摘要：在道路的建设过程中，施工中比较困难的一个环节就是不良土质的处理，这一问题又是无法避免的。在施工的过程中经常会因为不良土质处理的问题而导致工期的延误，如果处理不好更是会影响道路工程的整体质量。因此，我们要加强工程的施工质量，就要不断提高处理不良土质的能力。本文以此为主要出发点，具体论述了在道路施工的过程中对软土路基进行处理的强夯法的优缺点，希望通过本文的论述能够为道路工程施工质量的提高提供帮助。
关键词：道路；软土路基处理；强夯法；施工技术
0前言
随着当前城市建设的发展，交通运输行业得到了空前的繁荣机遇，作为交通产业发展的排头兵，道路基础设施建设被赋予了更高的要求，提高道路的整体质量对促进我国经济的发展的作用不言而喻。在这一形势下，我们应该进一步将施工管理工作的重心放在对道路工程中存在的问题的解决与处理上。在目前道路施工存在的问题中，路基的施工建设是一项重点的环节，可以说路基的施工质量直接影响着后续的施工工序的成败。而在路基处理中重要的一种形式即是本文要阐述的强夯法，采取强夯法的施工技术对路基进行加固处理，可以达到提高路基稳固程度，提高道路整体质量，减少通车使用后道路病害的目的。
1软土地基特点
在进行不良地基处理的施工过程中，我们首先要了解不良地基的特点，这样才能进一步对症下药，有针对性的采取有效措施。
软土地基所具有的特点主要有以下三点：
（1）变形量大
变形量大的特点主要是由于软土的性质决定的。实际工程遇到的软土主要指的是淤泥或是淤质土等。淤泥具有流塑形，本身孔隙较多且含有大量的水分，当上部承受荷载时，就会产生较大变形。
（2）压缩稳定慢
软土中所含的孔隙比一般土体的孔隙要大，并且水分很难从其中流出，透水性能很低，垂直层面几乎是不透水的，对排水固结非常不利，因此具有压缩稳定时间长的特点，软土在变形的过程中往往要耗上几年甚至是十几年的时间。
（3）侧向变形大
由于抗剪强度低，软土的侧向变形较一般土体来说较大，与此同时，在条件不变的情况下，侧向变形同竖向变形之比也要较一般的土体大。
2 强夯方法概述
强夯法是一种不良地质路段的地基处理方法。在地质不良路段地基处理的施工过程中，利用大型履带式强夯机将8-30吨的重锤从6-30米高度自由落下，对土进行强力夯实。重锤在高空自由下落的过程中，将自身的重力势能转换为动能，最后施加于不良土基，其产生的的冲击力，能迅速提高地基的承载力及压缩模量，形成比较均匀的、密实的地基，从而达到加固土壤的目的。
强夯法在加固路基质量的方面效果显著，能够有效的提升地基的承载力和压缩模量。并且这种方法适用范围非常广泛，可以用于加固各类砂性土、粉土、一般黏性土、黄土、人工填土，特别适宜加固一般处理方法难以加固的大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料组成的杂填土，采用置换法也可用于加固软土地基。同时，与其他特殊路基处理方式相比强夯法施工设备简单，施工工期短，造价也较低，因此具有明显的推广价值。
3 强夯法加固地基的原理
3.1 动力固结原理
动力固结原理主要阐述了强夯法对地基土层的饱和颗粒的处理原理，是强夯法实际应用以来采用的最基本的原理。动力固结原理主要是应用在颗粒饱和的土壤处理方面，强夯法产生的应力波会对土层产生很大的冲击力，在这种情况下原有的土体结构会被破坏，一些土体被液化产生裂缝，从而增加了土体间的排水通道的数量，促使水分从空隙中溢出。当在空隙之间的水压逐渐消失以后，土体便能够固结在一起，对地基土体的抗压性以及变形模量能够显著提高，从而达到加固土基、满足道路施工要求的目的。
3.2 动力置换原理
动力置换存在着两种形式，分别是桩式置换和整式置换。桩式置换主要的方式是将碎石通过强夯法填入土地中，使部分的碎石和软土形成桩式的碎石墩，这样能够利用碎石与碎石之间的摩擦以及墩间的土质维持桩体的平衡，桩体和土质能够起到复合地基的作用。整体式置换是将碎石强夯到淤泥中，利用换土垫层的方式来对地基进行强化。这两种方式的应用都要结合实际施工现场的具体情况来进行决定，来保证施工效果。
3.3 动力密实原理
在土层中泥土颗粒的形状一般都是不规则的椭圆形或者是圆形，在很少的情况下会出现片状的颗粒，在强夯法的作用下，这些颗粒在形态上会发生变化，泥土之间的颗粒也会出现相对的运动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆动力密实原理对加固土壤类型为颗粒空隙较多的非饱和土壤有很大的作用，利用强夯法中重锤产生的强大作用力能够增加地基土层的泥土颗粒之间的接触面积，在产生压缩形变的过程中，对土层之间的空隙间隔进行减小，能够使整个地基的土体边缘更加的密实，地基的强度得以提高，从而进一步提高道路的承载能力。
