市政道路路基填筑中强夯法施工的分析

市政道路路基填筑中强夯法施工的分析
摘要：强夯法具有施工工艺简单、施工进度快、工程造价低、适用范围广等特点，在软土路基处理中的应用，可以有效的起到加固地基的作用，因此在市政道
路路基处理工程中广泛应用。

本文笔者将结合具体的市政道路施工实例，简要探
讨强夯法的具体施工过程，希望能对类似工程起到借鉴作用。

关键词：强夯法；市政道路；施工技术
0 引言
强夯法可以说是当前市政道路工程路基施工中最常用的一种方法，这一方法的使用能够
在极大程度上提高地基处理的质量，确保工程后期施工的顺利进行，其主要的应用原理就是
利用锤体的冲击力来逐步的增加对于土壤地基的打击力度提高地基的强度，进而达到处理地
基的目的，其最为主要的优势就是应用范围较广，在任何土壤结构中都能够使用，即使是我
们最为头疼的软土地基中强夯法也能够取得较为突出的效果，在很大程度上确保了地基施工
的质量，并且还能够有效节省施工材料，加快工程施工进程，这些优势也使得该方法在当前
地基处理中颇受重视并且其发展前景也极为不错。

1 强夯法在道路施工过程中的运用
1.1 动力密实原理
在道路施工工程中应用强夯法能够对土层路基产生很大的作用，这样土层结构在强夯法
作用下会出现压缩变形的情况，这样可以使土体更加的密实，同时可以使路面的承载能力得
到明显的改善。

在对土层进行施工的时候，要具体的操作过程进行明确。

强夯法施工在进行
的时候要使用重锤进行施工，这样可以产生强大的重力作用，对土层路基中的土粒接触点进
行改变，在改变的时候主要是对其弹性形变和塑性形变进行改变，这样就会导致土粒之间的
接触面积出现不断增大的情况，因此，土粒之间的圆心距就会不断的缩小，在这个过程中，
土层可以更加的密集。

在土层地基中，土粒的形状不一定都是圆形或者是椭圆形的，在土粒
中片状颗粒也是会存在的。

在强夯法作用下，片状颗粒会出现变弯的情况，这样土粒会出现
相对位移的情况，在土粒相互接触的时候会出现相对运动的情况。

1.2 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尤其独立的系统的。

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。

2 强夯法的加固地基原理
强夯法加固地基目前主要有 3 种不同的加固原理，分别是：动力密实原理、动力固结原
理和动力置换原理。

2.1 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。

2.2 动力固结原理
动力固结原理常用于细颗粒饱和土的处理，通过动力固结原理，即巨大的应力波因很大
的冲击能量而在土中产生，以此破坏土体原有结构，液化局部土体并使其产生裂缝，排水通
道增加，进而孔隙水溢出，等到孔隙水压力消散之后，土体发生固结。

动力固结原理是强夯法机理中被最早接受的，这一原理是通过强夯法来实现处理土层地
基中饱和细小颗粒的目的。

在许多工程实践中，动力固结原理已经实现其价值意义，并且在
经济效益和技术效果方面取得了不错的成绩。

动力固结原理有其独立的作用系统。

（1）饱和土的变化压缩：土层地基中存在着渗透性极低的饱和细颗粒土，这种极低的渗
透性使对地基进行夯实时，外界瞬时荷载作用下的饱和细颗粒土之间的孔隙水不能迅速排出。

然而动力固结原理利用有机物分解，压缩土层中气泡形式的气体体积，并使其变形。

拥有较
强拉应力的部分地基土在瞬时强作用力下不会发生变形，只是形成裂缝网络结构，水能够因
此迅速排除，之后土层粒子更加紧密，承载能力更强。

（2）局部液化的土层地基：强夯开始阶段，重复夯实形成外界冲击力逐渐压缩地基土中
的气体，在孔隙水压力不断增加达到一定程度时，覆盖压力与孔隙水压力相等，液化降低，
的土层地基产生，最强的孔隙水压力形成。

