桥台后背填土质量问题及防治

桥台背填土沉陷及其处理措施

【摘要】：在工程中发现，如果不重视路桥工程过渡段施工，往往会致使不均匀沉降的出现，导致桥台跳车现象的发生，本文就桥台背填土出现不均匀沉降的原因，和处理措施进行分析和总结。

【关键字】：桥台；背填土沉陷；处理措施

近年来, 随着对基础设施建设的加大，高速公路通车里程也大幅度的提高了。但部分路段桥台背后出现了跳车、断板等现象，严重影响了公路的通行。其原因涉及多方面的，本文就桥、涵台背填土的沉降进行了分析。

一、桥台背路基沉陷病害原因

1、设计不周引起的路基沉降

在公路总造价中，桥梁的造价往往要占到很大的一部分。导致桥头跳车现象的原因可以归结为以下几个：①在台前、台背防护工程的设计过程中，没有细致地进行力学方面的分析和计算，受到路堤填料力的作用发生了水平位移，导致桥头路基出现沉陷；②处理桥头路面水方法不科学，不合理，导致水沿着接缝或裂缝往路基里渗透。

2、路基自身的压缩沉降与侧向变形

桥涵所在地大多以沟壑地段居多，其路基地形往往有比较大的波动，地下水大多处于比较高的水位，其土质特点上大多属于不良软土，路基在这样的情况下填筑，导致沉陷那是不可避免的事情。另外实践中我们还能发现，受到自身重力的作用，天然地基的固结基本能够完成，不过一旦在其上方进行路堤的修筑，因为路堤填土，致使荷载增加，这是导致天然地基产生沉降变形的主要原因。这类沉降变形的发生，其沉降变形的幅度大小跟路堤填土的土质和填土高度有着直接的影响，在通常情况下，填土的高度越高，容重越大，带来地基的沉降变形幅度越大。

由于地基处理不恰当，出现沉降的现象还是比较常见的，主要的原因有这样两个：①在设计施工图的过程中，缺乏对地基全面的勘探和细致的力学分析与研究，导致设计上采纳了错误的或不全面的处理措施，地基的处置效果很糟糕，不符合标准或要求；②在桥台台背路堤工程实施过程中，由于填土压实度达不到要求，在雨水的侵蚀下造成了路堤填土的流失，降低了地基的强度，导致沉降变形。

3、施工控制不严引起的路基工后沉降

施工的质量控制不到位，施工过程要求不严格，出现过快的台背填土速度，加上压实不够等现象，没有及时地施加控制和处理，那么工后产生较大沉降的可能性相对就比较大，同时对台背挡土墙等构造物压力的作用也是非常的大的。在例如，施工过程中，没有及时地砌筑台前护坡和挡土墙等结构物，很容易就导致土体滑移现象，这直接影响了压实效果，对桥基造成的危害也是极大的。

二、桥台背填筑的施工质量控制方法

1、基坑回填

严格控制开挖桥涵基坑时的尺寸, 为避免塌方、过多积水等现象，每边超挖宽度最好不大于 1 m,。对于无积水的、地下水位较低的基坑，可采用原状素土直接回填。工程实践表明，振动夯具夯实，重型压路机的碾压效果好，每层厚20 cm,压实标准不少于85%。为了便于重型压路机开进台背处实施碾压，在具体的路桥工程实践中，必须全部挖开台背处的路基，统一用石灰土填筑代替周围原来所有的素土。确保台背回填的质量的同时能够有效地缩短工期，降低工程造价。

2、对桥头路段地基沉降的处理措施

（1）、对湿陷性黄土地基及各种松散填土地基, 可采用强夯法进行处理, 其效果十分显著。

（2）、对地基软弱土层厚度不大的情况, 可采用挖土换填的处理措施。

（3）、对透水性差的饱和软弱土地基, 常用的处理措施有:①是采用在地基中铺设砂垫层、打设排水板及砂井等并加预压的方法进行处理, 使地基沉降尽可能在路面铺筑前完成;②采用粉体搅拌桩等形成的复合地基处理措施, 从而减小地基的总沉降; ③是在桥头附近采用粉煤灰等轻型材料填筑路基;④是在桥头路段先填筑路堤进行预压, 待路基沉降基本稳定后, 经开挖修建桥梁等结构物。这种措施将可能影响整体工程进度, 故仅在中国的少数地区被采用。

