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【摘要】在我国的市政道路施工中，强夯法是用于加固土层地基中使用最为广泛的一种施工技术。其工作原理主要是，通过对地基产生的强烈冲击波，破坏土层内部的天然结构，实现固结土层的最终目的。本文通过对强夯法的概念、原理、优缺点以及施工运用进行阐述说明，从而进一步的强调了强夯法在道路施工建设中的重要性。
【关键词】市政；强夯法；施工运用
1.前言
强夯法也可称为动力固结法，是用于道路施工过程中加固地基的一种施工技术方法。主要通过吊升设备起吊重锤，升至一定高度后再让其自然掉落，进而将重锤在掉落过程中产生的巨大冲击力转变为动能，用于振动或冲击地基土层，从而提高地基的强度，降低地基的压缩性，以及提高地基的承载力和受理性能，达到夯实地基的目的。
2.强夯法用于加固地基的根本原理
就目前而言，可将强夯法用于加固地基的原理分为三种，分别为动力置换原理、动力密实原理以及动力固结原理。
2.1动力置换原理
根据置换作用部分的不同，可将动力置换原理分为桩式置换原理和整式置换原理两种模式。桩式置换原理主要通过强夯产生的作用，将碎石填入于土层之中，同时，选取部分碎石夯入淤泥当中，最终形成桩式的碎石墩和碎石桩[1]。其作用机理主要通过碎石内摩擦角加之墩间土地基复合的作用，使得桩体保持平衡、稳定的状态[2]；整式置换原理则是通过强夯产生的巨大冲击波，将碎石全部挤入淤泥当中，其作用机理与换土垫层法的作用机理相似。
2.2动力密实原理
动力密实原理主要通过冲击力，减小土层当中的孔隙体积，从而提高土层的强度，使土地保持整体密实的结构，通常用于加固强夯粗颗粒、孔隙较多，以及非饱和土的土地。
在使用过程当中，强夯法中的重锤通过对土层路基施加强有力的冲击波，致使土层路基中的土粒接触点产生变形以及压缩现象，土粒间的接触面积因此增大。此方法的使用，在提高土层密集度的同时，还增强了土地路面的承载能力。在土层地基中，土粒的形状并不全是均匀的，其中还存在着片状颗粒。当强夯法作用于地基时，产生的压力会致使土粒变弯，并与相邻位置的土粒发生位移变化，在土粒相互接触时便会产生相对运动。
2.3动力固结原理
通常情况下，动力固结原理主要用于对细颗粒饱和土的处理。在对土层使用动力固结原理时，产生的强烈应力波会在土中形成强有力的冲击能量，破坏土体结构，使得土体局部产生液化形态，排水通道随之增加，进而引发土层孔隙出现溢水状况。当孔隙之间的水压完全消散后，土体便开始形成固结。
动力固结原理主要通过强夯法对土层地基中的细小颗粒进行有效处理，是最早用于强夯法机理中的一种模式，并在道路施工建设中取得了显著效果。为此，可将动力固结原理的作用系统分为四个部分：
（1）饱和土的变化压缩
在土层地基中，存在着一定数量的渗透性较差的细饱和颗粒。当对地基进行夯实时，饱和的细颗粒土之间的空隙，因外界产生的瞬间强作用导致无法及时排水，并发生变形。瞬間强作用力不会导致拥有强拉应力的地基土产生变形，但会使其内部结构发生改变，形成裂缝网络结构，利于土内水分快速排出，增强土层粒子的承载力和紧凑性。
（2）土层地基的局部液化
当进入强夯初期阶段时，对土层实行重复夯实，可有效的将外界产生的强冲击力转变为地基土中的气体。孔隙水压力在达到一定标准后，便会形成液化较低的土层地基，从而使得孔隙水压力升至最大标准值。随着强夯的不断运行，带动孔隙水压力降低，强度增长，进而达到最佳状态。
（3）土层的渗透性
当外界作用力大于土层中孔隙水侧向压力时，土层内部可形成排水网络系统，及时有效的将水排出；当外界作用力小于土层中孔隙水侧向压力时，会导致孔隙水内压力的降低，在压力低至一定标准后，土层便可自行闭合孔隙裂缝，从而使得土层地基得到充分的水分滋润，恢复地基的原有状态。
（4）土层的触变恢复
地基中的土层在受到外界的强夯作用下，强度会随之降低。当土体达到最低液化值时，地基层中产生的裂缝的部分将地基中的吸附水流出，同时结合土层粒子间的紧密接触，形成新的吸附水层，利于增强土层的抗压性和变形模量[3]。
3.强夯法的优缺点
