一、概述 强夯施工法(简称强夯法)是使用起重设备,将大重量(80~300kN)和一定外形结构规格的夯锤起吊至某一高度(一般为6~30m)后,自由下落,给地基土以强大的冲击能量的夯击,使地基土产生强烈的振动和很高的动应力,从而在一定范围内使土体的强度提高,压缩性降低。强夯法由法国Menard技术公司于1969年试验成功,经过30多年的发展和应用,它已适用于碎石土、黄土、砂土、粘性土等类地基的处理。对饱和度较高的粘性土,强夯效果不太显著,使用时应慎重。我国于1973年开始使用,已在数百项工程中应用,效果显著。强夯法是建设部“八五”期间科技进步推广项目。此外,有些单位采用在夯坑内回填块石、碎石或其它粗颗粒材料,强行夯入并排开软土,最终形成砂石桩与软土的复合地基,称之为强夯置换(或动力置换、强夯挤淤)。强夯法的加固特点是:施工设备简单;施工工艺、操作简单;适用土质范围广;加固效果显著,可取得较高的承载力,一般地基强度可提高2~5倍;变形沉降量小,压缩性可降低2~10倍,加固影响深度可达6~10m;土粒结合紧密,有较高的结构强度;工效高,施工速度快(一套设备每月可加固5000~10000m2地基)、较换土回填和桩基缩短工期一半;节省加固原材料;施工费用低,节省投资,比换土回填节省60%费用,与预制桩加固地基相比节省50~70%,与砂桩相比节省40~50%;它的适用范围十分广泛,不但能在陆地上施工,而且也可在水下夯实。其缺点是施工时噪声和振动较大,因而不宜在人口密集的城市内使用。
二、强夯法加固地基的原理根据检测,夯锤在极短时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量(震源),这一突然释放的巨大的能量使地基产生强烈振动,并以波的形式从震源向四周传播。波主要由剪切波、压缩波和瑞利波(质点运动由竖向和水平分量组成)联合传播的。剪切波、压缩波沿半球波阵面径向向外传播,而瑞利波沿圆柱波阵面径向向外传播。压缩波使孔隙压力增大并使土颗粒发生错位,剪切波与瑞利波共同作用使土颗粒受到剪切,同时使土体密实。在强夯过程中,地基强度的变化和增加可分为四个阶段:①夯击能转换,使土体中气体排出,孔隙水压力上升并伴随土体被强制压密和振密;②土体产生液化或结构破坏,土体渗透性能改变,土体裂缝发展;③排水固结压密,土体强度提高;④触变恢复,土体继续固结压密,强度进一步提高。土体旧的平衡体系被打破后,新的平衡体系建立了起来。
三、设计计算1.有效加固深度 有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又是反映处理效果的重要参数。一般可按下列公式估算有效加固深度
二、强夯法加固地基的原理根据检测,夯锤在极短时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量(震源),这一突然释放的巨大的能量使地基产生强烈振动,并以波的形式从震源向四周传播。波主要由剪切波、压缩波和瑞利波(质点运动由竖向和水平分量组成)联合传播的。剪切波、压缩波沿半球波阵面径向向外传播,而瑞利波沿圆柱波阵面径向向外传播。压缩波使孔隙压力增大并使土颗粒发生错位,剪切波与瑞利波共同作用使土颗粒受到剪切,同时使土体密实。在强夯过程中,地基强度的变化和增加可分为四个阶段:①夯击能转换,使土体中气体排出,孔隙水压力上升并伴随土体被强制压密和振密;②土体产生液化或结构破坏,土体渗透性能改变,土体裂缝发展;③排水固结压密,土体强度提高;④触变恢复,土体继续固结压密,强度进一步提高。土体旧的平衡体系被打破后,新的平衡体系建立了起来。
三、设计计算1.有效加固深度 有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又是反映处理效果的重要参数。一般可按下列公式估算有效加固深度