摘要：在市政道路施工過程中，經常會遇到用強夯法對土層地基進行夯實加固。強夯法是以強沖擊波沖擊地基，以破壞土層天然結構，達到固結的目的。強夯法目前已在多個國家獲得普及和認可，被證實是固結地基最有效的方法之一。本文通過分析強夯法的加固機理以及優缺點分析，對強夯法在市政道路施工中的重要作用進一步論證，并著重探討分析強夯法在市政道路施工過程中的具體運用過程，以達到明確強夯法實際工作原理和過程的目的。
　　關鍵詞：市政；道路施工；強夯法；運用
　　
　　1強夯法的概念
　　強夯法是指通過將重錘的重力勢能轉化為動能，使地基土層能夠通過短時間作用和瞬時強大動力和沖擊波迅速固結，以達到夯實地基，提高地基承載力目的的一種方法。通常也可稱為動力固結法。這種方法經常用于對砂性土、濕陷性黃土和非飽和粘性土的夯實中，是市政道路施工階段中夯實地基的主要方法。
　　2強夯法的加固機理
　　2.1動力密實原理
　　土層路基在強夯法的強大作用下，土層結構會產生壓縮變形，進而使土體更加密實，對路面的承載力度也得到增強。土層部分變形具體過程如下：
　　2.1.1在重錘的強大作用下，土層路基中的土粒接觸點將會發生彈性形變和塑性形變。土粒之間的接觸面積不斷得到加大，而它們之間的圓心距不斷縮小，這就使得土層呈密集趨勢。
　　2.1.2在土層地基中，無法保證每顆土粒都是均勻呈現圓或橢圓形的，片狀顆粒不可避免的存在。那么此時，經過強夯法的作用，這些片狀土粒便會變彎，附近土粒便會產生相對位移。
　　2.1.3當土粒接觸處時，土層顆粒將會產生相對運動。
　　2.2動力固結原理
　　強夯法機理中的動力固結原理是最早被接受的，這種原理目的是實現強夯法對土層地基中的飽和細小顆粒的處理。已經在多個工程實踐中實現了價值意義，并取得了不錯的經濟效益和技術效果。動力加固原理在于有其自身的獨立作用系統。具體作用程序如下：
　　2.2.1飽和土發生壓縮變化
　　雖然對于土層地基中的飽和細顆粒土，由于其滲透性特別低，導致當對地基進行夯實時，飽和細顆粒土在外界瞬時荷載作用下，細顆粒土之間的孔隙水不能得到迅速排出，但是在動力固結原理中采用的是利用土層中有機物的分解，在夯實地基過程中，土層中的以微氣泡形式存在的氣體體積被壓縮，并迅速產生變形。在外界瞬時強作用力下，部分地基土還存在較強的拉應力，從而不發生變形，只是形成樹枝裂縫排水網絡結構，使得孔隙中的水能夠順利迅速排除，土層粒子之間距離更加緊密，承載能力也更強。
　　2.2.2土層地基發生局部液化
　　在強夯過程中，開始階段，在重復夯實作用下，地基土中的氣體逐漸受到外界沖擊力而產生壓縮，土層地基孔隙水壓力增長值不斷增加，當達到一定程度時，即孔隙水壓力與覆蓋壓力相等時，地基土便會發生液化，這是孔隙水壓力達到最強。隨著強夯時間的延長，土層地基孔隙水壓力增長值不斷降低，而其強度增長值不斷增強，最終達到最佳狀態。需要提及的是，對于地基土而言，液化只發生在土體的局部范圍內。
　　2.2.3土層滲透性發生變化
　　在外界強大沖擊下，當土層地基中的超孔隙水壓力增加到一定程度時，即作用力大于顆粒土的側向壓力的時候，孔隙水會隨著排水網絡系統的形成，隨著排水通道順利排出。當孔隙水壓力降低到一定程度，即作用力小于顆粒土的側向壓力的時候，之前形成的孔隙裂縫將會自行閉合，土層地基中的水的運動同時得到恢復原狀態的機會。
　　2.2.4土層觸變恢復
　　經過外界持續不斷的強夯作用，地基中的土層部分強度不斷降低，當到達最低值時，即土體液化或接近液化時，地基土層便會產生裂縫，同時地基土層中的吸附水部分變為自由水，將會隨著裂隙流出。當孔隙水壓力降低到一定程度甚至消失時，地基土層的抗壓性和變形模量都得到有效提升，原因就在于土層粒子緊密接觸的同時，地基土的新吸附水層已經逐漸固定。
　　2.3動力置換原理
