采用预压及二次夯实降低台背沉降量化指标

马风林

宁夏路桥工程股份有限公司 宁夏银川 750000

摘要：台背填筑完成后采用预压或二次夯实降低台背沉降的指标量化，从而减小台背跳车问题的发生。

关键词：预压及二次夯实；降低台背沉降；量化指标

前言

影响台背跳车的因素有很多，目前台背处理方式多种多样，从设计到施工各个环节均比较重视台背跳车问题。宁夏某高速公路处于湿陷性黄土地段，设计中对于台背采取的措施有：灰土挤密桩、灰土垫层、砂砾回填、灰土封层、水泥稳定碎石等，同时为了消除沉降在台背回填完成后进行荷载预压6个月或采取其他设备对台背进行二次夯实。

以上处理方式对于台背沉降起到了非常明显的效果，但对于台背填筑完成后采用预压或台背填筑一定层位时采用其他设备对台背进行二次夯实后的变化量没有给定。我试验室负责该高速公路的试验检测任务，业主要求通过试验和沉降量等观测制定一个标准。

一、台背填筑完成后采用预压降低台背沉降

本项目在设计图纸中对于台背处理进行了专门的规定，对于台背填筑完成后与交工时间有6个月以上间隔的采用预压处理。但每一个台背填筑材料不尽相同，台背高度不同，预压后的沉降变化也会不尽相同，如何确定沉降变化指标的量化问题呢？为此，业主在本项目开工之处就高度重视此项工作。最终确定在某一个施工完的涵洞两侧进行两种不同方式的台背沉降处理，即一边待台背填筑完成后采用预压6个月，一边采用二次夯实设备进行处理，确定一个标准以便其他合同段参照执行。

1.1方案确定

在0#台采用分层填筑，每层填筑厚度15cm，分层进行压实度检测，每层压实度要求不小于97%。待台背填筑完成后采用砂砾预压，预压长度為台背长度，宽度为距耳墙1m，高度为2m，四周采用塑编袋装填砂砾，里面堆填砂砾，每50cm进行夯实。预压前进行高程记录并安装沉降板观测点2处，每月观测1次。

1.2沉降量观测值（两点平均值，采用相对变化量）

沉降观测时间 预压前 1月 2月 3月 4月 5月 6月

沉降量变化（mm） 0 5 9 13 16 20 22

二、填筑一定层位后采用其他设备二次夯实降低台背填料的空隙

2.1方案确定

在1#台采用分层填筑，每层填筑厚度15cm，分层进行压实度检测，每层压实度要求不小于97%。分别填筑4层（60cm）、5层（75cm）、6层（90cm）后采用夯神设备进行梅花型夯实。夯击次数定为5次，夯击后进行压实度和沉降量观测。

2.2二次夯实设备选用

经过多家对比最终选用一种夯神（夯神HC36）设备进行二次夯实。该设备采用装载机液压带动，其基本工作原理是：重型夯锤在重力和液压力的作用下，下落对台背进行夯实，并在液压缸的作用下实现快速的上下往复动作，在装载机工作装置的牵引下，对不同的位置进行准确、快速的压实，从而满足对夯实作业面积进行单点或连续的压实要求。该设备锤体质量为3吨，工作质量为6.4吨，夯击能量为36KJ。锤体落高为0.2--1.2米，相对应的每分钟夯击频率为80--30次。由监控元件监控锤体的工作状态，行程分三档：0.2m（1档）、0.6m（2档）、1.2m（3档），其中3档夯击力量最大。

2.3、检测结果汇总

2.3.1方案一填筑4层后检测压实度结果汇总如下：

检测层位 第一层 第二层 第三层 第四层

分层检测压实度平均值（%） 98.2 97.9 98.1 97.8

夯点间压实度平均值（%） 98.7 98.7 98.8 98.7

夯击处压实度平均值（%） 106.0 104.5 103.3 102.1

夯击后与未夯击差值（%） 7.8 6.6 5.2 4.3

2.3.2方案二填筑5层后检测压实度结果汇总如下：

检测层位 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层

分层检测压实度平均值（%） 98.5 98.1 97.8 97.6 98.5

夯点间压实度平均值（%） 99.0 98.7 97.5 98.5 99.2

夯击处压实度平均值（%） 106.5 104.8 103.2 101.8 101.0

夯击后与未夯击差值（%） 8.0 6.7 5.4 4.2 2.5

2.3.3方案二填筑6层后检测压实度结果汇总如下：

检测层位 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 第六层

分层检测压实度平均值（%） 97.8 98.6 98.2 98.5 97.4 97.8

夯点间压实度平均值（%） 98.1 99.0 98.5 98.8 97.8 98.6

夯击处压实度平均值（%） 105.8 105.1 103.2 102.5 100.0 99.4

夯击后与未夯击差值（%） 8.0 6.5 5.0 4.0 2.6 1.6

2.3.4、沉降量结果

（1）方案一填筑4层后观测测量点沉降量平均值为23mm。

（2）方案二填筑5层后观测测量点沉降量平均值为26mm。

（3）方案三填筑6层后观测测量点沉降量平均值为28mm。

三、数据分析

3.1、压实度变化

通过上表压实度检测值变化可以看出采用相同夯击次数后填土厚度在90cm内均有变化，但随着填筑层数增加压实度变化逐渐缩小，将压实度变化绘制图表后采用趋势线前推后可以看出当填筑层数达到7层时液压夯实机对于台背压实度影响为零。

通过压实度结果对比可以看出，夯击点压实度有明显提高，夯击时也对其周围有一定的挤密效果。

3.2、沉降量

液压夯实后台背沉降量明显，填筑16层后总的沉降量变化为77mm，预压后总的沉降量变化为22mm。

四、结论

1、采用液压夯实机处理台背填料时对于减小台背填料间的孔隙有着很好的效果，但需要控制层位或填筑高度。通过对试验变化规律绘制曲线并增加趋势线后前推就会发现当填筑层数达到7层时压实度不会发生变化。结合费用等建议处理层数为4-6层，填筑高度为60-90cm效果较好。

2、当台背填料中含水量大于最佳含水量3%以上时夯击时压实度变化较小甚至不变化，建议夯实时需严格控制填料含水量。

3、预压对于台背沉降影响较小，且周期较长，后期施工完成的构造物台背预压周期没有6个月是影响更小。

最终本项目确定采用液压夯实机对台背进行处理，处理时确定每5层进行夯实一次，压实度增长2%，沉降量大于20mm后方可填筑下一层。

参考文献：

[1]毛卉.？？台背路基工后沉降取值方法研究[D]. 长沙理工大学 2007

[2]杨子厚.？？高速公路桥头跳车成因分析及加固处理研究[D]. 中南大学 2005

[3]孙筠，项贻强，唐国斌，张婷婷.？？软土地基台后回填EPS轻质混凝土沉降分析[J]. 公路交通科技. 2010（07）