淺談強(qiáng)夯法加固地基的施工質(zhì)量控制

郭　芳

摘要在分析橋頭跳車的特點(diǎn)及所產(chǎn)生危害的基礎(chǔ)上，對橋頭地基處理一種有效方法即強(qiáng)夯法進(jìn)行初步探討。

關(guān)鍵詞強(qiáng)夯法橋頭跳車地基處理質(zhì)量控制

中圖分類號：TU4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—7597(2009)0410095—01

強(qiáng)夯法處理地基是20世紀(jì)60年代末Menard技術(shù)公司首先創(chuàng)立的，該方法將80～400kN重錘從落距6-40m處自由落下，給地基以沖擊和振動，從而提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性。強(qiáng)夯法常用來加固碎石、砂土、粘性土、雜填土、濕隱性黃土等各類地基土。強(qiáng)夯法因其施工期短、費(fèi)用低、效果明顯、施工工藝簡單等優(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效益和經(jīng)濟(jì)效益。

一、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。

(一)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，對地基土施加強(qiáng)大的沖擊能，在地基中形成沖擊波和動應(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。對地基的強(qiáng)夯處治，一方面是對地基產(chǎn)生壓實(shí)和擠密作用：另一方面是通過強(qiáng)夯對地表下一定深度土層施加動力荷載，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個月內(nèi)完成，基本不影響路面鋪筑以后的地基穩(wěn)定性。

(二)強(qiáng)夯處治的作用

1提高承載能力。對于天然地基采用強(qiáng)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(zhì)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；

2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；

3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)備退場時，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。

二、橋頭跳車病害簡介

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，致使臺背與構(gòu)造物連接處的路面出現(xiàn)臺階，從而導(dǎo)致高速行駛的車輛通過臺背回填處產(chǎn)生顛簸跳躍的現(xiàn)象。橋頭跳車主要會產(chǎn)生以下危害：

1降低行車的速度。當(dāng)車輛行至橋頭陡坎時，為防止車輛的猛烈跳動，司機(jī)被迫剎車減速，降低了道路的使用功能；

2客及司機(jī)的不適，同時對司機(jī)產(chǎn)生相當(dāng)不利的心理影響，嚴(yán)重時則會影響對車輛的正常操作，造成行車事故：

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(chǎn)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(jī)件，輪胎等的磨損，降低了車輛的使用壽命。

三、強(qiáng)夯法的施工工序及質(zhì)量控制

(一)施工工序

(1)清理并平整施工場地：(2)標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測量場地高程：(3)起重機(jī)就位，使夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn)位置：(4)測量夯前錘頂高程：(5)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，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時將坑底整平：(6)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)，完成一個夯點(diǎn)的夯擊：(7)重復(fù)步驟(3)～(6)，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊：(8)用推土機(jī)將夯坑修平，并測量場地高程；(9)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(shí)，并測量夯后場地高程。

(二)施工要求和檢測

(1)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：(2)在每遍夯擊前，應(yīng)對夯點(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)及時糾正：(3)按設(shè)計(jì)要求檢查每個夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量；(4)一遍夯擊完成后，應(yīng)檢測夯坑深度、夯點(diǎn)間距和處治寬度。檢查強(qiáng)夯施工記錄，基礎(chǔ)內(nèi)每個夯點(diǎn)的累計(jì)夯沉量，不得小于試夯時各夯點(diǎn)平均夯沉量的95％，合格后方可填平：(5)滿夯后，對場地進(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)，并測量高程，填寫地面標(biāo)高變化；(6)滿夯結(jié)束7d后，在每500～1000m2面積內(nèi)任選一處，應(yīng)從夯擊終止時的夯面起，每隔50～100cm取土樣測定土的干密度、力學(xué)及物理等指標(biāo)；(7)當(dāng)需要采用靜力觸探等方法測定強(qiáng)夯土的承載力時，宜在地基強(qiáng)夯結(jié)束一個月后進(jìn)行。根據(jù)試驗(yàn)和測試結(jié)果，應(yīng)對不合格處進(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。

(三)注意事項(xiàng)

1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；

2施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求在現(xiàn)場選點(diǎn)進(jìn)行試夯，在同一場地內(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：

3在試夯過程中，應(yīng)測量每個夯點(diǎn)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(jié)果確定：

4試夯結(jié)束后，應(yīng)從夯擊終止時的夯面起，每隔50cm取土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，測定土的干密度、壓縮系數(shù)等物理及力學(xué)指標(biāo)；

5試夯結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求時，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。

四、結(jié)語

強(qiáng)夯法處理地基由于其具有設(shè)各簡單、施工速度快、適用范圍廣、節(jié)約三材、經(jīng)濟(jì)可行、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過20多年來的應(yīng)用與發(fā)展，強(qiáng)夯法處理地基受到各國工程界的重視，并得以迅速推廣，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。而采用強(qiáng)夯法對橋頭地基進(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(shè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。