继续强夯的过程中，孔隙水压力增长值开始降低，强度增长值开始增强，并最后会达到最佳状态。

这种液化的土层地基是局部范围内的。

（3）土层渗透性的改变：外界作用力大于土层地基中的颗粒土孔隙水的侧向压力时，形
成排水网络系统，孔隙水会排出。

外界作用力小于土层地基中的颗粒土孔隙水的侧向压力时，孔隙水压力降低，到一定程度时，孔隙裂缝自行闭合，水的运动得到机会恢复土层地基中的
原状态。

（4）土层触变恢复：当地基中的土层在外界的强夯作用下强度不断降低，土体液化到达
最低值时，裂缝产生在地基土层中，变为自由水的部分地基土层中的吸附水，随裂缝流出。

土层粒子紧密接触，固定的新吸附水层，有效提升了地基土层的变形模量和抗压性。

2.3 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。

3 强夯法在市政道路路基填筑中的应用
3.1 施工准备
强夯法虽然操作简便，机械设备易用，但也在在施工前，做好必要的准备工作，选择符
合工程要求的施工机械和材料，特别是机械故障的材料质量一定要符合标准，保证施工进度
和质量，使施工能够快速顺利的进行。

在进行市政道路路基填筑施工前，一定要对场地施工
条件进行调研，全面掌握施工现场情况，设计好施工方式和进程，施工现场地段整理是必要的，一定要仔细认真，做到地面干净清洁，如果发现基底有积水，则需要使用机械或人工进
行及时排除，然后进行地面平整修复，多使用回填建筑的渣土，保证填筑厚度在80mm～
100mm 左右，符合施工要求为准。

堆填土方高度和路基设计高度要保持一致，通常情况下，路基两侧堆填宽度要远远的大于夯锤直径，这样才能保证路基两侧能够有效压实，达到设计
密度。

3.2 施工工艺流程
在施工时，一定要标出第一次夯击的夯点位置，做到数据精准，对场地高程测量，设置
台式起重机，定好夯锤夯点，对位置的选择非常重要，决定了施工进度，锤顶高程测量要有
数据支撑，设计好高度与落点，试验好夯锤起吊高度，脱钩操作一次，确定夯锤自由落下时
的重力加速度，不断调整方向和高度，发现夯锤在坑底倾斜，一定要及时处理歪斜问题，通
过对坑底整平处理，进行整治；夯坑用土回填，直至平整为止，不断重复间隔夯击，多数情
况下，要使用 20t 振动式压路机进行碾压，全面保证路基填筑密度和厚度符合设计要求。

3.3 施工方法
（1）对夯点进行测量。

要做好前期控制，不能无节制的定点，只有把点位确定了，才能
进行细化处理，有一个原则，那就是坚持先控制后细部，这是第一步需要坚持的原则，也是
决定整体施工进度的着急一步，根据夯点分布图，做好控制点坐标测量工作，选定位置后再
对现场不同控制点测放，找到需要夯实的点位，得到施工现场地面高程数据，为下一步施工
做好充分的准备。

（2）夯锤自由降落的高度确定。

夯锤降落高度决定密实度，这就需要根据夯锤重量设计好夯击次数，可以通过试验的方式，把起吊机和夯锤的重量与高度不断进行复测，确定与设计能力相符后，则进行点对点施工，需要注意的是，要充分保证每次夯击能不会随着夯击次数而发生变动，确保数值的恒定。

（3）点夯施工。

通过对夯锤起点到高度的提升，达到设计要求，当达到设计高度时，可以进行脱钩测试，夯锤自由落下对地面造成的夯击力是多少，通过对起吊后夯锤顶面标高减去夯锤就位时的顶面标高，得出夯击的最终夯沉量，几次测试后，取平均值，决定夯沉量与设计标准误差。

（4）夯坑回填。

当点夯施工结束后，需要间隔一些段时间，再运用推土机等设备把夯坑周围土方推到夯坑中，一般情况下，为了保证压实度，可以稍微高出周围土方 5mm-10mm 左右，然后使用振动设备进行土方压实，直到达到工程标准。

（5）满夯施工及检测。

满夯施工可以忽略掉测量夯沉量，但一定要掌握好夯锤降落高度和夯印搭接的具体情况。

在强夯整体施工后，要对路基的填筑质量进行检测，以备对出现的问题进行整改，记录结果将作为工程交付依据保存下来。

（6）强夯施工质量检测。

做好强夯施工质量检测工作极为重要，由于施工标准的要求，可以允许一定的偏差，那么在影响施工质量指标的因素中，有以下几个：施工点位移<3mm 不计入质量问题中；夯点位置和设计位置差距控制在 6mm 之内，可以不计入误差；夯点选择和施工误差在 100mm 内可忽略；夯锤定位差距在 60mm 之内不算误差；地基表面平整度>40mm，不影响施工质量。

4 总结
路基施工质量直接关系到整个市政道路使用寿命，针对于市政道路存在的软基问题，应当对其采取加固处理，而其中强夯法则是适用于人工填土、黄土、湿陷土的软基处理方法之一。

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