強(qiáng)夯法在橋頭地基處理中的應(yīng)用

李尚文

摘要：強(qiáng)夯法加固地基是一種常見的處治橋頭跳車病害方式，簡(jiǎn)析了橋頭跳車的特點(diǎn)和危害，探討了強(qiáng)夯法的作用、施工工序和質(zhì)量控制要求。

關(guān)鍵詞：橋頭跳車；地基處理；強(qiáng)夯法；施工工序

橋頭跳車是目前公路建設(shè)中常見的通病之一，嚴(yán)重影響了行車舒適性，降低了車輛的行駛速度和道路的通行能力，是道路交通安全的重要隱患之一，損害了公路建設(shè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。而采用強(qiáng)夯法對(duì)橋頭地基進(jìn)行處理是一種治理橋頭跳車病害的有效方法，能夠最大限度減少甚至消除跳車現(xiàn)象，滿足公路對(duì)行車高速、安全及舒適的要求，延長(zhǎng)道路的使用壽命，對(duì)公路建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。該文在分析橋頭跳車所產(chǎn)生危害的基礎(chǔ)上，對(duì)橋頭地基處理一種有效方法即強(qiáng)夯法進(jìn)行初步探討。

1 橋頭跳車病害簡(jiǎn)介

橋頭跳車是指橋梁或通道涵等構(gòu)造物兩側(cè)與路堤填土銜接處產(chǎn)生較大差異的沉降和剛度差異，使得路面上出現(xiàn)顯著的坡度變化和剛度變化，致使臺(tái)背與構(gòu)造物連接處的路面出現(xiàn)臺(tái)階，從而導(dǎo)致高速行駛的車輛通過臺(tái)背回填處產(chǎn)生顛簸跳躍的現(xiàn)象。橋頭跳車主要會(huì)產(chǎn)生以下危害：

1.1 降低行車的速度。

當(dāng)車輛行至橋頭陡坎時(shí)，為防止車輛的猛烈跳動(dòng)，司機(jī)被迫剎車減速，降低了道路的使用功能；

1.2 容易引起行車事故。

由于車輛通過橋頭陡坎引起跳車，使車輛顛簸，引起乘客及司機(jī)的不適，同時(shí)對(duì)司機(jī)產(chǎn)生相當(dāng)不利的心理影響，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)影響對(duì)車輛的正常操作，造成行車事故；

1.3 影響伸縮縫的使用及車輛的壽命。

由于車輛通過橋頭時(shí)產(chǎn)生的跳動(dòng)和沖擊，從而對(duì)橋梁和道路造成附加的沖擊荷載，加速了橋臺(tái)、橋頭搭板、支座及伸縮縫的損壞，特別是支座和伸縮縫的破壞，同時(shí)也加劇了車輛機(jī)件，輪胎等的磨損，降低了車輛的使用壽命。

2 強(qiáng)夯法的原理及作用

在公路施工過程中，處治橋頭跳車病害經(jīng)常采用的處理技術(shù)是對(duì)橋頭的地基進(jìn)行加固處理，其中強(qiáng)夯法就是一種常用且行之有效的處理方法。

2.1 基本原理

強(qiáng)夯法廣泛的應(yīng)用于地基沉降處治工程中。強(qiáng)夯法一般采用100~400kN的重錘，從6~40m的高處自由落下，對(duì)地基土施加強(qiáng)大的沖擊能，在地基中形成沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，將地基土壓密、振實(shí)，以加固地基土，達(dá)到提高地基強(qiáng)度、降低其壓縮性的目的。對(duì)地基的強(qiáng)夯處治，一方面是對(duì)地基產(chǎn)生壓實(shí)和擠密作用；另一方面是通過強(qiáng)夯對(duì)地表下一定深度土層施加動(dòng)力荷載，達(dá)到破壞土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)性大孔隙的作用。根據(jù)公路試驗(yàn)的研究及其它工程應(yīng)用來看，在路基填土高小于5.0m的情況下，采用100t·m夯擊功對(duì)地基按8擊滿夯一遍，然后將表面松散土整平。經(jīng)過強(qiáng)夯處治地基的工后沉降一般小于5.0cm，且可以在3個(gè)月內(nèi)完成，基本不影響路面鋪筑以后的地基穩(wěn)定性。

2.2 強(qiáng)夯處治的作用

提高承載能力。對(duì)于天然地基采用強(qiáng)夯處治后，地基承載能力將會(huì)成倍提高。對(duì)于粘土，承載力可提高1~3倍；對(duì)粉質(zhì)砂土，承載力可提高4倍以上；對(duì)砂土及泥灰?guī)r土，承載力可提高2~4倍；