　　根據動力置換的作用部分的不同可以將其劃分為整式置換和樁式置換。不言而喻，整式置換就跟換土墊層相似，利用強夯的重大力量將碎石整體壓入淤泥之中。而樁式置換法則是指通過強夯作用將碎石整體壓入土體之中，并將一些碎石樁子間隔地夯進軟土之中，從而形成碎石樁和碎石墩。其作用機理是通過碎石之間的摩擦角對樁間土的作用以維持狀體平衡的狀體。
　　3強夯法的優點及缺點
　　在道路施工過程中，強夯法已經得到普及，原因在于這種方法能夠避免施工階段經常出現的一些問題。其具體優點如下：
　　3.1強夯法的設備簡單、施工方便，還能節省材料，能夠降低人力、物力投入，具有相當的經濟實用性。
　　3.2在對路基進行路面填充時，對填料粒徑沒有細致要求，使材料更易獲得，同時降低成本。
　　3.3強夯法的實施能夠有效減少施工時間，效果顯著，增強效益。
　　3.4在高填方中，強夯法能夠夯實路基，是路基填料與原地面之間更能緊密結合，降低了以后路面塌陷的可能性。強夯法不僅存在著上述優點，同時不可避免的也存在著一定的缺點，例如：由于地基土層中含有部分含有較高含水量的軟弱夾層，致使夯擊力度不能得到有效傳遞，影響強夯法的加固效果。
　　4影響強夯法的因素分析
　　4.1重錘落距
　　重錘越重，重錘落距越大時，強夯法的單擊能量越強大，夯擊次數也會隨之減少，夯擊作用越明顯。因此，在夯擊設計中，要根據不同土體之間的差別和所要加固的深度，確定夯擊的單夯擊能。然后根據具體條件選擇合適的重錘和落距。
　　4.2夯擊點布置及間距
　　在強夯法實際應用中，一般將夯擊點布置為三角形或正方形。對于夯擊點之間的間距，通常根據土層地基的性質和目標深度進行確定。夯擊點間距在第一次作用時一般選擇重錘直徑的3倍左右，在以后的作用中，夯擊點間距便可適當縮小，目的是保證夯擊沖擊力作用的深度。
　　4.3間歇時間
　　夯擊的頻率跟加固土層中的孔隙水壓力消失速度有關，對于不同的土層，夯擊間歇時間往往不同。例如，對于砂性土而言，由于其滲透性較大，因此夯擊頻率可以較大；對于粘性土來說，孔隙水壓力不能迅速消散，因此夯擊頻率不能過大。
　　4.4土層厚度
　　當土層厚度過厚時，強夯法的沖擊力度不能有效傳遞到深層地基中，致使強夯法作用不顯著。
　　5道路施工過程中強夯法的實際運用
　　5.1施工程序
　　不同的國家對強夯法的應用不同，例如西歐國家采用的是大噸位履帶式起重機，這種機器的優點就是具有較強的穩定性，施工方便，而日本則采用的是輪胎式起重機，效果也很好。對于我國而言，由于我國在工程實施過程中，只能具備使用小噸位起重機的設備，因此在利用強夯法進行加固時，必須利用滑輪來解決難題。我國在市政道路進行強夯法實施過程中，利用滑輪起吊重錘，并利用自動脫鉤裝置，將重錘完成自由落體過程。具體操作過程是拉動脫鉤器的鋼絲繩，將重錘掛在脫鉤器的鉤上，當吊鉤達到所需重錘落距的高度時，繃緊的鋼絲繩會將脫鉤器的伸臂拉轉相當角度，重錘自然脫落，重力勢能轉化為動能。當然，如果起重臂在較大仰角下可能會發生后傾。因此可以采用將履帶起重機的臂桿一端加以輔助門架，或者其它安全設施，以防止機架后傾。在施工時，要求自動脫鉤裝置可以保證靈活操作，且必須具有足夠強度。
　　5.2檢測控制
　　在強夯法實施結束后，應對所加固地基土層進行質量檢測。該檢測過程應是一個間隔過程，通常對于不同的地質，檢測間隔時間也有所不同：對于碎土石和砂土地基，間隔時間理論上為1到2周；而對于粘性土地基，間隔時間應為2到4周；對于置換地基，間隔時間為4周。質量檢測方法有很多種，例如室內試驗，動力觸探試驗，十字板試驗，載荷試驗等，各種檢測方法都有其科學依據，并且已經獲得認可。
　　6結語。
　　在市政道路實施過程中，強夯法的作用顯著且已經通過多國認可。隨著社會的進步，強夯法必然能夠得到進一步改善和提高，進而發揮更加重要的作用。
　　
　　參考文獻
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