公路工程中软土路基强夯法施工技术应用探讨

公路工程中软土路基强夯法施工技术应用探讨

李小平

中国葛洲坝集团路桥工程有限公司  邮编：443002 

摘要：在我国公路工程建设中，软土路基是一个常见的挑战，因其高压缩性、低承载力、易变形等特点对公路的稳定性、安全性和使用寿命造成了严重影响，强夯法作为一种有效的地基加固技术，被广泛应用于公路软土路基的处理中。基于此，本文详细探讨了强夯法的基本原理、公路工程中软土路基强夯法施工技术应用的应用优势与应用策略，希望为公路软土路基处理提供理论参考和实践指导。

关键词：软土路基；强夯法；施工技术；加固机理；质量控制

随着我国经济的快速发展，公路建设迎来了前所未有的高峰期，但是地质条件的复杂性使得软土路基成为制约公路工程建设质量的关键因素之一。软土主要包括淤泥、淤泥质土、泥炭、沼泽土等，其工程特性主要表现为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性差、抗剪强度低、流变性强等，这些特性导致软土路基在荷载作用下易产生较大沉降和变形，进而影响公路的正常使用。强夯法作为一种地基处理技术通过高能量的冲击压实，能够有效提高软土路基的承载力和稳定性，因此针对公路工程中软土路基强夯法施工技术应用探讨是十分有必要的。

一、公路工程中软土路基强夯法加固机理

强夯法，又称动力固结法，是一种利用重锤自由落体产生的强大冲击力对地基进行加固的方法，通过多次重复夯击，使地基土在受到冲击后产生压缩变形、颗粒重新排列、孔隙水压力增加并消散，从而达到提高地基承载力、减小沉降变形的目的。动力置换原理分为桩式置换和整式置换两种，其中桩式置换是指通过强夯作用将碎石等硬质材料填入软土中，形成碎石墩或碎石桩，依靠碎石的摩擦角和墩间土地基的复合作用来维持桩体的平衡状态，而整式置换则是通过强夯的巨大力量将碎石整体挤进淤泥中，提高地基的整体承载力。在强夯过程中，巨大的冲击能量在土体中形成应力波，破坏土体的原有结构，使局部土体液化并产生裂缝，增加排水通道，使孔隙水溢出。随着孔隙水压力的消散土体逐渐固结，提高地基的强度和稳定性，在强夯作用下，土层中的孔隙体积减小，土粒间的接触面积增大，土体变得更加密实，从而增强土体的强度和承载力。

二、公路工程中软土路基强夯法施工技术应用的优势

1.适用范围非常广泛

软土地基通常指的是那些承载力低、压缩性高、透水性差的土层，如淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等。强夯法通过将重型夯锤提升到一定高度后自由落下，对地基土施加巨大的冲击能量，从而达到加固土层的目的。由于其原理简单，操作灵活，强夯法能够适应不同地质条件下的软土地基，无论是平原、河谷还是沿海地区都可以根据具体情况调整施工参数达到最佳的加固效果。

2.加固效果上具有显著优势

通过强夯施工，地基土的密实度得到提高，孔隙比减小，土体的压缩性降低，从而显著提高了地基的承载力。在一些工程实践中经过强夯处理后的地基承载力可以提高数倍，这对于减少后续结构的沉降、提高整个结构的稳定性具有重要意义。此外强夯法还能有效减少土体的湿陷性和膨胀性，对于提高地基的抗剪强度和抗液化能力也有积极作用。

3.施工设备相对简单，操作方便

与其他地基处理技术相比，强夯法不需要复杂的机械设备，主要设备包括起重机械、夯锤以及相应的辅助设备。施工过程中操作人员只需控制夯锤的提升高度和落点，即可完成施工，这种简单性不仅降低了施工难度也减少了对专业技术人员的依赖，加快施工进度。

