强夯法在市政道路建设工程中实践应用论文

强夯法在市政道路建设工程中的实践应用

摘要：作为松软地基的一种强有效的加固方法——强夯法，其反复利用夯锤落下是产生的冲击力夯击地基，夯实一定深度的土层，增大图的渗透性，消散孔隙压力，压实土体，最终提高地基的承载能力记忆土体的稳定性。笔者结合自身多年的施工经验，对强夯法在市政道路建设中的时间运用进行解析。希望对以后强夯法在市政道路中的使用提供一定的参考价值。

关键词：强夯法；道路建设；实践运用

中图分类号：u41 文献标识码：a 文章编号：

1、强夯法概述

为了提高软土地基的承载力，利用重锤从一定的高度落下，夯击土层使其迅速固结，通过这样的方式的施工方法就是强夯法，有时也叫动力固结法。在强夯法施工过程中，要运用到起吊机，将10～25吨的重锤提升至10～25米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法；并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。

2、强夯法的加固机理

目前，强夯法应用于地基加固，主要有三种不同的加固机理：2.1动力固结

当强夯法应用于处理细颗粒饱和土时，其加固机理则是动力固结

理论。强夯时，巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏土体的原有结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增大了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到恢复。动力固结是在强夯法机理中最先被人们接受的，并且还取得了不错的技术效果与经济效益。动力加固的具体作用程序如下所示，其有着独立的作用系统。

（1）在动力固结的作用下，饱和土首先发生压缩变化。在土层地基中的饱和细颗粒土的渗透性非常低，在进行地基夯实的时候，容易导致在外界瞬时荷载作用下的饱和细颗粒土，不能迅速排出细颗粒土之间的孔隙水。但是在动力固结中，通过分解土层中的有机物，在夯对地基进行夯实的时候，土层中的以微气泡形式存在的气体体积被压缩，并迅速产生变形。与此同时，部分地基土在外界瞬时强作用力下还存在这较强的拉应力，以至于不会发生变形，只是简单地形成一些树枝裂缝状的排水网络，通过这些网状的结构，排出其中的孔隙水，压密土层粒子之间距离，使其的承载能力更强。（2）此外，在强夯法的作用下，土层地基也会发生局部的液化。在对土层进行强夯的时候，地基土中的气体会在重复夯实作用下，受到外界冲击力以至于发生压缩变形，不断增加土层地基孔隙水压力，当这个压力增长到一定阶段时（孔隙水压力与覆盖压力相等），土层地基土就会发生液化，这个时候的孔隙水压力也是最强的阶段。需要说明的是，对于地基来说，液化只发生在土体的局部范围内。除了上述的两种作用外，动力固结原理还会使得土层渗透性发

生变化以及恢复土层触变等。

2.2动力密实

采用强夯法加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实的机理，即冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相（空气）被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。市政道路的土层路基在强夯法的作用下，产生压缩变形，最终使得土体之间更加模式，增强市政道路路面的承载力，市政道路土层的部分变形，具体分为一下几个过程：

（1）在强夯法的施工中，在大锤的作用下，市政道路中的土层路基里的土粒会发生塑性形变及弹性形变。土层中的土粒发生形变，会不断加大土粒之间的接触面积，缩小它们之间的圆心距，最终达到土层密集的目的。

（2）在市政道路的土层地基中，存在的片状颗粒是无法避免的，也无法保证每颗土粒的形状都是均匀的圆或椭圆形的。在这样的情况下，理应强夯法的强大作用，这些片状土层中的颗粒便会弯曲，土层附近的一些土粒也会产生相对的移动。当他们互相接触时，也会发生相对的运动。

2.3 动力置换

动力置换可分整式置换和桩式置换。整式置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，其作用机理类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石填入土中，部分碎石桩（或墩）间隔地夯入软土中，形成

桩式（墩式）的碎石桩（墩），其作用机理类似于振冲法形成的碎石桩，整体形成复合地基。

3、强夯技术在市政道路施工中的运用

3.1强夯法设计

3.1.1设计的基本程序

①查明场地的工程地质条件、工程规模大小及重要性；

②确定加固目的与加固要求，初步计算夯击能量、夯击遍数、夯点间距、加固深度等施工参数；

③根据确定的参数，制定施工计划和施工说明；

④施工前试夯，现场确定加固效果，确定是否修改。

3.1.2地基加固的目的与要求

场地地基土工程性质不同，其加固的目的与要求各不相同。

3.1.3主要施工参数的选择

（1）单击夯击能的确定——有效加固深度的确定

强夯法的有效加固深度应根据现场试夯试验或当地经验确定，也可按下列公式计算确定：

公式中 h——有效加固深度，m；

w——锤重，kn；

h——落距，m；

α——地基土修正系数，(m/kn)1/2，其值为0.5~0.8，依土层情况而定。一般随粘性含量和含水量增大而减小。

（2）除了上述的公式法之外，还有一种预估方法，如图1所示，依据《规范》，在缺少试验资料和当地经验时，可据表估测预估：

图1：强夯法的有效加固深度表示意

注：强夯法有效加固深度应从最初起夯面算起。

在有效深度确定后，可反算出需要的夯锤重量或落距。

3.1.4夯击能的确定

强夯时，当地基中出现的孔隙水压力达到上覆土层自重压力时，此时对应的夯击能为最佳夯击能,夯击能分为单击夯击能和单位夯击能。

（1）单击夯击能

即夯锤重量与落距的乘积。一般根据加固深度来确定，但也受限于起重机的起重能力和臂杆的长度。锤重和落距越大，单击夯击能越大，加固效果越好。

（2）单位夯击能

单位夯击能是指施工场地单位面积上所施加的总夯击能，即单位夯击能=锤重×落距×总夯击数÷加固面积。

强夯的单位夯击能应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理深度等综合考虑，并可通过试验确定。一般情况，粗颗粒土可取1000~3000knm/m2，细颗粒土可取1500~4000knm/m2。

3.1.5夯击次数

夯击次数是强夯设计中的一个重要参数，其一般由试夯确定，由