在市政道路施工中，强夯法因其本身具有的多种优点，被被广泛用于道路施工建设当中。其中，除了本身具有的设备简易、施工方便的优点外，同时还具有经济实用性强、资源投入低，以及节省道路施工成本等优点。在填充地基路面过程中，降低对填充材料粒径的要求，可便于施工队伍获取材料，以及降低工程的成本支出。在道路建设过程中使用强夯法，不仅确保了地面与路基填料间的紧凑性，同时还增强了道路的夯实性及坚固性。
4.强夯技术在市政道路施工中的运用
4.1施工程序
根据国家的不同，强夯法在其道路建设的应用范围也有所不同。例如：欧洲国家在道路建设当中，大多采用大吨位履带式起的重机，日本则采用轮胎式起重机[4]。这类机器的稳定性较好，同时也便于施工。但因我国的条件限制，通常情况下，只采取小吨位的起重机进行道路施工。为此，还需在使用强夯法加固的过程当中，增加滑轮用以解决重锤的起吊问题。重锤的落体需采用自动脱钩装置，在进行操作时，先拉动脱钩器的钢丝绳，将重锤挂于脱钩器吊钩之后，拉至吊钩至所需高度，之后伸臂拉转到规定角度。最后，自由落体的重锤便可将其重力势能转变为动能。
4.2检测控制
在道路施工过程中，当结束强夯法的使用后，还应加强对加固的地基和土层进行严格的检测控制。在检测地基时，应注意地质的间隔时间，地质间隔的时间不同，间隔检测方法的使用也不同。例如：粘性土地基的间隔时间通常为2-4周；砂土地基和碎土石，间隔时间则为1-2周[5]。此外，室内试验、十字板试验，以及荷载试验等，均可用于地基的检测。
5.结语
随着城市的不断进步和发展，市政道路不仅与居民的生活息息相关，同时还在一定意义上代表城市和政府的形象，因此，需确保其质量的安全可靠性。强夯技术作为市政道路施工过程中的主要地基处理技术，不仅工期短、质量高，同时还具有绿色环保的优点，因而被广泛用于市政道路施工建设当中。
参考文献
[1]王祯，姚政法，范景相.强夯在高路堤填筑上的应用[J].岩土力学，2011.4（08）：498-502.
[2]尹路辉.国产强夯机集锦[J].工程机械与维修.2011.7（08）：145-146.
[3]刘可.强夯法在市政道路施工中的运用[J].中国新技术新产品，2011.3（19）：90-92..
[4]曾琴琴.强夯法在道路软土路基中的应用[J]民营科技，2011.21（11）：214-215.
[5]徐至钧.强夯和强夯置换法加固地基[M].北京机械工业出版社.2010.6（17）：321-324.
【关键词】市政；强夯法；施工运用
1.前言
强夯法也可称为动力固结法，是用于道路施工过程中加固地基的一种施工技术方法。主要通过吊升设备起吊重锤，升至一定高度后再让其自然掉落，进而将重锤在掉落过程中产生的巨大冲击力转变为动能，用于振动或冲击地基土层，从而提高地基的强度，降低地基的压缩性，以及提高地基的承载力和受理性能，达到夯实地基的目的。
2.强夯法用于加固地基的根本原理
就目前而言，可将强夯法用于加固地基的原理分为三种，分别为动力置换原理、动力密实原理以及动力固结原理。
2.1动力置换原理
根据置换作用部分的不同，可将动力置换原理分为桩式置换原理和整式置换原理两种模式。桩式置换原理主要通过强夯产生的作用，将碎石填入于土层之中，同时，选取部分碎石夯入淤泥当中，最终形成桩式的碎石墩和碎石桩[1]。其作用机理主要通过碎石内摩擦角加之墩间土地基复合的作用，使得桩体保持平衡、稳定的状态[2]；整式置换原理则是通过强夯产生的巨大冲击波，将碎石全部挤入淤泥当中，其作用机理与换土垫层法的作用机理相似。
2.2动力密实原理
动力密实原理主要通过冲击力，减小土层当中的孔隙体积，从而提高土层的强度，使土地保持整体密实的结构，通常用于加固强夯粗颗粒、孔隙较多，以及非饱和土的土地。
在使用过程当中，强夯法中的重锤通过对土层路基施加强有力的冲击波，致使土层路基中的土粒接触点产生变形以及压缩现象，土粒间的接触面积因此增大。此方法的使用，在提高土层密集度的同时，还增强了土地路面的承载能力。在土层地基中，土粒的形状并不全是均匀的，其中还存在着片状颗粒。当强夯法作用于地基时，产生的压力会致使土粒变弯，并与相邻位置的土粒发生位移变化，在土粒相互接触时便会产生相对运动。
2.3动力固结原理
