球底锤对桥台背路基夯实效果的研究

摘 要：为了研究球底锤对桥台背路基的夯实效果，采用模型试验的方法，通过在桥台和夯锤上分别布设加速度计，得到了在不同试验方案下加速度随桥台高度和夯击次数的变化规律，分析比较了平底锤和球底锤对桥台的振动影响和台后填土的夯实效果。试验结果表明：采用球底锤夯实桥台背路基，对桥台的振动影响较小，并且产生的夯沉量较大，夯实效果较好。

关键词：强夯；球底锤；桥台背路基

前言

强夯法是地基处理中的一种常用方法，但在处理桥台背路基时还存在一些技术问题有待探讨，很多学者为此做了大量研究。费香泽等[1-2]结合强夯工程实例，并利用室内模型试验，对公路建设中强夯法的设计进行了探索。于克萍等[3-4]结合室内模型试验和现场的试验研究对黄土路堤强夯压实处理问题进行了研究。范秋雁等[5]利用室内模型试验，研究了相同夯击能情况下，不同夯锤底面积、夯锤重量所产生的加固效果。为此，本文在前人研究的基础上，通过室内模型试验，重点研究了采用球底锤夯击桥台背路基时，桥台的振动情况、台后填土的夯实效果，为实际工程提供参考。

1 模型试验概况[6]

1.1 试验模型

试验所用桥台模型是根据相似原理建立，桥台尺寸见图1。建立顶宽为5.5m，纵向长为5.6m的模型路基。选用黄土作为路基的填料，其主要的力学性质指标见表1。模型试验采用平底型和球底型两种夯锤。

夯点位置见图2。在桥台背上布设5个加速度计，依次按a-1#至a-5#编号，用符号⊥表示，球底锤上布设a-6#加速度计，用于测试夯锤的冲击加速度。测点布设见图3。

1.2 试验方案

（1）方案一：用250kg平底锤按照夯点编号依次各夯击5次，然后按此方法分别用500kg平底锤、250kg球底锤、500kg球底锤进行夯击；（2）方案二：在图2所示3#点处相继用250kg和500kg的平底锤各夯击10次；（3）方案三：在图2所示3#点处用375kg球底锤单点夯击20次。

根据模型试验设计的内容完成各项工作，按照试验方案进行夯击试验，记录数据并进行分析。

2 试验结果

2.1 桥台上的加速度计测试结果

按照方案一进行夯击时，3#点处夯击所测得的加速度值见图4。由图4可见，随着锤重的增大，桥台的加速度值也随之增大。在相同锤重情况下，采用球底锤进行夯击时，所测得的加速度值较小，说明采用球底锤进行夯击时，对桥台的振动影响相对较小。

2.2 夯锤上的加速度计测试结果

图5曲线1表示采用方案二进行夯击后夯沉量随夯击数的变化情况，曲线2表示采用方案三夯击后夯沉量的实测值，曲线3表示布设在夯锤上的a-6#加速度计所测得的累计夯沉量值。

通过对比图5中的曲线2和曲线3可知，实际测得的夯沉量值明显大于由加速度计所测得的累计夯沉量值。原因主要是加速度计所测得的累计夯沉量反映的是夯锤的平均夯沉量，而实测值则反映的是球底锤底部中心点处的最大夯沉量。比较曲线1和曲线3可得到，采用球底锤夯击时实际产生的夯沉量大于平底锤，说明采用球底锤夯实效果较好。

3 结束语

（1）随着锤重的增加，两种锤型对桥台的振动影响均呈现增大的变化趋势。因此，合理的选择锤重可有效的控制强夯对桥台所产生的振动影响。（2）比较试验所得数据可见，对桥台背路基进行强夯加固时，球底锤比平底锤所产生的振动影响小，并且采用球底锤夯击后夯沉量更大，夯实效果更好。

参考文献

[1]费香泽，王钊，周正兵.强夯加固深度的试验研究[J].四川大学学报（工程科学版），2002，34（4）：56-59.

[2]费香泽，王钊，周正兵.黄土强夯的模型试验研究[J].岩土力学，2002，23（4）：437-441.

[3]于克萍，程侠，折学森.强夯处理黄土路堤的模型试验[J].长安大学学报（自然科学版），2003，23（4）：22-24.

[4]于克萍，折学森.强夯压实黄土路基的现场试验研究[J].长安大学学报（建筑与环境科学版），2003，20（2）：20-23.

[5]范秋雁，陈景河，易剑辉.强夯法中几个问题的室内模型试验研究[J].土工基础，2005，19（6）：64-67.

[6]王颖蛟，郑小艳.夯锤形状对强夯加固效果的影响[J].水利与建筑工程学报，2013（4）：116-118.