強夯法在橋頭地基處理中的應用

李尚文

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

關鍵詞：橋頭跳車；地基處理；強夯法；施工工序

橋頭跳車是目前公路建設中常見的通病之一，嚴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，損害了公路建設的社會效益和經(jīng)濟效益。而采用強夯法對橋頭地基進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，滿足公路對行車高速、安全及舒適的要求，延長道路的使用壽命，對公路建設具有十分重要的現(xiàn)實意義。該文在分析橋頭跳車所產生危害的基礎上，對橋頭地基處理一種有效方法即強夯法進行初步探討。

1 橋頭跳車病害簡介

橋頭跳車是指橋梁或通道涵等構造物兩側與路堤填土銜接處產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，致使臺背與構造物連接處的路面出現(xiàn)臺階，從而導致高速行駛的車輛通過臺背回填處產生顛簸跳躍的現(xiàn)象。橋頭跳車主要會產生以下危害：

1.1 降低行車的速度。

當車輛行至橋頭陡坎時，為防止車輛的猛烈跳動，司機被迫剎車減速，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，引起乘客及司機的不適，同時對司機產生相當不利的心理影響，嚴重時則會影響對車輛的正常操作，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產生的跳動和沖擊，從而對橋梁和道路造成附加的沖擊荷載，加速了橋臺、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，同時也加劇了車輛機件，輪胎等的磨損，降低了車輛的使用壽命。

2 強夯法的原理及作用

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

2.1 基本原理

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

2.2 強夯處治的作用

提高承載能力。對于天然地基采用強夯處治后，地基承載能力將會成倍提高。對于粘土，承載力可提高1~3倍；對粉質砂土，承載力可提高4倍以上；對砂土及泥灰?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，即在工程使用上可以忽略不計地基的差異沉降；

縮短工期。經(jīng)驗表明，經(jīng)強夯一遍，可使5~12m厚的砂質沖擊層產生瞬間沉降15~50cm；再夯一遍，又可產生瞬時沉降約為初始沉降的60%。這種強迫沉降的速度是一般其他方法所不能比擬的。每臺設備加固地基的效率平均每天為300~600m2(根據(jù)土質及處治深度而異)。當強夯設備退場時，地基上各種路基工程和結構工程可立即開始，無須等待，因而較其它方法縮短工期。

3 強夯法的施工工序及質量控制

3.1 施工工序

清理并平整施工場地；標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；起重機就位，使夯錘對準夯點位置測量夯前錘頂高程；將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平；重復步驟5，按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準，完成一個夯點的夯擊；重復步驟3~6，完成第一遍全部夯點的夯擊；用推土機將夯坑修平，并測量場地高程；在規(guī)定的時間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。

3.2 施工要求和檢測

開夯前應檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求；在每遍夯擊前，應對夯 點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應及時糾正；按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量；一遍夯擊完成后，應檢測夯坑深度、夯點間距和處治寬度。檢查強夯施工記錄，基礎內每個夯點的累計夯沉量，不得小于試夯時各夯點平均夯沉量的95%，合格后方可填平；滿夯后，對場地進行平整和壓實，應達到規(guī)范要求的各項指標，并測量高程，填寫地面標高變化；滿夯結束7d后，在每500~1000m2面積內任選一處，應從夯擊終止時的夯面起，每隔50~100cm取土樣測定土的干密度、力學及物理等指標；當需要采用靜力觸探等方法測定強夯土的承載力時，宜在地基強夯結束一個月后進行。

根據(jù)試驗和測試結果，應對不合格處進行補夯，或采取其它補救措施，以達到試夯或設計規(guī)定的指標。

強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；對于處治面積大于5000m2的情況，處治費用也較低，一般在20元/m2以下，處治效果也十分顯著。但有時候必須依據(jù)實際情況，從經(jīng)濟性和處治效果方面相比較后選用處治方法。

3.3 注意事項

地基的處理范圍應大于基礎的平面尺寸，每邊超出基礎外緣的寬度不宜小于3m；施工前應按設計要求在現(xiàn)場選點進行試夯，在同一場地內如土性基本相同，試夯可在一處進行，若差異明顯應在不同地段分別進行試夯；在試夯過程中，應測量每個夯點每夯擊一次的下沉量(簡稱夯沉量)。最后兩擊的平均夯沉量不宜大于5cm，或按試夯結果確定；試夯結束后，應從夯擊終止時的夯面起，每隔50cm取土樣進行室內試驗，測定土的干密度、壓縮系數(shù)等物理及力學指標；

試夯結果不滿足設計要求時，可調整夯錘質量、落距或其它參數(shù)重新進行試夯，也可修改設計方案。

4 結語

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、強夯法、排水固結法。而強夯法因其施工期短、費用低、效果明顯、施工工藝簡單等優(yōu)點在實際工程施工中被廣泛采用，并取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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