强夯法的工作原理及应用

图9.44　夯击过程与砂土压密及液化度过程

①—单位面积夯击能 （t·m/m2）；②—土的体积变化与时间关系；③—液化度与时间关系；④—地基承载力与时间关系

用10～200t重锤，落距10～40m夯击地层。造成50～100t·m/m2单位面积冲击能，对砂土进行强力振动夯实。它产生三种作用：①使砂土振动液化，丧失抗剪强度，在冲击作用下，迅速沉降变形，颗粒重新排列，由于先期液化，增大了抵抗地震液化的能力；②强大的冲击，压实砂层，使砂土孔隙率减小；③夯点周围产生裂缝，成为良好的排水通道，孔隙水易于排出，砂土迅速固结压密。夯击过程与砂土压密及液化度过程如图9.44 所示。

除了加密地基深层砂土防止地震液化以外，强夯法还可用于淤泥和泥炭软弱地基的加固。其方法是在地基面上铺1.5 ～5m 厚砂土，然后用强夯夯击，砂土混入淤泥和泥炭，深度可达6m，混合土层强度可提高数倍。亦可在淤泥地基面上抛石，然后用强夯夯击，抛石被夯击下沉，挤出淤泥，少部分淤泥留在石料孔隙中，地基强度可大幅度提高。还可用点夯法造成砂桩或碎石桩，淤泥或泥炭地基面上先铺砂或碎石，强夯夯击一点，砂或碎石夯入地基并形成夯坑。坑内填砂或碎石，再夯击，又成夯坑。重复进行，可造成深达15m的砂桩或碎石桩。根据需要，净间距2～3m设一桩，成为复合地基，能提高地基承载能力数倍。

强夯法亦可用于加密深水下地基。在船上吊起夯锤，不提出水面，落下夯击地基由于水的阻力，下落速度较在空气中略低，冲击能量减小，效率比空气中强夯稍差。但用在若干海洋工程的地基加密仍有较好的效果。

L.Mènard推荐用如下经验公式计算强夯法加密地层的影响深度(www.xing528.com)

式中 H——加密深度，m；

M——夯锤重，t；

h——夯锤落距，m。

有效深度应将式（9.39）乘以0.5～0.7 的系数。砂土取0.7，黏性土取0.5。

式 （9.39）是指一般情况，夯击遍数为几次至十几次。如增加夯击遍数20 次以上，则有效深度可增加一些。水下强夯的有效深度比式（9.39）小。

填土工程或弃渣场地的加密，可分层强夯。例如用20t 夯锤，20m 落距夯击砂性填土，每层填筑厚8m，进行强夯，则效果最好。