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强夯法在桥头地基处理中的应用
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摘 要：强夯法加固地基是一种常见的处治桥头跳车病害方式，简析了桥头跳车的特点和危害，探讨了强夯法的作用、施工工序和质量控制要求。
关键词： 桥头跳车 地基处理 强夯法 施工工序
桥头跳车是目前公路建设中常见的通病之一，严重影响了行车舒适性，降低了车辆的行驶速度和道路的通行能力，是道路交通安全的重要隐患之一，损害了公路建设的社会效益和经济效益。而采用强夯法对桥头地基进行处理是一种治理桥头跳车病害的有效方法，能够最大限度减少甚至消除跳车现象，满足公路对行车高速、安全及舒适的要求，延长道路的使用寿命，对公路建设具有十分重要的现实意义。该文在分析桥头跳车所产生危害的基础上，对桥头地基处理一种有效方法即强夯法进行初步探讨。
1 桥头跳车病害简介
桥头跳车是指桥梁或通道涵等构造物两侧与路堤填土衔接处产生较大差异的沉降和刚度差异，使得路面上出现显著的坡度变化和刚度变化，致使台背与构造物连接处的路面出现台阶，从而导致高速行驶的车辆通过台背回填处产生颠簸跳跃的现象。桥头跳车主要会产生以下危害：
1）降低行车的速度。（参考《建筑中文网》）
当车辆行至桥头陡坎时，为防止车辆的猛烈跳动，司机被迫刹车减速，降低了道路的使用功能；
2）容易引起行车事故。
由于车辆通过桥头陡坎引起跳车，使车辆颠簸，引起乘客及司机的不适，同时对司机产生相当不利的心理影响，严重时则会影响对车辆的正常操作，造成行车事故；
3）影响伸缩缝的使用及车辆的寿命。
由于车辆通过桥头时产生的跳动和冲击，从而对桥梁和道路造成附加的冲击荷载，加速了桥台、桥头搭板、支座及伸缩缝的损坏，特别是支座和伸缩缝的破坏，同时也加剧了车辆机件，轮胎等的磨损，降低了车辆的使用寿命。
2 强夯法的原理及作用
在公路施工过程中，处治桥头跳车病害经常采用的处理技术是对桥头的地基进行加固处理，其中强夯法就是一种常用且行之有效的处理方法。
2.1 基本原理
强夯法广泛的应用于地基沉降处治工程中。强夯法一般采用100~400kN的重锤，从6~40m的高处自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基中形成冲击波和动应力，将地基土压密、振实，以加固地基土，达到提高地基强度、降低其压缩性的目的。对地基的强夯处治，一方面是对地基产生压实和挤密作用；另一方面是通过强夯对地表下一定深度土层施加动力荷载，达到破坏土体结构强度、结构性大孔隙的作用。根据公路试验的研究及其它工程应用来看，在路基填土高小于5.0m的情况下，采用100t·m夯击功对地基按8击满夯一遍，然后将表面松散土整平。经过强夯处治地基的工后沉降一般小于5.0cm，且可以在3个月内完成，基本不影响路面铺筑以后的地基稳定性。
2.2 强夯处治的作用
1）提高承载能力。
对于天然地基采用强夯处治后，地基承载能力将会成倍提高。对于粘土，承载力可提高1 ~3倍；对粉质砂土，承载力可提高4倍以上；对砂土及泥灰岩土，承载力可提高2~4倍；
2）减少不均匀沉降。
通过一系列均匀的夯击及严格的施工控制，地基土体压缩性可降低2~10倍，大大改善了地基的均匀性，能使施工加荷后的地基差异沉降值控制在规定限度以内，即在工程使用上可以忽略不计地基的差异沉降；
3）缩短工期。
经验表明，经强夯一遍，可使5~12m厚的砂质冲击层产生瞬间沉降15 ~50cm；再夯一遍，又可产生瞬时沉降约为初始沉降的60%。这种强迫沉降的速度是一般其他方法所不能比拟的。每台设备加固地基的效率平均每天为300~600m2(根据土质及处治深度而异)。当强夯设备退场时，地基上各种路基工程和结构工程可立即开始，无须等待，因而较其它方法缩短工期。
3 强夯法的施工工序及质量控制
3.1 施工工序
1）清理并平整施工场地；2）标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；3）起重机就位，使夯锤对准夯点位置；4）测量夯前锤顶高程；5）将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；6）重复步骤5，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；7）重复步骤3~6，完成第一遍全部夯点的夯击；8）用推土机将夯坑修平，并测量场地高程；9）在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。
3.2 施工要求和检测
1）开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；2）在每遍夯击前，应对夯 点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正；3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量；4）一遍夯击完成后，应检测夯坑深度、夯点间距和处治宽度。检查强夯施工记录，基础内每个夯点的累计夯沉量，不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95%，合格后方可填平；5）满夯后，对场地进行平整和压实，应达到规范要求的各项指标，并测量高程，填写地面标高变化；6）满夯结束7d后，在每500~1000m2面积内任选一处，应从夯击终止时的夯面起，每隔50~100cm取土样测定土的干密度、力学及物理等指标；7）当需要采用静力触探等方法测定强夯土的承载力时，宜在地基强夯结束一个月后进行。
根据试验和测试结果，应对不合格处进行补夯，或采取其它补救措施，以达到试夯或设计规定的指标。
强夯处理原地基与铺筑砂砾、灰土垫层相比，减免了使用砂砾、石灰等建筑材料；对于处治面积大于5000m2的情况，处治费用也较低，一般在20元/m2以下，处治效果也十分显著。但有时候必须依据实际情况，从经济性和处治效果方面相比较后选用处治方法。3.3 注意事项
1）地基的处理范围应大于基础的平面尺寸，每边超出基础外缘的宽度不宜小于3m；
2）施工前应按设计要求在现场选点进行试夯，在同一场地内如土性基本相同，试夯可在一处进行，若差异明显应在不同地段分别进行试夯；
3）在试夯过程中，应测量每个夯点每夯击一次的下沉量(简称夯沉量)。最后两击的平均夯沉量不宜大于5cm，或按试夯结果确定；
4）试夯结束后，应从夯击终止时的夯面起，每隔50cm取土样进行室内试验，测定土的干密度、压缩系数等物理及力学指标；
5）试夯结果不满足设计要求时，可调整夯锤质量、落距或其它参数重新进行试夯，也可修改设计方案。
4 结语
通过处理地基来处治桥头跳车病害的方法有多种，如：换填法、水泥粉煤灰碎石桩、强夯法、排水固结法。而强夯法因其施工期短、费用低、效果明显、施工工艺简单等优点在实际工程施工中被广泛采用，并取得了很好的社会效益和经济效益。
参考文献：
〔1〕孙长庚. 公路桥头跳车的防治措施〔J〕. 中外公路，2006，26（6）：20~21.
〔2〕李明杰. 桥头跳车病害分析及防治技术研究〔D〕. 西安：长安大学，2004.
来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200802/8106.htm
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