强夯法施工技术在市政道路软土路基处理中的应用探讨

李雪梅

（云南友源工程造价咨询有限公司 云南 昆明 650000）

强夯法施工技术在市政道路软土路基处理中的应用探讨

李雪梅

（云南友源工程造价咨询有限公司 云南 昆明 650000）

在我国经济体制的不断完善下，公路道路交通建设发展迅猛。在公路工程施工建设中，经常会遇到不良路基，如果处理不好，会导致路基出现沉陷或者路基失稳的情况。对于这类路基，会使用强夯法来对软土路基进行处理，具有节省材料、使用设备简单，经济效益显著等特点。基于此，本文对强夯施工技术在市政道路软土路基中的应用进行探讨。

强夯法；市政道路；软土路基

市政公路的施工质量和路基质量有比较大的联系。在实际施工过程中，经常会遇到软土路基，如果处理不好，会对市政道路后期的运营造成较大的影响。强夯法作为一种常用的软土路基处理措施，通过利用振动和冲击力来提升地基的强度，具有良好的适应性。现通过实际案例，对强夯法施工技术的应用措施进行探讨。

1　案例介绍

某公路工程施工过程中从一段低洼路段穿过，需要使用粉质黏土和粉土来作为填土对路基进行处理，填土厚度为6～8m。施工工期紧，如果使用常规的分层碾压和分层填筑法不能达到施工要求，景观研究后决定使用强夯法来对路基进行处理。

2　强夯法的定义及其相关原理

2.1强夯法的定义

强夯法是指利用重物以一定的高度自由坠落时的力量对下面土方进行夯实的处理，以此达到提高土地紧实度，承载力的目的。由于强夯法在作业过程中需要利用机械的加固处理，所以此法也被称为动力固结法。在进行城市行政道路建设施工时，经常采用强夯法。常利用塔吊等装置将重锤提升到数米的高度，然后放下，利用其自由下落的势能将土方夯实。当前，大型工程施工中强夯法在软土、沙质土、粘土施工中都有广泛的应用[1]。同时由于强夯法在施工过程对周边影响较小，所以此法常在城市中的建筑群密集地区适用，如市政道路的建设。

2.2动力置换的依据

这项原理又可以分为桩式置换原理和整式置换原理两种处理形式。其中，桩式置换原理是在施工中利用强大的冲击力将碎石夯填如土层中，在土壤中形成结实的碎石墩或者碎石桩。其在桩体内部的碎石相互作用力使桩体达到平衡状态。而整式置换原理则是利用强大的夯击力将碎石整体的填进土层中。

2.3动力固结原理

这项原理常被应用到对细颗粒物质的饱和土质进行夯实处理作业，其在强夯法基本原理作用下，利用巨大的势能冲力对作业土体进行冲击，破坏其原有的土质结构，产生对外沟通的缝隙，排空土体里的孔隙水，粉末化的土质在失去空隙压力后，会固结硬化大幅度提高土体的承载力。

2.4动力密实的依据

这项原理主要是应用于对非饱和、多孔隙、粗颗粒的土体进行夯实加固作业的。它是利用强夯法原理产生的强大势能冲击、压缩土体，原始的土壤颗粒并不都是均匀的椭圆形或圆形等不规则实体，而是在其间存在片状体，使土壤存在空隙，强夯法的巨大冲击力可以破坏这些结构，使土壤结构里原有的颗粒物质间的接触位点错位变形，增大土壤颗粒间的接触面积，使土体更加紧实，从而达到增加土地的承载力的目的。

3　强夯施工的设计思路

3.1施工准备阶段

①基底处理。在进行基底处理前先要将低洼水进行抽干处理，继而使用建筑渣土作为强夯的基底，而且建筑渣土的填筑厚度要控制在80～100mm范围内。②堆填土方。我们可使用重型自卸车进行运输土方，通过推土机将其推平，为了保证路基两侧夯击的效果较为显著，可在夯击时在每侧设计一个夯锤直径，使夯击的成效性更为突出。

3.2强夯法的主要施工阶段

（1）夯击机具。强夯吊机宜选择履带式强夯吊机，而且起吊能力要达到50t，高度控制在20m，并带有自动脱钩装置。主夯锤要满足高1.6m，直径2.2m，底面积3.80m2，满夯锤重10t，直径与底面积与主夯锤相同的要求。

（2）夯击施工的主要技术参数。强夯夯点布置应选取梅花形较为合适，主副夯点之间的距离为5m。第一步进行主夯施工，并且要保证最后两击的平均夯沉量要不大于50mm。第二步待主夯施工结束后，采取同样的方式在主夯点的中间区域进行副夯施工。夯击遍数一般为三次：①主夯，夯点距离为5m，夯击能为3000kN/m；②副夯，在主夯的中间部位进行，夯击能3000kN/m；③进行满夯，夯点搭接1/3，夯击能为1000kN/m。