通常情况下，动力固结原理主要用于对细颗粒饱和土的处理。在对土层使用动力固结原理时，产生的强烈应力波会在土中形成强有力的冲击能量，破坏土体结构，使得土体局部产生液化形态，排水通道随之增加，进而引发土层孔隙出现溢水状况。当孔隙之间的水压完全消散后，土体便开始形成固结。
动力固结原理主要通过强夯法对土层地基中的细小颗粒进行有效处理，是最早用于强夯法机理中的一种模式，并在道路施工建设中取得了显著效果。为此，可将动力固结原理的作用系统分为四个部分：
（1）饱和土的变化压缩
在土层地基中，存在着一定数量的渗透性较差的细饱和颗粒。当对地基进行夯实时，饱和的细颗粒土之间的空隙，因外界产生的瞬间强作用导致无法及时排水，并发生变形。瞬間强作用力不会导致拥有强拉应力的地基土产生变形，但会使其内部结构发生改变，形成裂缝网络结构，利于土内水分快速排出，增强土层粒子的承载力和紧凑性。
（2）土层地基的局部液化
当进入强夯初期阶段时，对土层实行重复夯实，可有效的将外界产生的强冲击力转变为地基土中的气体。孔隙水压力在达到一定标准后，便会形成液化较低的土层地基，从而使得孔隙水压力升至最大标准值。随着强夯的不断运行，带动孔隙水压力降低，强度增长，进而达到最佳状态。
（3）土层的渗透性
当外界作用力大于土层中孔隙水侧向压力时，土层内部可形成排水网络系统，及时有效的将水排出；当外界作用力小于土层中孔隙水侧向压力时，会导致孔隙水内压力的降低，在压力低至一定标准后，土层便可自行闭合孔隙裂缝，从而使得土层地基得到充分的水分滋润，恢复地基的原有状态。
（4）土层的触变恢复
地基中的土层在受到外界的强夯作用下，强度会随之降低。当土体达到最低液化值时，地基层中产生的裂缝的部分将地基中的吸附水流出，同时结合土层粒子间的紧密接触，形成新的吸附水层，利于增强土层的抗压性和变形模量[3]。
3.强夯法的优缺点
在市政道路施工中，强夯法因其本身具有的多种优点，被被广泛用于道路施工建设当中。其中，除了本身具有的设备简易、施工方便的优点外，同时还具有经济实用性强、资源投入低，以及节省道路施工成本等优点。在填充地基路面过程中，降低对填充材料粒径的要求，可便于施工队伍获取材料，以及降低工程的成本支出。在道路建设过程中使用强夯法，不仅确保了地面与路基填料间的紧凑性，同时还增强了道路的夯实性及坚固性。
4.强夯技术在市政道路施工中的运用
4.1施工程序
根据国家的不同，强夯法在其道路建设的应用范围也有所不同。例如：欧洲国家在道路建设当中，大多采用大吨位履带式起的重机，日本则采用轮胎式起重机[4]。这类机器的稳定性较好，同时也便于施工。但因我国的条件限制，通常情况下，只采取小吨位的起重机进行道路施工。为此，还需在使用强夯法加固的过程当中，增加滑轮用以解决重锤的起吊问题。重锤的落体需采用自动脱钩装置，在进行操作时，先拉动脱钩器的钢丝绳，将重锤挂于脱钩器吊钩之后，拉至吊钩至所需高度，之后伸臂拉转到规定角度。最后，自由落体的重锤便可将其重力势能转变为动能。
4.2检测控制
在道路施工过程中，当结束强夯法的使用后，还应加强对加固的地基和土层进行严格的检测控制。在检测地基时，应注意地质的间隔时间，地质间隔的时间不同，间隔检测方法的使用也不同。例如：粘性土地基的间隔时间通常为2-4周；砂土地基和碎土石，间隔时间则为1-2周[5]。此外，室内试验、十字板试验，以及荷载试验等，均可用于地基的检测。
5.结语
随着城市的不断进步和发展，市政道路不仅与居民的生活息息相关，同时还在一定意义上代表城市和政府的形象，因此，需确保其质量的安全可靠性。强夯技术作为市政道路施工过程中的主要地基处理技术，不仅工期短、质量高，同时还具有绿色环保的优点，因而被广泛用于市政道路施工建设当中。
参考文献
[1]王祯，姚政法，范景相.强夯在高路堤填筑上的应用[J].岩土力学，2011.4（08）：498-502.
[2]尹路辉.国产强夯机集锦[J].工程机械与维修.2011.7（08）：145-146.
[3]刘可.强夯法在市政道路施工中的运用[J].中国新技术新产品，2011.3（19）：90-92..
[4]曾琴琴.强夯法在道路软土路基中的应用[J]民营科技，2011.21（11）：214-215.
[5]徐至钧.强夯和强夯置换法加固地基[M].北京机械工业出版社.2010.6（17）：321-324.