3、地基处理

从工程实践的效果来看，防止沉降、控制桥头跳车的一个重要且具有良好效果的措施就是加强桥背软弱地基的处理。按照规范要求在桥(涵)台填土前应对基底进行认真调查，并查看桥涵附近的地质剖面图，如为特殊土则必须认真地对其进行处理。目前处理这类特殊土的方法较多，但采用何种方法为好，根据具体情

况由设计而定。对于普通土地基则要认真进行清底，然后按要求对其进行压实，再在其上填土，有效控制并减少沉降缩小桥台与路堤的沉降差。

4、台背填料的选择

台背填料的选择会直接影响到路基压缩沉降和地基沉降，从而引起桥、涵头跳车现象的出现。一般为保证台背处路堤的稳定性,可选用内摩擦角比较大的如碎石、砂砾等透水材料,不仅有利于台背缝隙中渗入的雨水排出路堤外，还可以能较好地减少路基压缩沉降。如果在台背处填筑材料内选用那些摩擦角较小的材料, 一般路基的压缩沉降量较大。对土质不好的填筑，如果台背必须要填筑非透水性材料时(如土方等),必须对含水量较高的填料进行水分处理,必要时可以掺小剂量石灰和水泥或着直接换土。

5、台背排水

应结合考虑台背填料类型、降雨资料以及渗水量等诸多因素，在具体的工程施工中，针对排水方式进行合理的选择，确保台后填料的水分能够被尽可能地疏干。为了减少裂隙水侵入引起路基填方产生的病害填筑前,应在土拱上设置泄水管或盲沟使地表水快速流畅排出路基外,同时也是减弱各刚度不同结构产生差异沉降的有效办法。

6、合理设置搭板

结合理论与实践分析，常见的搭板的设置方法有这样几种方式：（1）在一定的搭板长度限度范围之内，路面受到车辆荷载的作用，其弯沉逐渐地变化，这个设置方法从理论上讲是可行的且完美的，不过在实际的施工中困难太大；（3）采用预留反向坡度，这种设置方法的前提是考虑路线纵断面平顺，这也是关键所在，在此基础上确定沉降差和预留反向坡度。

不设置搭板的情况在工程中也比较常见，处理上要求更为严格，必须对台后填筑作更为精细且周密的设计，施工要求更为认真，同时对填料和压实提出的要求也非常高，有时采用如铺土工格网、填筑聚乙烯块等专门的结构措施等等。

7、施工工艺控制

成立一个专门的施工队伍。设置专职监理人员和专职施工技术人员，指导施工，跟班作业, 严格做好抽检工作，全过程跟踪自检。根据气候、桥涵数量，准备专用机械。安排专门拌和场地，严禁在桥(涵)台背现场路拌。保证施工工艺可

以很好的实行下去。

8、桥台混凝土搭板及其顶层施工工艺

按照相关标准和规定的要求，在混凝土搭板实施过程中，必须严格根据规范规定的要求实施立模，同时确保混凝土表面坡度和平整度符合规定。对于凡搭板混顶面距基层顶面小于10cm的，按照规定的要求应在铺筑下面层时，必须将铺好的水泥碎石基层一律凿除，用下面层沥青混凝土统一实施填筑和找平，促使整体强度符合相关要求。

三、结束语

道路交通安全应引起足够的重视，在路桥工程过渡段的不均匀沉降，致使出现桥台跳车现象是比较尖锐的问题。台背填土施工是一个较为复杂、棘手的问题。

填料的好坏和压实效果直接影响台背的沉降,同时尽可能做到桥涵施工与路基开挖的结合, 在路桥工程中应重点关注并进行有效地防止，具体的施工和设计中必须结合工程地质等实际因素和条件，促使路桥过渡段的不均匀沉降尽可能地减少、甚至消除，达到减轻与防止桥头跳车现象的目的。

