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摘要：道路路基处理中，强夯法的使用较为普遍，通过对该种方法的运用可以显著加强地基处理质量，为工程后续施工提供有力保障。该项技术最为明显的优势是具有十分宽广的适用范围，众多土壤结构中都可以进行应用，即便是较为难以处理的软土地基，强夯法也可以收获十分良好的应用效果，保证了工程地基施工良好的质量，同时大幅节约了各种工程材料的投入，有效缩短了工程施工周期，正是因为该项技术众多方面的优势特点使得其在目前道路地基的处理中备受重视，且具有十分广阔的发展空间。本文对强夯法处理地基在道路路基设计中的应用进行研究。
关键词：强夯法；道路路基；设计
1道路路基设计中强夯法的应用
1.1确立强夯参数
1.1.1有效加固深度
关于有效加固强度，其指的是通过强夯法进行加固处理之后，路基的强度会变大，压缩模量也会随之变大，在土层范围中可以展现十分良好的增强效果。因为夯实深度的不同，没有针对各种不同状况下对有效加固深度进行计算相对应的方法。当前，工程施工中主要采用梅纳公式对强夯法实际的加固深度进行计算。然而实际中，地下水位及其土层具体厚度等众多因素都会在一定程度上影响有效加固深度。所以，强夯法的有效加固深度需要根据现场试验或是本地经验加以确立。
1.1.2夯击能
单位夯击能量指的是单位面积范围内所施加总的夯击能量。若是单位夯击能量偏大，不但无益于加固效果的增强，并且还会在一定程度上降低饱和粘土的实际强度。因此，需要根据有效加固深度和土层种类等多方面因素，利用载荷大小与结构种类，同时结合工程现场试验确立出单位夯击能。对于地基中的孔隙水压力，在其与上覆土压力一致时所获取的夯击能便是最佳夯击能，达到最佳夯击能实际的夯击次数便是夯点每次的具体的夯击次数。关于最佳夯击能，其和土壤的种类之间存在着密不可分的关系，针对粘性土壤，可以运用限制有效夯击系数或是地面最高隆起对其加以控制；针对沙性土壤，可以运用对夯坑夯沉深度进行控制的方式确立出最佳夯击能。
1.1.3夯击次数
通过众多工程实际施工表明，夯击次数不宜过多，需要尽量减少夯击的次数。针对含水量较低，同时渗透系数较大的土层，应进行1-3次的夯击，3-4次的冲程方能获取理想的增强效果。完成夯击操作之后，其充满了低能量，旨在对较为松散的表土层进行压实。道路路基处理实际设计的过程中，往往采用主夯、副夯与全夯三次夯击方式。若是存在较为特殊的要求，需要适宜地增加夯击次数。
1.1.4间歇时间
间歇时间指的是相邻两次夯击之间的具体的时间间隔，需要结合孔隙水压力的消散加以确立。由强夯试验我们得知孔隙水压力的最大值往往出现在结束夯击操作的一刻。在各次实际通过的总体夯击能量偏大时，孔隙水压力会消耗一定的时间。针对砂性土，通常需要3-4分钟的时间。而针对软粘土，一般需要1-4周的时间。所以，针对软粘土而言，紧邻两次夯击的间歇时间在渗透相对较小的粘性土中通常需要保持在四周之上，但对于渗透相对较大的砂性土可以持续执行夯击操作。
1.1.5夯点布置和夯点间距
要想确保土层的夯击更加均匀，对于夯点的布设需要采用正方形或是三角形。而对于各夯点之间的距离需要以实际的加固深度与土体的具体性质作为基础进行全方位考虑。针对渗透性相对较差的土层，要想更加有助于超孔隙水压力的消散，各夯点之间的距离不宜过小，但亦不可过大。若是距离过小，紧邻夯点的增强效应便会在浅层区域中叠加，这样便会形成一些实际硬度较大的土层，使深层转移的冲击能量受到一定程度的影响。若是距离过大，会导致地基土层的加固效果不够均匀。第一次夯点的位置往往是2.5-3.5倍的夯锤直径，第二次夯点往往选取在第一次夯击中部的位置。
