基于强夯法的台背回填技术研究.doc

龙源期刊网 基于强夯法的台背回填技术研究作者：刘亚军 樊明顺来源：科技创新导报2011年第16期摘 要:为了消除或缓解在结构物背部,由于回填填方法不当,造成结构物背部产生“桥头跳车”的现象,本文介绍了采用强夯的方法处理结构物背部回填的基本原理、变形规律,同时提出强夯设计和施工的技术要求,为减少台背的不均匀沉降量,较好地解决这一病害,确保良好的车辆运行条件。 关键词:强夯法台背回填机理设计和施工 中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0034-01 1 前言 为减少或消除结构物背部回填造成的不均匀沉降,对新填筑的背部回填地基进行加固处理是非常有必要的,以改善地基性能,提高承载能力,减少地基沉降,从而减小新旧背部回填的差异沉降。强夯法在国内外被广泛用于地基加固处理工程之中,对于路堤采用强夯处治,道路工程界尚在探索中。强夯法补强结构物背部回填,是一种在路基填筑完成后,路面铺筑之前发现路基存在压实质量问题时采用的预防性补救措施。通过强夯法处治可以成倍的提高路基承载能力,大大改善路基的均匀性,从而减少结构物背部回填的不均匀沉降值。 2 强夯夯实机理 强夯法是将重型夯锤从一定高度自由落下,对土体产生巨大的冲击能,冲击能一方面有效地提高土体的密实度,另一方面使路基附近的桥台等构造物受到振动冲击力的作用。夯击功能在土体中的扩散大致呈椭球形,这种扩散规律与外荷载作用下土体中应力按压力泡形扩散的规律具有相似之处。夯击功能在夯点处出发,在土中按椭球扩散,并逐渐衰减;在一定深度和宽度范围内,土体吸收夯击能占了绝大部分,从而形成了对土体有效加固。 3 强夯法加固台背设计与施工 3.1 设计方法和步骤 强夯法处治结构物背部路堤的设计方法和步骤,主要有: (1)查明桥台类型及基础刚度、地基承载力情况与工程规模的大小及重要性等。 对于不同类型桥台,结构物背部路堤采用强夯补强措施的可行性主要取决于三个方面:桥台容许位移的大小;桥台承受强夯瞬间冲击力时的抗弯拉强度;强夯时传递至结构物背部上振动冲击力大小及持续时间。 就目前工程实际而言,强夯处治措施仅限于钢筋混凝土桥台。对于其它类型桥台,尚需进一步的研究和试验加以确定。对于采用强夯处治结构物背部路堤的情况,桥台基础刚度及地基承载力均应大于相应规范的设计要求;地基不容许存在湿陷或陷穴等陷患病害。 (2)根据已查明的资料,确定处治深度及相应的夯击功能,并进行夯点的布设。 强夯补强结构物背部路堤在填土高度较大时,强夯处治的深度只能限定在路基表面下3.0m或4.0m范围内。若要求加大处治深度,则应采用分层夯实处治的方法。 夯击功能包括单击功能和夯击数,在一般情况下,单击功能大、夯击次数多,则处治效果好。但对强夯补强结构物背部路堤问题,完全依靠增大单击功能和夯击次数,既不经济也不利于桥台安全。这时在夯击功能一定情况下,需确定夯点布设方式、夯击顺序、遍数以及对不同夯点采用的夯击功能等问题。 (3)根据已确定的施工参数,制订施工计划和夯实机具及夯锤形状和尺寸。 强夯施工机械轻型化有利于转动和沿路基行走,从而缩短处治工期,提高工效。在单击功能一定情况下,为了提高强夯处治有效深度,一般宜采用圆形球底夯锤。 (4)强夯施工前要进行试夯,对处治效果进行检验测试。 3.2 夯实机具选择的原则 夯实机具选择的原则:起吊设备应灵活,便于转动和沿线行走;夯锤落地后的振动冲击影响深度大,对侧向的影响小。因而要求夯锤的重量和体积不能太大。研究认为,对于结构物背部强夯补强情况,一般宜选用15.0t以下的起吊机械,夯锤重量相应不宜大于10t,采用圆形球底重锤。 3.3 夯点布设方案 在结构物背部路堤上的夯点宜按两排或三排布设,考虑强夯振动对桥台的影响以及距离太近可能对台帽产生碰撞,故第一排夯点中心与结构物背部距离不宜小于锤的直径,且夯锤边缘距结构物背部的最小距离应大于0.5m。第二排夯点布设,各夯点中心连线成等边三角形,锤边缘间距等于1/4锤体外形直径,尽可能使结构物背部路堤保持均匀夯实,故第二排夯点中心距结构物背部为两倍锤的直径。各夯点与八字墙的距离应不小于3.0m,对于距离八字墙3.0m之内路基强夯应作特殊设计。 由于桥台抗振能力随台高增大而有所减小,以及强夯处治深度随夯击功能的增大而增加,一般对小于4.0m台高可按两排布设夯点;4.06.0m台高最好按三排布设夯点;对于6.0m以上台高,不仅夯点数要相应增加,同时还应对桥台进行临时加固措施,如在1/2台高位置增设若干临时支撑梁等,并要密切观察桥台在强夯施工中的变形和稳定性。 3.4 夯击功能与夯击数的设计 夯击功能与夯击数的设计与夯点布设方案有关,可根据具体情况加以试夯确定。在结构物背部近处夯点的夯击功能及夯击数均应减少1/2或1/3。对距八字墙1.0m3.0m范围路基宜用较小夯击功能拍夯击实(比正常情况的夯击功能小1/2倍或更小)。 3.5 夯击顺序和夯击遍数 为了减少对桥台振动的影响,结构物背部路堤强夯宜一次夯完。同时,为了确保对路堤的均匀夯实,并减少对桥台振动影响,应严格遵循先两边后中间、先远后近的强夯顺序,这样可以有效控制填土的侧向挤出,并对结构物背部土体产生挤密作用。对于路肩处夯点也应保持与同排其它夯点相同的夯击功能和夯击数。 3.6 强夯过程中和夯后的技术处理 在强夯施工过程中,随着夯沉量增大,有可能因夯锤偏位或路基土体密实度不均匀,导致夯坑底部不平,夯锤落地不稳。因此在施工期间,应预备一定的填料和临时工,在必要时对夯坑作处理。 强夯施工完成后,应对坑底以上土体进行良好的压实或人工夯实处理,以保证夯后路基表层土体也能到达设计要求的压实度。 4 结语 强夯法能有效地处理台背,减少台背的工后沉降,但在工程应用中,为确保桥台的安全,宜在桥面铺装之前进行,将桥面板吊装后,在每块板与桥台间的伸缩缝中插入不少于两个预制的钢楔或木楔,从而使通道两侧桥台共同受力。强夯施工期间要注意观测台身混凝土是否产生裂缝。若出现裂缝,则应停止强夯施工。 参考文献 1 韩公江.三吨重锤夯实处理填土地基作浅基础J.四川建筑科学研究;1980(4). 2 费鸿庆.强夯法 深层密实土壤的加固方法J.建筑技