强夯法又称动力固结法,由法国Menard 技术公司于1969 创立并应用。这种方法是将重锤(一般10~40t)提升到一定高处使其自由落下(落距一般为10~40m)给地基以反复冲击和振动,从而提高地基的强度并降低其压缩性。它是在垂锤夯实法的基础上发展起来的,但加固原理不同。
1.强夯法加固原理
夯锤自由下落产生巨大的冲击能量,使土中产生很大的应力和冲击波,致使土中孔隙压缩,土体局部液化,夯击点周围产生放射性裂隙形成良好的排水通道,使土中的孔隙水(气)溢出,土体固结,从而降低土的压缩性,提高地基承载力,避免了重锤夯实产生“橡皮土”的情况。资料显示,经过强夯的粘性土,其承载力可增加1~3 倍,粉砂可增加4 倍,砂土可增加2~4 倍。强夯加固土体的主要作用有:
(1)冲击密实作用。一方面强夯产生的冲击波破坏了土体的原有结构,改变了土体中各类孔隙的分布状态以及相对含量,使土体得到密实。另外,土体中大多含有以微气泡形式出现的气体,其含量约为1%~4%。实测资料表明:夯击使孔隙水和气体的体积减少,土体得到密实。
(2)加速固结作用。强夯在地基中产生的超孔隙水压力大于土粒间的侧向压力时,土粒间便会出现裂隙,形成排水通道,增大了土的渗透性,孔隙水得以顺利排出,加速了土的固结。
(3)触变恢复作用。经过一定时间后,由于土颗粒重新紧密接触,自由水又重新被土颗粒吸附而变成结合水,土体又恢复并达到更高的强度,即饱和软土的触变恢复作用。(www.xing528.com)
(4)置换作用。利用强夯的冲击力,强行将砂、碎石、石块等挤填到饱和软土层中,置换原饱和软土,形成桩柱或密实砂、石层,与此同时,该密实砂、石层还可作为下卧软弱土的良好排水通道,加速下卧层土的排水固结,从而提高地基承载力,降低压缩性。
2.强夯法适用范围
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。它不仅能提高地基土的强度、降低土的压缩性,还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性,所以还可用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。但对于饱和软粘土地基,如淤泥和淤泥质土地基,应慎用。
应用强夯法处理的工程范围广泛,各类工业民用建筑、仓库、油罐、贮仓、公路、铁路路基、飞机场跑道、码头以及大型设备基础等地基处理均取得了成功,由于该方法冲击力大、振动强烈,城市市区不宜使用。
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