市政道路强夯法施工技术要点分析

【摘要】

在市政道路施工过程中，经常会遇到用强夯法对土层地基进行夯实加固。强夯法是以强冲击波冲击地基，以破坏土层天然结构，达到固结的目的。强夯法目前已在多个国家获得普及和认可，被证实是固结地基最有效的方法之一。本文基于笔者多年从事强夯施工的相关工作经验,以某道路路基的强夯施工为背景,阐述了强夯法的施工技术，分析了路基强夯处理后的效果,并对今后类似工程项目的施工有着相应的指导意义。

【关键词】市政道路 强夯法 施工技术

中图分类号：TU99文献标识码： A

【前言】

随着国民经济的发展和经济体制的改革，交通运输行业也迎来了一个全新的发展时期，同时人们在生产和工作中对于公路的质量要求也明显的提高。在现阶段社会发展中，公路的质量与路基的好坏有着密切关系，更是决定着国民经济的发展进度。如果在公路施工中注重路基的处理和加固，则很容易影响工程竣工后的公路运营状况，甚至造成其寿命影响。强夯法在目前的市政道路工程中已经趋于普及，其在施工的过程中能够有效的避免施工中出现的各种问题。并且这种方法在施工中设备应用简单、施工简便且对于各种材料的使用量少，同时降低了人力、物力和财力的投入，有着巨大的经济效益。伴随着社会生产技术的发展，强夯法在未来必然会得到进一步的提高和改善，进而充分发挥其应有作用来提高市政道路质量。

1、工程实例

某道路工程属于某市中心轴线的南北向的快速道路,道路为城市II级主干道接城市快速干道。本项目填方路段大部分经过水田和鱼塘,基础承载力和稳定性较差。为保证路堤的整体稳定性,按设计要求对软基采用抛填(粒径不大于1m)块石进行处理后,对填土高度大于10m的路堤分层分台碾压回填,每台回填至8.0m高处,采用强夯加固处理,直至距路槽底1.0m处。从而大大提高了路基的密实度和稳定性,有效避免了路基竣工后沉降。

2、市政道路强夯法施工技术的优势

2.1、采用的施工设备一般都比较简单，而且施工便利，还能节约原料，家少人力、物 力上的投入，因而具有极好的经济和实用效益。

2.2、施工人员在填充路基路面时，因为对填料的粒径要求不大，所以更容易获取材料，相应的也就降低了成本。

2.3、采用强夯法消耗的时间少，因而施工效果好，而且还能增加施工效益。

2.4、在路基高填方施工中，采用强夯法来夯实路基，可以把路基填料和原地面之间更加紧密的结合在一起，从而避免今后路面出现塌陷。

3、强夯法的概念

强夯法是指通过将重锤的重力势能转化为动能，使地基土层能够通过短时间作用和瞬时强大动力和冲击波迅速固结，以达到夯实地基，提高地基承载力目的的一种方法。通常也可称为动力固结法。这种方法经常用于对砂性土、湿陷性黄土和非饱和粘性土的夯实中，是市政道路施工阶段中夯实地基的主要方法。

4、强夯法的加固地基原理

4.1、动力密实原理。动力密实原理主要用于加固强夯粗颗粒、多孔隙、非饱和土，用冲击动力减小土层中的孔隙体积，使土体变得密实，提高土体强度。土层路基在强夯法重锤的强大作用下，土层路基结构中的土粒接触点会产生压缩形变，进而使土粒之间的接触面积加大，土层更加密集，增强路面的承载力度。在土层地基中，土粒并不都是均匀的圆或椭圆形，也存在着片状颗粒。那么，在强夯法的作用之下，片状土粒便会被变弯，使其附近的土粒相对产生位移，当土粒接触处时会进行相对运动。

4.2、动力置换原理。动力置换原理可根据置换作用部分的不同分为整式置换原理和桩式置换原理。顾名思义，整式置换原理类似于换土垫层法的作用机理，通过强夯的巨大力量将碎石整体挤入淤泥当中。而桩式置换原理则是采用强夯作用将碎石填筑土体之中，并且间隔地将部分碎石桩夯人软土中，形成桩式的碎石桩和碎石墩。桩式置换原理的作用机理是通过碎石内摩擦角与墩间土地基复合作用，来维持桩体平衡的状态。

