强夯法在场道施工土基压实中的应用

摘要：土基结构的好坏对场道施工质量的优劣有着决定性的作用，充分压实的土基可以减少土基和路面在机轮荷载作用下产生的形变，增强土基的水稳性和强度稳定性，有效延长场道工程的使用寿命。强夯法常用于场道施工土基压实处理，不仅能提高地基的强度，降低其压缩性，而且还能改善其抵抗液化的能力和消除黄土等的湿陷性。本文从强夯法的原理、土基压实原理、作用及影响土基压实的因素着手探讨强夯法在场道施工土基压实中的应用。

关键词：强夯法场道施工土基压实

强夯法又被称为动力固结法，由法国工程师L.MenaId通过大量的工程实践提出，并且在世界各国得到了迅速推广。我国在20世纪70年代引进这项技术，目前强夯法己在许多工程中得到了应用，并取得了良好的社会、经济效益。本文将重点探讨强夯法在场道施工土基压实中的应用。

一、强夯法作用原理及特点

强夯法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。强夯法是将重锤(一般l00kN～400kN)从高处自由落下(一般为6m～40m)，给地基以冲击能和振动。国外最大的夯击能曾达到50MN.m。它适合加固从砾石到不饱和黏性土的各类地基土。强夯法不仅能提高地基的强度，降低其压缩性，而且还能改善其抵抗液化的能力和消除黄土的湿陷性。

强夯法施工具有施工机具简单、施工方便、加固地基效果显著、适用范围广、有效缩短工期和降低工程造价等优点。强夯法在开始时仅用于加固砂性土和碎石土地基，经过四十多年的应用与发展，通过改进施工方法和改善地基土的排水条件，强夯法逐渐适用于加固从砾石到黏性土的各类地基。在我国强夯法用来加固碎石土、砂土、黏性土、杂填土及湿陷性黄土等地基土。

强夯法处理地基效果主要取决于方案的设计，强夯方案设计的合理就能达到预期的效果，相反，不仅事倍功半，而且，有可能破坏地基，强夯方案设计主要根据场地的工程地质条件和要求的提高承载力和改善均匀性的预期效果，合理的选择夯击能夯锤面积，恰当地确定夯与及夯击数及施工条件。

二、土基压实的原理及影响因素

1、土基压实原理

用机械或某种工具对土基进行压实时，在压实机具的短时荷载或振动荷载作用下，土壤颗粒重新排列和相互靠拢。小颗粒进入大颗粒的空隙中，减少土壤颗粒孔隙，单位体积内固体颗粒含量增加，从而增加了土壤颗粒之间的摩擦和咬合及细土颗粒之间的分子引力，提高土基的稳定性和强度。对于黏性细粒土的压实，主要是将土孔隙中的空气挤出，碾压的越密实，土中的空气就越少。当达到一定的含水量时，理论上土的最大密实度就是土中的空气全部被挤出，实际上是无法完全消除土中的空气的。压实土基的主要作用是提高土基的强度和水稳定性，尽量降低土的渗透性和毛细作用，减少土基的塑性变形及减小冻胀量并提高冻融稳定性。

2、影响土基压实的因素

（1）压实效能

土的最大干密度和土的最佳含水量是随着压实效能不断变化的，土的最大干密度随着压实效能的增大而增加，与之相反，土的含水量随着压实效能的增加而减少。当含水量一定时，压实效能越大，土的干密度也就越高。在施工现场用压路机对土基进行碾压时，通过增加压路机的质量或增加碾压次数，都可以起到增加压实效能，提高土基密度的效果。在实际的施工过程中，不能无限制的追求压实功能，而是应对合理均衡压实效能的经济性，当增加压实功能提高土基密度的效果不在明显时，要及时采取其他有效地措施，以改变压实效能。

（2）含水量

在压实过程中，土的含水量对压实所能达到的密度起着非常重要的作用，并且影响最大干密度的含水量存在一个最佳值。当土的含水量小于最佳含水量时，土的干密度随着含水量的增加而增大，并且在含水量为最佳值时干密度达到最大值，当含水量超过最佳含水量时，干密度随着含水量的增加而减小。因此在土基压实过程中应合理控制土的含水量，使其达到最佳含水量。在土的最佳含水量范围内，增加土的含水量对土基压实才有良好的作用，当超过此值时，含水量增加反而会产生不利影响。如果土的含水量高于最佳含水量，包裹土粒表面的水膜加厚，会相应降低土粒之间的吸引力，减少了土的内摩擦角，土粒在外力作用下容易发生相对位移，重新排列成紧密的结构，当含水量继续增加时，土粒之间的空隙几乎全部为水分充满，单位体积内土粒的含量将不再增加，在相同的压实功能下土的干密度反而会逐渐减少，减弱压实效果。

（3）土的类型

通过查阅文献和实践经验我们可知各类土有着以下特点：一是尽管各类土的最佳含水量和最大干密度不同，但压实曲线的性质基本上是相同的；二是分散性较高的土，即土中粉粒和黏粒含量高的土，其最佳含水量较高，最大干密度较低，这是因为黏土颗粒细，表面积大，需要较多的水分包裹土粒以形成水膜；三是亚砂土和亚黏土的最佳含水量小于黏土．压实后的最大干密度高于黏土。因此。在相同压实功能下．亚砂土和亚黏土的压实性能优于黏土。

三、强夯法在场道施工土基压实中的应用

1、强夯法的选用

压实机械的选择对土基压实状态有很大的影响，使用轻型压路机只能得到较小的密实度，使用重型压路机则可以得到较高的密实度。特别是如果选用振动压路机不但要比相同质量的光面压路机压实效果好得多、密度大，而且有效深度也大。因此根据土质情况合理选择压实机械，对提高土基的压实效果有十分重要的作用。

在场道施工过程中土基是基础。土基结构的好坏直接影响着工程质量的优劣。土基在道面结构的最下层，必须做到坚实、均匀、稳定，才能承受由面层传导来的器物和上部结构的自重。在实际使用中，道面的损坏很大程度上是因为土基强度不够造成的。因此土基压实的作用十分重要，充分压实的土基可以发挥土基土的承载强度，减少土基和道面在机轮荷载作用下产生的形变，增强土基的水稳性和强度稳定性，从而有效延长道面的使用寿命。

鉴于场道施工对土基强度的要求，结合强夯法作用原理及土基压实原理及影响因素的分析，目前在场道施工过程中强夯法已被广泛的应用于场道施工土基压实中，有力的保障了场道施工的质量。

2、强夯法施工设计及要求

在场道施工过程中，应根据场道工程压实效果要求，结合土质状况、土的含水量等影响因素，合理设计强夯法的施工工艺，选用强夯法设备。在强夯法施工中应遵循以下步骤，以提高强夯法的土基压实效果。

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在场道施工过程中应用强夯法进行土基压实时，基本的技术要求是：一是单位夯击能、击数、收锤标准严格按照强夯法设计要求进行，夯点偏位不得大于5cm；二是对于夯坑过深、起锤困难，达不到要求的夯点，应在满夯前进行补夯；三是如果场道施工回填土较深、结构松散、土的压缩性较高，则每一遍夯实后应用推土机进行场地平整，碾压平整，并检测碾压效果；四是有组织有次序的组织夯击施工，并进行详细的施工记录，避免偏夯、漏夯；五是强夯施工应先深后浅，即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层土。

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