4 强夯法在加固软土路基中的应用
未经处理的软土地基，其本性是含水量大，孔隙率或孔隙比大，抗剪强度低。软土地基的含水量常常会等于或大于饱和含水量，孔隙全部被水份所占据。空气所占体积百分率极小，甚至为零。因此，对软土地基处理单独采用传统强夯法，势必因为强大的冲击波激发土壤生成微细裂缝，激发孔隙水压剧骤升高，而在排水条件又不相适应的条件下，使得土壤严重液化，使得本来抗剪强度就不高的软土地基反遭严重“损伤”。很多工程实例表明，在道路工程中对于软土路基，单纯依靠传统强夯作用难以达到最理想的效果。于是在强夯基础上也发展起来了各种结合强夯法的地基综合处理方法。
4.1 强夯置换法
强夯置换法是采用在夯坑内回填块石、碎石、砂、建筑废料及其它高强度、透水性好的粗颗粒材料，利用强夯法的高能量冲击和挤压，将这些粗颗粒料挤压入土中，形成整体层式置换或柱状墩式置换的地基，这种强夯法与置换法相结合的地基处理方法即是强夯置换法。
强夯置换法是用几吨或几十吨的重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实，这种强大的夯击能在地基中产生强烈的冲击波（其中体积波起主导作用，包括纵波和横波）和动应力。从夯击点发出的纵波和横波向地基纵深方向传播，使地基土经历孔隙压缩、局部液化、可变渗透（动力排水）和时效触变恢复等几个阶段，使原地基土压缩，形成夯孔。再在夯坑内回填块石、碎石、砂、建筑废料及其它高强度、透水性好的粗颗粒材料，利用强夯法的高能量冲击和振动，将这些粗颗粒料夯入夯坑内，形成整体层式置换或柱状桩（墩）式置换的复合地基。大量的工程实践证明，强夯置换的加固原理相当于强夯（加密）、碎石墩、特大直径排水井三者之和，对地基土有较好的加固效果。
4.2 强夯-砂井结合法
强夯法与砂井结合采用，利用强夯瞬时局部加动载的方法对地基土进行振动加荷，同时利用砂井快速排水，双管齐下使得土体中的水分快速排出，加速土体固结。
其中砂井的主要作用是将软土中含有的水源排放出去，在路基的施工过程中，若采用这一方法，首先应该对软土的厚度进行测量，只有厚度超过5m的软土才能使用该方法进行施工。砂井直径在30至40cm之间，可以处理深度为18m以内的软土。
在进行施工时，首先要进行打孔施工，采用高压射水等方式在地基上均匀的打上一排孔眼，并向孔眼中灌入砂柱，砂的选择方面可以中、粗砂为宜。此外，在砂井的顶部还要布置上一层垫层，并将其与各个砂井相连通，这样软土中的水分才能够有效的排放出去，有效地提高地基的硬度。
4.3 强夯-CFG桩结合法
强夯+CFG桩联合加固即先用小能量强夯进行大面积超宽处理，以消除欠固结土，加速地基土固结过程。然后在建筑物范围内进行CFG桩处理，置换原土体，挤密桩间土，充分发挥CFG桩桩身压缩变形小、承载力高、控制沉降效果好的特点。
4.4 强夯-振冲碎石桩结合法
强夯-振冲碎石桩结合法加固地基，是利用振冲锤通过振动方式，在软弱地基中成孔后，将碎石压入孔中，形成大直径的由碎石构成的密实桩体，与原地基构成碎石桩复合地基。复合地基形成一段时间，利用重锤进行小能量大面积超宽强夯处理，进一步提高复合地基承载力，减小沉降量，消除液化。
该技术具有施工方便的特点，并且不会消耗大量的施工材料，因此广泛的在道路软土路基施工中得到进一步的应用与发展。在这一环节中，不仅可以应用到砂土等常见的施工材料，同时也可以使用其他的土体，例如粉土、杂填土等。
在振冲碎石桩施工的过程中，主要的原理是采用水平方向上的设备进行施工，利用高压水的特点一边进行振动，一边进行冲洗，最终达到振冲的效果。通过振冲的作用，能够将振冲器按照标准的要求下沉到指定的位置处，与此同时，在将地基中的孔进行清理，将碎石填入其中，不断的进行压实的处理，最终就在地基中打下了桩体，桩体密实的排列在地基中，能够促进地基土质的密实程度，有效的保证了工程的质量。
5 总结
通过上文的论述，在软土地基施工的过程中，可针对不同的工程情况采取合理的强夯结合方法进行处理。软土地基的施工是常见的现象，加强地基的加固处理，有助于道路的发展建设。
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论文作者:梁志刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：地基论文; 碎石论文; 道路论文; 孔隙论文; 颗粒论文; 土路论文; 路基论文; 《基层建设》2018年第8期论文;