減少不均勻沉降。通過一系列均勻的夯擊及嚴(yán)格的施工控制，地基土體壓縮性可降低2~10倍，大大改善了地基的均勻性，能使施工加荷后的地基差異沉降值控制在規(guī)定限度以內(nèi)，即在工程使用上可以忽略不計(jì)地基的差異沉降；

縮短工期。經(jīng)驗(yàn)表明，經(jīng)強(qiáng)夯一遍，可使5~12m厚的砂質(zhì)沖擊層產(chǎn)生瞬間沉降15~50cm；再夯一遍，又可產(chǎn)生瞬時(shí)沉降約為初始沉降的60%。這種強(qiáng)迫沉降的速度是一般其他方法所不能比擬的。每臺(tái)設(shè)備加固地基的效率平均每天為300~600m2(根據(jù)土質(zhì)及處治深度而異)。當(dāng)強(qiáng)夯設(shè)備退場(chǎng)時(shí)，地基上各種路基工程和結(jié)構(gòu)工程可立即開始，無須等待，因而較其它方法縮短工期。

3 強(qiáng)夯法的施工工序及質(zhì)量控制

3.1 施工工序

清理并平整施工場(chǎng)地；標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程；起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置測(cè)量夯前錘頂高程；將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平；重復(fù)步驟5，按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；重復(fù)步驟3~6，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊；用推土機(jī)將夯坑修平，并測(cè)量場(chǎng)地高程；在規(guī)定的時(shí)間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

3.2 施工要求和檢測(cè)

開夯前應(yīng)檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計(jì)要求；在每遍夯擊前，應(yīng)對(duì)夯 點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時(shí)糾正；按設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量；一遍夯擊完成后，應(yīng)檢測(cè)夯坑深度、夯點(diǎn)間距和處治寬度。檢查強(qiáng)夯施工記錄，基礎(chǔ)內(nèi)每個(gè)夯點(diǎn)的累計(jì)夯沉量，不得小于試夯時(shí)各夯點(diǎn)平均夯沉量的95%，合格后方可填平；滿夯后，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整和壓實(shí)，應(yīng)達(dá)到規(guī)范要求的各項(xiàng)指標(biāo)，并測(cè)量高程，填寫地面標(biāo)高變化；滿夯結(jié)束7d后，在每500~1000m2面積內(nèi)任選一處，應(yīng)從夯擊終止時(shí)的夯面起，每隔50~100cm取土樣測(cè)定土的干密度、力學(xué)及物理等指標(biāo)；當(dāng)需要采用靜力觸探等方法測(cè)定強(qiáng)夯土的承載力時(shí)，宜在地基強(qiáng)夯結(jié)束一個(gè)月后進(jìn)行。

根據(jù)試驗(yàn)和測(cè)試結(jié)果，應(yīng)對(duì)不合格處進(jìn)行補(bǔ)夯，或采取其它補(bǔ)救措施，以達(dá)到試夯或設(shè)計(jì)規(guī)定的指標(biāo)。

強(qiáng)夯處理原地基與鋪筑砂礫、灰土墊層相比，減免了使用砂礫、石灰等建筑材料；對(duì)于處治面積大于5000m2的情況，處治費(fèi)用也較低，一般在20元/m2以下，處治效果也十分顯著。但有時(shí)候必須依據(jù)實(shí)際情況，從經(jīng)濟(jì)性和處治效果方面相比較后選用處治方法。

3.3 注意事項(xiàng)

地基的處理范圍應(yīng)大于基礎(chǔ)的平面尺寸，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度不宜小于3m；施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求在現(xiàn)場(chǎng)選點(diǎn)進(jìn)行試夯，在同一場(chǎng)地內(nèi)如土性基本相同，試夯可在一處進(jìn)行，若差異明顯應(yīng)在不同地段分別進(jìn)行試夯；在試夯過程中，應(yīng)測(cè)量每個(gè)夯點(diǎn)每夯擊一次的下沉量(簡(jiǎn)稱夯沉量)。最后兩擊的平均夯沉量不宜大于5cm，或按試夯結(jié)果確定；試夯結(jié)束后，應(yīng)從夯擊終止時(shí)的夯面起，每隔50cm取土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)定土的干密度、壓縮系數(shù)等物理及力學(xué)指標(biāo)；

試夯結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可調(diào)整夯錘質(zhì)量、落距或其它參數(shù)重新進(jìn)行試夯，也可修改設(shè)計(jì)方案。

4 結(jié)語

通過處理地基來處治橋頭跳車病害的方法有多種，如：換填法、水泥粉煤灰碎石樁、強(qiáng)夯法、排水固結(jié)法。而強(qiáng)夯法因其施工期短、費(fèi)用低、效果明顯、施工工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)在實(shí)際工程施工中被廣泛采用，并取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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