3.3强夯法试验结果分析

在进行强夯法施工前，首先要进行试夯。所谓试夯是明确施工前的具体夯击次数以及夯间距等。然后对每次夯实量与地面的变形情况进行准确测定，待平均夯沉量小于50mm以及夯坑周围土体基本稳定时所获取的夯击次数即为本次施工所需的夯击次数[2]。图2中所表示的是夯击次数和累计夯沉量之间的关系曲线。从图1、图2中我们可清楚的得到：夯沉量与夯击次数的关系，即夯沉量越高所需的夯击次数越少；当夯击次数达到7次、8次时，夯沉量随夯击能的增大而变大，直至最后达到稳定状态。所以，在该项施工中夯击次数应为8次，夯击能采用3000kN/m较为科学有效。

图1　夯击次数和每击夯沉量之间的关系

图2　夯击次数和累计夯沉量之间的关系曲线

3.4夯后路床的主要施工

待强夯法施工结束后，路基顶面像路床等部位会出现不同程度的下沉，因而要使路床的强度以及平整度等与标准要求相吻合，可选取5～7%低剂量灰土分层进行填筑工作，提供路床的使用效率。

4　强夯法的主要施工设备以及施工流程

4.1施工设备

强夯法在使用前要准备以下设备，像水准仪、推土机、履带式起重机各1台，24m的高龙门架支撑1套12t的夯锤1个。如果起重机不能在单揽锤上应用时，施工人员可使用助脱钩装置来协助其完成。在进行具体的操作中要注意将夯锤挂在脱钩装置的上方，然后将夯锤吊至固定高度时，使用吊机上副卷扬机钢丝绳将锁卡焊合件吊起，这样便于夯锤自由下落，提高夯实度。如图3所示。该方法已在全国得到大力的应用，而且反响也很高。

图3　脱钩装置

4.2施工主要流程

①将施工场地彻底清理干净，继而开始测量场地的高程，确定第一遍夯实的具体方位。②将起重机的夯锤与夯点准确定位，并且测量出夯前的锤顶高程。③将夯锤固定到预定的高度范围内，当夯锤脱钩自由下落时，立即放下吊钩，量出锤顶高程的具体高度。在施工中如果出现坑底有倾斜等现象时，要立即中止夯实工作，将坑底的倾斜现象调整到位，继而进行下阶段的工作。④上述的工作完成后，循环往复的进行上述前三步，直至全部夯实完成即可[3]。⑤待夯实工作全部结束后，使用推土机将夯坑进行填平处理，并再一次测量场地的高程。⑥使用碾压机将路面进行压平处理，直到路面全部压实即可，最后再对场地经一次全面的测量。

5　对强夯施工成效的检验

强夯法施工结束后，在进行路床灰土施工前要对强夯路基的完成效果进行全面的检测，如发现问题立即补救，减少不必要的损失。在对强夯法进行质量检测中，我们可从以下两个层面加以着手：

（1）检测压实度。施工人员可在500～1000m3范围内随意选取三处，从夯面下距离50～100cm使用灌砂法对土压实度指标进行全面的测定，由于存在部分路段的土层较厚，因而在开挖中对这些区域要格外重视，仔细全面的检测该区域的压实度，检测的标准是较未处理之前相比，强夯土层密度提高到4～8%即可算完合格，可在市政道路的路面压实中进行安全应用。

（2）通过采取具体的措施进行检测我们发现，强夯法处理路基效果显著，与设计的要求相吻合。在道路排水施工中应用强夯法处理路基，开挖后发现土体的密实度很高，而且强夯法的有效应用也使得排水沟槽两侧壁的直立面更加稳固，在很大程度上增加了其使用年限。

6　结语

随着经济社会的不断发展，在市政道路的软土路基施工中强夯法的应用越来越广泛。它的优点在于一方面可最大限度的提高地基的承载力，在地基的深层加固中发挥着重要作用；另一方面强夯法较为环保，在施工中不会造成一定的污染，也会节省一部分费用。当前，强夯法已经被许多国家所认可，并已投入到施工建设中，随着强夯法在实践应用中不断改进与完善，其在未来的市政道路施工中的作用将会越来越重要。

[1]张庆国.强夯法加固机理与应用[M].济南：山东科学技术出版社，2003：56～57.

[2]吴海.浅谈强夯法在高填方地基中的应用[J].山西建筑，2009，35（23）：129～130.

[3]张佳璐.强夯法在地基处理工程中的应用[J].铁道建筑，2009（06）：88～ 90.

U416.1

A

1673-0038（2015）18-0213-02

2015-4-10

李雪梅（1987-），女，四川成都人，助理工程师，从事市政造价工作。