1、桥墩施工中存在的问题：

1)、外观质量较差，包括混凝土的颜色、均匀程度、光洁度等。

2）、混凝土表面的蜂窝、麻面、水纹、砂痕、露石等。

3）、墩柱混凝土表面的裂缝，尤其是顶部沿钢筋方向的裂纹。

4）、混凝土接茬、模板拼缝明显或粗糙等。

5）、墩柱底脚烂根，即最底部结合不紧密出现脱空：

防治措施：

施工中钢筋控制措施：首先，钢筋必须严格按图纸设计制作，原材料必须除锈，间距要保持均匀否则会影响到黏结力，造成质量不过关。其次，必须搭设工作平台，避免施工人员或机械直接对钢筋触动而造成局部变形。第三，钢筋上的垫块数量要根据保护层厚度适当增加或减少，保护层厚度必须控制得当。

施工中模板的控制措施：模板对墩柱外观起决定性作用，尽量使用钢模板代替木模，设计的定型钢模板应以单元面积大、接缝少、咬合严密为准则，须交给专业厂家加工，以保证模板的严密、平顺，尽量考虑增加刚度，减少对拉螺杆，以免螺杆空洞影响外观质量。在加工完成后应进行试拼验收，如果精度不够则交由厂

家处理完毕后运至现场。到现场后必须进行复查验收。使用前应对模板内侧进行刨光处理，即用砂轮片磨掉表面氧化层，,再使用工业砂轮布打磨使其呈现金属光泽，之后均匀涂刷脱模剂，待自然风干后才能安装。从设计、安装及拆除等各个工序都要严格要求，其拆除期限视当地气温及混凝土强度情况而定，保证拆模时的强度至少10Mpa以上。拆模完毕后要进行模板的磨刷整修及保养等工作，确保经反复周转使用后仍能满足精度平整度及光洁度要求。

混凝土的控制措施，混凝土是直接反应墩柱外观的，如果控制不好，无论钢筋模板有多规范都无法提高其外观质量。首先，原材料的选用必须严把质量关，桥梁规范上要求混凝土表面密实、平整、无色差，所以严格控制混凝土原材料质量是必须的，应合理确定混凝土的设计配合比，以其高混凝土的内在质量来尽量减少瑕疵和色差。同一桥梁应选用同一产地同一品牌的水泥，而且应尽量选用低中热品种，在水泥用量的控制上，应添加粉煤灰等外加剂来减少水泥用量，一为避免不同水泥引起色差，二为避免水化热过大而造成的混凝土表面裂缝。其次，在保证设计强度的前提下，用以其高混凝土的和易性、流动性为标准。对初凝时间及塌落度应严格控制。第三，要重点说到混凝土的振捣工艺控制，充分振捣时满足混凝土强度和外观的重要因素，是避免混凝土表面出现蜂窝、麻面、砂现等现象最直接有效手段，振捣时要控制以下几个要点：（1）分层浇筑最好是30～40cm，人力足够，振捣必须在混凝土初凝前完成。（2）振捣棒的插入方法是快插慢拔，以使气泡充分溢出。（3）振捣时间不可过长，也不可过短，在30秒左右为宜，密实的标准时混凝土表面不再下沉，无气泡冒出，表面出现平坦泛浆现象，如果振捣时间过短，则不利于气泡充分冒出，太长，则粗石料下沉，引起离析。（4）混凝土的自由下落高度不得超过2米，为了避免离析，应严格控制串筒至混凝土面的高度，不得超过1.5米。最后，浇筑完成要加强混凝土的养护工作，不仅为了防止裂缝，也为了表面颜色统一，尤其应该注意养护用水应用自来水，才能保证混凝土外观颜色一致，不可随意用各种生活污水或工业废水等养护。养护期内必须将垫石钢筋覆盖，注意外观防护，防止垫石钢筋遇水生锈，锈水流至墩帽周边影响外观，保证混凝土外观的清洁。另外，冬季施工浇注完毕后，必须做好保温防冻工作。