4.经济效益明显

与其他地基处理方法相比，如深层搅拌法、预压法等，强夯法不需要大量的材料投入，也不需要复杂的施工工艺，因此在材料和人工成本上都有所节省。此外强夯法施工速度快，能够缩短工期，减少工程的间接成本，如管理费用、机械租赁费用等。因此从整体上看，强夯法在经济性方面具有明显的优势。

三、公路工程中软土路基强夯法施工技术应用策略

1.施工前的准备工作

场地平整与清理是强夯法施工前的首要任务，首先需要对施工区域进行彻底地清理，移除所有可能影响施工的障碍物，如石块、植物根系、垃圾等。接着进行场地平整，确保地面平整度符合施工要求，避免因地面不平导致强夯设备运行不稳定或影响夯实效果，场地平整后进行压实处理，以确保地面承载力满足施工机械的要求。由于强夯法施工时会产生较大的震动，可能对地下管线和周边构筑物造成损害，因此必须对施工区域内的地下管线进行详细调查，包括水管、电缆、燃气管等，确保了解其位置、深度和结构。对于周边的建筑物、桥梁等构筑物，也应进行结构安全评估，必要时采取防护措施，如设置支撑、加固等，以防止施工震动对它们造成影响。在施工前，还要确保所有设备处于良好的工作状态，并进行必要的检查和维护，并根据工程需要准备足够的填料，如砂、碎石等，这些材料应符合质量标准，以保证夯实效果，通过细致的前期准备，可以为后续的强夯施工打下坚实的基础，从而有效地提升软土地基的承载力和稳定性。

2.强夯法在软土路基施工中的关键技术控制

（1）夯击能量与遍数的确定

夯击能量与遍数的确定是强夯法施工中的首要环节、夯击能量的选择应根据土层的性质、厚度以及预期的加固深度来确定，通常夯击能量越大，加固效果越好，但同时也会增加施工成本和对周围环境的影响。因此需要通过试验确定最佳的夯击能量，遍数的确定则需要考虑土层的密实度和承载力要求，一般通过现场试夯来确定，在施工过程中严格控制每遍夯击的次数和间隔时间，以确保土体得到充分的压实。

（2）夯点间距与布置方式

夯点间距与布置方式对强夯法的加固效果有直接影响。夯点间距过小会导致施工效率降低，而间距过大则可能无法达到预期的加固效果。通常夯点间距应根据土层的性质和夯击能量来确定，一般为夯锤直径的2至3倍，夯点的布置方式应保证加固区域的均匀性，常见的布置方式有正方形、梅花形等。在布置夯点时，应考虑路基的形状和尺寸确保加固范围的完整性。

（3）夯击过程中的振动控制

强夯施工会产生较大的振动，可能对周围建筑物和设施造成影响。因此，需要对振动进行有效控制。控制振动的方法包括合理安排施工时间，避免在夜间或敏感时段施工；采用隔振沟、隔振墙等隔振措施；以及对施工设备进行优化，减少振动的传播。此外，施工过程中应实时监测振动强度，确保其不超过安全标准。

（4）排水与防震措施

最后，排水与防震措施同样是确保强夯法施工质量的重要保障。软土路基通常含水量较高，排水不良会导致施工效果不佳，在施工前应进行排水设计，包括设置排水沟、排水井等，以降低地下水位和排除土体中的自由水同时，防震措施的实施可以减少施工振动对周围环境的影响，保护周边建筑物和设施的安全。防振措施包括合理规划施工顺序、采用隔振材料和结构等。

结语：

总而言之，强夯法作为一种有效的软土路基处理技术，在提高地基承载力、减少沉降方面具有显著效果。强夯法在软土路基施工中的应用需要综合考虑夯击能量与遍数的确定、夯点间距与布置方式、夯击过程中的振动控制以及排水与防振措施等关键技术控制点，通过科学合理的施工方案设计和严格的质量控制，可以有效提高软土路基的承载力和稳定性，确保工程的长期安全运行。

参考文献：

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[3]贾凡翼. 公路路基强夯法施工技术及质量控制分析 [J]. 运输经理世界, 2023, (10): 48-50.