桥台均有不利的影响。因此如何将桥台台后积水排出显得十分重要。本技术方案采用了黏土层和防水土工布的隔水作用、砂砾层的透水作用,通过在桥台台背上预留泄水孔,从而起到桥台台后排水和阻止水下渗的目的,有效减小了桥台台后压力,减弱了桥台台后填料的沉降,同时也减小了冰冻的影响,保证了桥台的安全,改善了行车的舒适性。

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