1.1.6夯击范围
结合基本应力扩散的基础原理，使用强夯法的实际处理范围需要超过基础范围，至于放大的具体范围需要结合结构的重要作用以及种类等众多方面加以确立。一般情况下，对于超过基础外边缘各侧的实际宽度需要保持在设计处理深度的1/3-1/2，同时需要超过三米。而针对存在潜在液化的地层，超出基础各侧的宽度需要大于实际设计中的处理深度。
2强夯加固机理探析
2.1动力固结理论
针对于饱和土，在土体总体积中封闭气泡占据1%-3%，若是气泡被压缩，土体体积也会被压缩，在冲击力的反复作用之下，随着土体中超孔隙水压力的逐渐加大，土体内应力亦会与之加大，这样的情况下便会出现放射状的裂隙，一定程度上改善了土层渗透性。若是利用强夯法针对非饱和土层执行压实操作，其压实过程与室内压实法相似。若是对饱和非粘性土层进行压实，与振动压力及爆破较为相似。针对饱和细粒土，其压实过程需要对土体结构进行破坏，并产生相应的超孔隙水压力，这样才能形成更加有效的排水孔道，有利于孔隙水压力的消散。
2.2振动波加固理论
强夯法处理地基指的是在极短的时间内，一般是几十到几百毫秒，突然施加冲击力作用于地基，这样巨大冲击力的影响能够传递至土层，同时转化为各种不同的波形。其中压缩波的传递最快，其能够在瞬间对孔隙水加以收集，减小基础的实际剪切强度，同时令土层出现拉动或是受压的情况。剪切波次之，其会在一定程度上破坏土层构造。最后是瑞利波，其属于一种表面波，会在一定程度上加强周边土壤的强度。在这三种波的共同作用之下，土壤颗粒达到另一种全新稳定的状态。
2.3饱和土加固机理
以往的土层的加固理论是假定土粒与水都是不能够被压缩的，把固结这一过程看作是孔隙水的消散与孔隙体积的减小。但部分业内人士的思想观念中认为，因为饱和二相土的液体内含有1%-3%的封闭气泡，因此可以说饱和二相土并非真正意义上的二相土。实际执行夯击操作时，土体会出现触变和液化，孔压会消散，土体表现出触变恢复，实际强度也会有所加大。若是针对土体的一次压实不足，那么因为土体破坏所失去的强度会相对较大，因为触变恢复增加的实际强度会相对较小，从而造成夯击之后实际承受载荷能力的下降。但若是执行第二次的夯击操作，对于触变恢复而言，其加大的实际强度会更大，所以渐渐加大夯击的次数能够获取更加理想的加强效果。
2.4非饱和土加固机理
关于非饱和土体的加固，其是以动力压密原理作为基础，受到冲击载荷作用的影响，土体的孔隙体积会变小，这样水及空气会从中排出，土壤颗粒会再一次进行全新的排列，有效加大了土层的密实程度与实际承载能力。若是从微观层面来讲，使用强夯法针对地基实施处理的过程中，强烈地冲击力会使土体颗粒之间的连结状态被打破，导致土层内各种空隙空间排布的情况和实际含量也都出现一定变化，造成原本的土体构造被破坏，令土体颗粒根据更为密实的旋涡状构造再一次进行排列，有效加强了土体抵抗变形的能力与土体的抗剪能力，实现地基的有效加固。
结束语
总而言之，实际道路施工中常常会遇到粘性土、砂土、素填土以及杂填土等土质状况不是十分良好的土体。而使用强夯法可以针对这些土体实施有效处理，加强道路路基施工质量。另外，在软土地基处理中，强夯法具有十分显著的优势，该项技术不但具有十分良好的处理效果，同时施工设备简便，利于操作，大幅节约了各种施工材料的投入。采用袋装砂井与振冲碎石桩等加固处理方式，能够合理规避地基沉降之后出现形变的情况，提升道路施工质量。
参考文献
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