4.3、动力固结原理。强夯法在施工中最早被接受的就是动力固结原理。这种原理在利用的时候主要是对土层中的饱和细小颗粒进行更好的处理。动力固结原理在很多的工程中得到了应用，而且经济效益和技术成果都是非常好的。动力加固原理在应用的时候是有其独立的系统的。动力加固原理可以对饱和土进行压缩，土层地基中的饱和颗粒，在渗透性上是非常差的，因此，在进行地基夯实的时候，饱和颗粒虽然在外界荷载的作用下，但是颗粒中的水也是不能得到迅速排出的。应用动力固结原理可以对土层中有机物进行分解，在夯实过程中，土层中的气体体积会被压缩，通常是以气泡的形式存在的，这样能够快速的出现变形的情况。在外界强力的作用下，地基土会出现很强的拉应力，这样就导致地基土不会出现变形的情况，在地基中如果能够形成树枝裂缝排水网络结构，这样能够使空隙中的水快速排除，这样可以使土层中的颗粒更加的密集，使地基的承载能力得到提高。

5、强夯法在道路施工中的应用

施工准备，对施工现场做好三通一平后，按照夯点平面布置图进行定位放线，准确标出夯点的位置，并设置了四个水准点，以便施工中测量夯击沉降量，拟定夯击施工顺序。施工操作，施工按拟定的夯击顺序逐点进行。每点夯击程序为：起重机就位夯锤对准夯点位置将夯锤起吊至预定高度拉开脱钩装置锁卡夯锤自由落下，这样循环多次，直至完成夯击次数，夯击时注意保持落锤平稳，夯位准确，当夯锤气孔被土堵塞时，及时进行清理，以免影响夯击效果。前两遍全部夯击完毕后，用推土机将周围的土填平夯坑，再进行低能级打夯，将场地表层松土夯实。施工中，为防止吊车臂杆在较大仰角时因突然释重而后倾，在臂杆顶端加了两根钢绳系在停放前面的推土机上，行动也比较方便。质量与效果检验，施工中现场监测人员着重检测夯点位置、锤重、落距夯击击数、每击沉降量等关键项目，并详细记录每点的夯击情况。夯击完成后，对地表面的下沉量作了测定，并进行静力触探，旁压试验，标准贯入试验，确定加固后地基承载力和抗液化性能。

6、影响强夯法的因素分析

6.1、重锤落距。重锤越重，重锤落距越大时，强夯法的单击能量越强大，夯击次数也会随之减少，夯击作用越明显。因此，在夯击设计中，要根据不同土体之间的差别和所要加固的深度，确定夯击的单夯击能。然后根据具体条件选择合适的重锤和落距。

6.2、夯击点布置及间距。在强夯法实际应用中，一般将夯击点布置为三角形或正方形。对于夯击点之间的间距，通常根据土层地基的性质和目标深度进行确定。夯击点间距在第一次作用时一般选择重锤直径的3倍左右，在以后的作用中，夯击点间距便可适当缩小，目的是保证夯击冲击力作用的深度。

6.3、间歇时间。夯击的频率跟加固土层中的孔隙水压力消失速度有关，对于不同的土层，夯击间歇时间往往不同。例如，对于砂性土而言，由于其渗透性较大，因此夯击频率可以较大；对于粘性土来说，孔隙水压力不能迅速消散，因此夯击频率不能过大。

6.4、土层厚度。当土层厚度过厚时，强夯法的冲击力度不能有效传递到深层地基中，致使强夯法作用不显著。

【结束语】

通过强夯法在市政道路施工中的运用，复合地基承载力有效提高，深层地基加固，施工过程中的环境污染减少，工程质量和工期可以得到确保，施工成本有所降低。多国已经认可强夯法的显著作用。随着社会的发展和进步，强夯法将会不断完善，进一步提高，在市政道路施工中发挥更加巨大的作用。

【参考文献】

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[2]贺晓锦.浅谈强夯法在道路工程中的应用[J]

[3]孙涛，于锋.浅析强夯法处理济南奥体中心区道路软基问题[J].21世纪建筑材料2009(3)