李 莉

目前,公路建設(shè)施工中常見(jiàn)的質(zhì)量通病——橋頭跳車,直接引發(fā)車輛顛簸,降低行車舒適度,影響了道路原有的使用功能和通行能力,是道路交通安全的重要隱患之一,必須引起大家的足夠重視。

通過(guò)大量施工實(shí)踐證明,采用強(qiáng)夯法對(duì)橋頭地基進(jìn)行處理是預(yù)防橋頭跳車病害的有效施工方法,能夠有效地減少甚至消除橋頭跳車病害現(xiàn)象,保證公路整體能夠滿足對(duì)行車速度、行車安全及行車舒適度的種種要求,延長(zhǎng)公路的使用壽命,對(duì)公路建設(shè)施工具有十分重要的意義。

1 橋頭跳車的成因分析

1)橋頭路堤及錐坡范圍內(nèi)原地基處理不徹底。橋頭路堤及錐坡一般均位于天然地基上,如果在填土前不做基底處理或處理不徹底,在路堤土的重力作用下將會(huì)產(chǎn)生較大變形,再加之我國(guó)目前對(duì)公路工程施工的工期要求都很嚴(yán)格,無(wú)法為路堤土提供足夠的自然沉降時(shí)間。這樣一來(lái),橋頭路堤土重力產(chǎn)生的變形往往不能在橋頭路面鋪筑時(shí)完成,這樣必然產(chǎn)生橋不沉而路沉的不同步現(xiàn)象,形成沉降差,從而造成橋頭跳車病害。2)壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。由于橋頭臺(tái)背填土范圍,在施工過(guò)程中壓路機(jī)碾壓的工作面小,特別是埋置式肋形或柱式橋臺(tái)的臺(tái)帽周圍一般壓路機(jī)無(wú)法作業(yè),而采用人工夯實(shí)工藝,這就導(dǎo)致橋頭臺(tái)背回填及錐坡的填土壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),或者本身標(biāo)準(zhǔn)要求就不同于主線路段的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)要求,最終造成這部分填土下沉引起跳車。3)路面滲水。路面水滲入路基或路面積水沿臺(tái)背滲入路基,造成路基土軟化、水土流失,引起橋頭臺(tái)背路基下沉,造成跳車。再加之橋頭路基兩側(cè)排水不暢、防水工程不完善也極易引起路基土的流失,從而引起沉降和跳車。

2 橋頭跳車的危害

1)降低行車速度;2)容易引發(fā)行車事故;3)由于車輛在高速行駛狀態(tài)下在橋頭產(chǎn)生跳動(dòng)和沖擊,對(duì)路面和橋梁產(chǎn)生附加力的沖擊荷載,加速了橋臺(tái)、路面及伸縮縫裝置的破壞,加快了車輛本身的磨損,直接影響了公路的使用壽命和社會(huì)效益。

以上所述的原因分析,完全消滅沉降差和跳車現(xiàn)象幾乎是不可能的,我們采取各種防治措施的目的也只能是減少沉降差,以最大限度地滿足使用要求。而最有改善空間的莫過(guò)于對(duì)橋頭地基的處理之上,也就是說(shuō),在橋涵沉降保持不變的前提下,盡量減少路基土方在自重作用下的自然沉降。

3 強(qiáng)夯法的加固原理及其作用

強(qiáng)夯法又名動(dòng)力固結(jié)法,是將很重的錘(一般 100 kN～400 kN)從高處自由落下(一般為6 m～40 m),給地基以沖擊能和振動(dòng)。國(guó)外最大夯擊能曾達(dá)到50 kN?m。它不僅能夠提高地基強(qiáng)度,降低其壓縮性,而且大量工程實(shí)踐證明,強(qiáng)夯法具有施工簡(jiǎn)單,加固效果好,使用經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),其承載力可提高200%～500%,壓縮性可降低200%～1000%。在公路施工過(guò)程中,處治橋頭跳車病害經(jīng)常采用強(qiáng)夯法對(duì)橋頭的地基進(jìn)行加固處理,并且取得明顯的效果。

強(qiáng)夯法是在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)地基土體施加一個(gè)巨大的沖擊能量,這種突然釋放的巨大能量將使土體發(fā)生一系列物理變化,如土體結(jié)構(gòu)破壞或液化,排水固結(jié)壓密,觸變恢復(fù)等,從而將地基土壓密、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(duì)地基的強(qiáng)夯處治,一方面是對(duì)地基產(chǎn)生壓實(shí)和擠密作用;另一方面是通過(guò)強(qiáng)夯對(duì)地表下一定深度土層施加動(dòng)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。

對(duì)于一般的天然地基進(jìn)行強(qiáng)夯處治之后,承載力將得到成倍提高。經(jīng)過(guò)一系列均勻的夯擊之后,地基體的可壓縮性降低了2倍～10倍,從而在工程施工填土加荷之后,其所產(chǎn)生的沉降值也基本可以忽略不計(jì),大大降低了橋頭跳車出現(xiàn)的可能性。

