市政道路软土路基强夯法施工

市政道路软土路基强夯法施工

黄春兰

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摘要：我国市政道路网分布密集，路基土种类繁多，必须对市政道路路基承载力和稳定性提出更高要求。若路基强度较低，未能达到设计标准，不仅会造成路基施工质量欠佳，同时还会在路面建设完成后，出现裂缝、车辙等病害，严重影响驾驶员行车舒适性和安全性。

关键词：市政道路；软土路基；强夯法；施工

目前，强夯法作为市政道路软土路基施工的常用方法，在国内被广泛使用。强夯法主要是采用大型起重设备将夯锤提升至一定高度后释放，对路基产生强大的夯击力，使路基土密实度和稳定性增加。强夯法施工工艺简单，效果良好，且对大部分地质类型均可使用，但缺点是其施工噪声较大，不适宜在城市繁华地区进行施工作业。

1 强夯法原理

强夯法施工原理主要包含动力密实原理、动力固结原理和动力置换原理三种：

1.1 动力密实原理

动力密实原理主要是利用夯锤给地面带来的强大夯击力，进一步压缩土层结构，这种夯击能量会克服土颗粒之间层层阻力并传递至地基深处，将路基土颗粒中的空气挤压排出，改变原本土层结构的弹性和塑性，减小空隙率，增加土颗粒之间的接触面积，最终使路基土挤压密实、稳固，承载力和行车安全性得到极大提高。根据先前相关研究，在1 000～2 000kN·m夯击能作用下，路基土承载能力可以提升2～3倍。

1.2 动力固结原理

由于饱和黏性土内部孔隙中的水分很难被挤压排出，采用强夯法可以利用落锤自身巨大的重力作用使路基产生强烈震动，土层中的有机物被分解，导致局部发生液化，土体中的自由水从裂缝中排出，待孔隙水压力消失后，路基土触变性提高，同时土体强度得到进一步提升。综上所述，强夯法一般适用于细粒饱和土，主要利用饱和土的可压缩性，使局部液化来改变土体渗透性，触变恢复后，土体强度即可得到改善。

1.3 动力置换原理

动力置换包含整式置换和桩式置换两种，其主要原理是将回填的粗颗粒与原有路基土进行强夯置换，通过碎石内摩擦角和侧限来保持桩体平衡，因此，该方法对原本路基土承载力要求较高。利用强大的夯击能将碎石和矿渣等坚硬石料打入土体内部，进而实现置换，最后形成复合路基，以大幅度提升路基强度和承载力。此外，还可以通过将碎石压入土体并回填软土，以碎石桩和碎石墩的形式来增强路基强度和稳定性。

2 市政道路软土路基强夯法施工

2.1 施工工艺

(1）选择施工设备

首先需要根据现场施工要求，选择合适的设备机械，若发现路基周围沿线地形条件或交通状况不良，可以选择规格和功率较小的起重设备。夯锤可以根据底面积具体大小均匀设置4个排气孔，同时需要保证夯锤质量满足规范要求。对于吊起和释放夯锤的自动脱钩装置，应保证其具有足够的强度和耐久性且操作简便，以免在实际施工过程中出现事故。

(2）施工现场布置

按照施工规范要求，施工前需要将场地清理干净并进行整平工作，确保场地内平整且无杂物，土层的清理深度至少应在30cm左右，此外，为保证施工机械可以顺利进入场地，需要预留几条行车道。对场地地下事先铺设的管道、排水沟等构造物，需要进行标记或填埋处理，以免影响夯实效果。由于强夯法施工会对周围环境产生很大的噪声和尘土污染，因此需要在施工前，在场地周围布设相应的喷水装置和隔音板，以免影响周围环境，同时，为防止夯锤下落时将路基土中的碎石击飞，威胁施工人员的生命安全，可以安装防护网以阻止飞石外溅。

(3）确定夯击次数

夯沉量决定着试夯次数，两者具有关联性，根据施工要求，确定夯击次数，保证数值的合理性，最后两次夯击量，必须符合以下要求。根据以往的施工经验，点夯2～3次，同时低能量满夯2遍，轻轻锤击，控制较低的落距，对地基土壤进行多次夯击，相互搭配各个锤印，在规定范围内控制夯坑周围不沉降，增强其平整性，避免出现隆起现象。根据土层中超静孔隙水自身压力数值，分析压力消散趋势，计算出压力消散的时间，如果缺失相关参考资料，可以分析地基土层渗透性，连续夯击渗透性良好的地基土层。

(4）强夯夯实

在施工场地内对第一个夯点位置进行测量放样，控制误差在50mm范围以内，之后每个夯点按梅花形布设，相邻两点之间的夯锤边缘距离控制在0.5m以上。按照放样的夯点位置，将夯锤置于此处后，测量夯锤顶部标高，并利用起重设备将夯锤吊至规定高度，释放自动脱钩装置，使夯锤自由下落，待夯锤下落至路基稳定后，测量夯锤中线点与夯点中心的偏差，控制在0.1m以内，若不符合要求，应调整参数设置并重复多次试验，直至误差在控制范围以内。按照设计施工要求完成第一遍夯实后，重新平整场地，测量相应的标高参数，待21d后继续进行第二遍强夯施工，按照此施工步骤，直至最后完成整个路基的强夯施工。最后对整个路基进行满行拍平施工，整平场地，记录最终的夯沉量。

另外，强夯施工分段进行，按照从两侧向中间的顺序进行，起重机应直线行驶，不能出现临时掉头等现象，防止影响路基平整度。完成一次夯实后，应选择型号规格合适的推土机，整平施工区域。施工人员应检测各项技术参数，保证与施工需求相适应，加固处理深层土体，之后逐步向上，由中层到浅层，提高面层的压实度。

2.2 施工质量检测

强夯法施工结束后，需要对施工路段路基承载能力进行检测分析。为确保路基已基本达到试验要求，选择在强夯施工完成后一段时间后使用标准贯入试验和承载板试验测定路基强度，同时，依据规范要求使用3m直尺对整个试验段路基表面平整度进行检测。

(1）标准贯入试验

对市政道路标段内采用插入法随机选取3个测点，分别测定强夯前后不同深度的贯入击数。随着路基土深度逐渐增加，强夯前标准贯入度也呈增长趋势，且基本在5～10次之间，在经过强夯施工后，路基标准贯入度也随着深度的增加逐渐增加，且相较于强夯施工前贯入度增加了约2～3倍，表明强夯施工可以显著提高路基密实度和强度。同时，强夯深度5m也满足规范要求，说明强夯法对湿陷性黄土路基处理效果良好。

(2）承载板试验

采用直线插入法对标段内间隔1 000m选择测点进行承载板试验，检测地基承载力，以评价强夯法是否对地基产生影响。地基承载力特征值检测结果均大于规范要求的150kPa，表明经过强夯法施工后，路基承载力得到极大提升，达到了预期施工效果。

(3）平整度检测

在工程实际中，还需要对强夯法施工后的路基平整度进行检测，为后续路面施工做准备，根据市政道路技术规范要求，采用3m直尺对试验段内路基表面平整度进行检测。

3 结束语

本文基于对强夯法施工原理的分析，依托实际工程，详述了强夯法施工工艺流程并对施工后的路基分别进行标准贯入试验、承载板试验和平整度检测试验，经研究得出结论：经强夯法处理后的路基强度和稳定性得到极大提升，表面平整度较好，符合市政道路软土路基施工规范要求。

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