球底錘對(duì)橋臺(tái)背路基夯實(shí)效果的研究

摘 要：為了研究球底錘對(duì)橋臺(tái)背路基的夯實(shí)效果，采用模型試驗(yàn)的方法，通過在橋臺(tái)和夯錘上分別布設(shè)加速度計(jì)，得到了在不同試驗(yàn)方案下加速度隨橋臺(tái)高度和夯擊次數(shù)的變化規(guī)律，分析比較了平底錘和球底錘對(duì)橋臺(tái)的振動(dòng)影響和臺(tái)后填土的夯實(shí)效果。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用球底錘夯實(shí)橋臺(tái)背路基，對(duì)橋臺(tái)的振動(dòng)影響較小，并且產(chǎn)生的夯沉量較大，夯實(shí)效果較好。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯；球底錘；橋臺(tái)背路基

前言

強(qiáng)夯法是地基處理中的一種常用方法，但在處理橋臺(tái)背路基時(shí)還存在一些技術(shù)問題有待探討，很多學(xué)者為此做了大量研究。費(fèi)香澤等[1-2]結(jié)合強(qiáng)夯工程實(shí)例，并利用室內(nèi)模型試驗(yàn)，對(duì)公路建設(shè)中強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索。于克萍等[3-4]結(jié)合室內(nèi)模型試驗(yàn)和現(xiàn)場的試驗(yàn)研究對(duì)黃土路堤強(qiáng)夯壓實(shí)處理問題進(jìn)行了研究。范秋雁等[5]利用室內(nèi)模型試驗(yàn)，研究了相同夯擊能情況下，不同夯錘底面積、夯錘重量所產(chǎn)生的加固效果。為此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)模型試驗(yàn)，重點(diǎn)研究了采用球底錘夯擊橋臺(tái)背路基時(shí)，橋臺(tái)的振動(dòng)情況、臺(tái)后填土的夯實(shí)效果，為實(shí)際工程提供參考。

1 模型試驗(yàn)概況[6]

1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

試驗(yàn)所用橋臺(tái)模型是根據(jù)相似原理建立，橋臺(tái)尺寸見圖1。建立頂寬為5.5m，縱向長為5.6m的模型路基。選用黃土作為路基的填料，其主要的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。模型試驗(yàn)采用平底型和球底型兩種夯錘。

夯點(diǎn)位置見圖2。在橋臺(tái)背上布設(shè)5個(gè)加速度計(jì)，依次按a-1#至a-5#編號(hào)，用符號(hào)⊥表示，球底錘上布設(shè)a-6#加速度計(jì)，用于測試夯錘的沖擊加速度。測點(diǎn)布設(shè)見圖3。

1.2 試驗(yàn)方案

（1）方案一：用250kg平底錘按照夯點(diǎn)編號(hào)依次各夯擊5次，然后按此方法分別用500kg平底錘、250kg球底錘、500kg球底錘進(jìn)行夯擊；（2）方案二：在圖2所示3#點(diǎn)處相繼用250kg和500kg的平底錘各夯擊10次；（3）方案三：在圖2所示3#點(diǎn)處用375kg球底錘單點(diǎn)夯擊20次。

根據(jù)模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容完成各項(xiàng)工作，按照試驗(yàn)方案進(jìn)行夯擊試驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 橋臺(tái)上的加速度計(jì)測試結(jié)果

按照方案一進(jìn)行夯擊時(shí)，3#點(diǎn)處夯擊所測得的加速度值見圖4。由圖4可見，隨著錘重的增大，橋臺(tái)的加速度值也隨之增大。在相同錘重情況下，采用球底錘進(jìn)行夯擊時(shí)，所測得的加速度值較小，說明采用球底錘進(jìn)行夯擊時(shí)，對(duì)橋臺(tái)的振動(dòng)影響相對(duì)較小。

2.2 夯錘上的加速度計(jì)測試結(jié)果

圖5曲線1表示采用方案二進(jìn)行夯擊后夯沉量隨夯擊數(shù)的變化情況，曲線2表示采用方案三夯擊后夯沉量的實(shí)測值，曲線3表示布設(shè)在夯錘上的a-6#加速度計(jì)所測得的累計(jì)夯沉量值。

通過對(duì)比圖5中的曲線2和曲線3可知，實(shí)際測得的夯沉量值明顯大于由加速度計(jì)所測得的累計(jì)夯沉量值。原因主要是加速度計(jì)所測得的累計(jì)夯沉量反映的是夯錘的平均夯沉量，而實(shí)測值則反映的是球底錘底部中心點(diǎn)處的最大夯沉量。比較曲線1和曲線3可得到，采用球底錘夯擊時(shí)實(shí)際產(chǎn)生的夯沉量大于平底錘，說明采用球底錘夯實(shí)效果較好。

3 結(jié)束語

（1）隨著錘重的增加，兩種錘型對(duì)橋臺(tái)的振動(dòng)影響均呈現(xiàn)增大的變化趨勢。因此，合理的選擇錘重可有效的控制強(qiáng)夯對(duì)橋臺(tái)所產(chǎn)生的振動(dòng)影響。（2）比較試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可見，對(duì)橋臺(tái)背路基進(jìn)行強(qiáng)夯加固時(shí)，球底錘比平底錘所產(chǎn)生的振動(dòng)影響小，并且采用球底錘夯擊后夯沉量更大，夯實(shí)效果更好。

參考文獻(xiàn)

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[2]費(fèi)香澤，王釗，周正兵.黃土強(qiáng)夯的模型試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2002，23（4）：437-441.

[3]于克萍，程俠，折學(xué)森.強(qiáng)夯處理黃土路堤的模型試驗(yàn)[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，23（4）：22-24.

[4]于克萍，折學(xué)森.強(qiáng)夯壓實(shí)黃土路基的現(xiàn)場試驗(yàn)研究[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)（建筑與環(huán)境科學(xué)版），2003，20（2）：20-23.

[5]范秋雁，陳景河，易劍輝.強(qiáng)夯法中幾個(gè)問題的室內(nèi)模型試驗(yàn)研究[J].土工基礎(chǔ)，2005，19（6）：64-67.

[6]王穎蛟，鄭小艷.夯錘形狀對(duì)強(qiáng)夯加固效果的影響[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2013（4）：116-118.