4 強(qiáng)夯法的施工工序及質(zhì)量控制

4.1 施工工序

1)清理并平整施工場(chǎng)地,認(rèn)真查明強(qiáng)夯場(chǎng)地范圍內(nèi)的地下構(gòu)造物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等,實(shí)現(xiàn)安全施工;2)用穿眼灌白灰法按正方形布置標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置,并測(cè)量場(chǎng)地高程;3)起重機(jī)就位,使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置;4)測(cè)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(cè)量錘頂高程,若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí),應(yīng)及時(shí)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(gè)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(cè)量場(chǎng)地高程;9)在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi),按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù),最后用低能量滿夯,夯點(diǎn)以梅花形布置,夯跡彼此重疊搭接 d/4,每點(diǎn)夯擊 2遍,將場(chǎng)地表層松土夯實(shí),并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

4.2 施工要求和檢測(cè)

1)首先本著先控制后細(xì)部的原則進(jìn)行夯點(diǎn)的測(cè)量工作,根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制點(diǎn)測(cè)放各夯點(diǎn)具體位置,并測(cè)量地面高程;2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定夯擊能和所采用的錘重,并計(jì)算夯錘落距。開(kāi)夯前檢查夯錘重和落距,并采取相應(yīng)措施,以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計(jì)要求,并在夯擊過(guò)程中不被改變;3)在每遍夯擊前,應(yīng)對(duì)夯點(diǎn)位置進(jìn)行復(fù)核,夯擊完成后檢查夯坑位置,發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時(shí)糾正;4)夯錘夯擊地面,測(cè)量夯錘頂面標(biāo)高減去夯錘就位時(shí)的頂面標(biāo)高就是該擊的夯沉量,按設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量,如此反復(fù)進(jìn)行,直至最后一擊的夯沉量達(dá)到設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn);5)整遍夯擊完成后,檢測(cè)夯坑深度、落點(diǎn)間距和處治寬度。檢查強(qiáng)夯施工記錄,要求每個(gè)夯點(diǎn)的累計(jì)夯沉量不得小于試夯時(shí)各夯點(diǎn)平均夯沉量的95%,合格后,用推土機(jī)將夯坑周圍土體推至夯坑內(nèi),坑內(nèi)土體高于周圍土約5 cm～10 cm后壓實(shí);6)滿夯施工時(shí),不再進(jìn)行夯點(diǎn)布置和夯沉量觀測(cè),僅控制夯擊數(shù)、夯錘落距和夯印搭接情況。滿夯結(jié)束后,對(duì)場(chǎng)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(cè)量高程,填寫地面標(biāo)高變化;7)夯后檢測(cè),強(qiáng)夯施工結(jié)束后應(yīng)隔一段時(shí)間方能對(duì)地基進(jìn)行檢測(cè),一般為15 d后,在每500 m2～1000 m2面積內(nèi)任選一處,應(yīng)從夯擊終止時(shí)的夯面起,每隔50 cm～100 cm取土樣測(cè)定土的干密度、力學(xué)及物理等指標(biāo),檢測(cè)報(bào)告報(bào)監(jiān)理或業(yè)主驗(yàn)收。

4.3 注意事項(xiàng)

1)強(qiáng)夯施工前,應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)有代表性的場(chǎng)地上選取一個(gè)或幾個(gè)試驗(yàn)區(qū),進(jìn)行試夯或試驗(yàn)性施工。2)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3 m。3)在試夯過(guò)程中,應(yīng)測(cè)量每個(gè)夯點(diǎn)的夯沉量。最后兩擊的平均夯沉量不宜大于5 cm。4)作好強(qiáng)夯地基的施工監(jiān)控。5)試夯結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),可調(diào)整夯錘質(zhì)量、落距或其他參數(shù)重新進(jìn)行試夯,也可修改設(shè)計(jì)方案。

5 結(jié)語(yǔ)

采用強(qiáng)夯施工工藝處理過(guò)的地基起到了減少土方路基填筑的沉降變形,從而更好地保持了同橋涵構(gòu)造物的變形同步,最終形成二者之間沉降差的最小化。

同時(shí),通過(guò)處理地基來(lái)防治橋頭跳車病害的方法還有很多,但是由于強(qiáng)夯法的施工特點(diǎn),工期短、費(fèi)用低、效果明顯、施工工藝簡(jiǎn)單等種種優(yōu)點(diǎn),能夠保障良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,所以,在實(shí)際工程施工過(guò)程中確實(shí)值得被廣泛推廣。

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[3]張 偉,潘秀蘭.強(qiáng)夯法加固軟基綜述[J].中國(guó)港灣建設(shè),1985(6):26-27.

[4]張治國(guó).高速公路橋頭跳車的原因與防治研究[J].山西建筑,2009,35(30):291-292.