強夯法的原理及適用范圍

強夯法的原理及適用范圍.概念強夯是法國梅那（Menard1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，國際上稱動力壓實法或動力固結法。它通過一般8-30t的重錘(最重可達200t)和8-20m的落距(最高可達40m)，反復對地基土施加很大的沖擊能，一般能量為1000—8000kN.m。在地基土中所產生的沖擊波和動應力，可提高地基土的強度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。同時，夯擊能還可提高土層的均勻程度，減少將來可能出現(xiàn)的差異沉降。

強夯與強夯置換法強夯國內發(fā)展四個階段1）自引進到80年代初，約8年。強夯能級比較小，一般僅為1000kN*m，處理深度5m左右，以處理淺層人工填土為主。2）80年代初到90年代初。本階段興建國家重點工程山西化肥廠，為了消除黃土地基的濕陷性，化工部組織開發(fā)了6250kN*m能級強夯，使有效處理深度提高到了10m左右。3）90年代初到2002年。本階段以興建國家重點工程三門峽火力發(fā)電廠為契機，成功開發(fā)了8000kN*m能級強夯，使強夯消除黃土濕陷性的深度達到15m。4）2002年底至今。強夯工程最高應用能級已經達到10000kN*m。為了更進一步擴大強夯的應用范圍，在強夯技術的基礎上，還形成了強夯置換和柱錘沖擴等新技術1.強夯法的加固原理夯錘自由下落產生巨大的強夯沖擊能量，在土中產生很大的應力和沖擊波，使土中孔隙壓縮、土體局部液化，夯擊點周圍一定深度內的土體產生裂隙形成良好的排水通道，使土中的孔隙水（氣）溢出，土體得到固結，從而降低土的壓縮性，提高地基承載力。據(jù)資料顯示，經過強夯的粘性土，其承載力可增加100~300%，粉砂可增加400%，砂土可增加200~400%。地基處理（1）密實作用強夯產生的沖擊波作用破壞了土體的原有結構，改變了土體中各類孔隙的分布狀態(tài)以及相對含量，使土體得到密實。但是，由于強夯作用，土體中也出現(xiàn)了以微氣泡形式存在的封閉氣體，其含量約為1%~4%。實測資料表明：夯擊使孔隙水和氣體的體積減少，土體得到密實。地基處理強夯法的原理及適用范圍非飽和土的夯實過程，就是土中的氣相(空氣)被擠出的過程，其夯實變形主要是由于土顆粒的相對位移引起。土體中的孔隙減小，土體變得密實。（1）（2）（3）（2）局部液化作用在夯錘反復作用下，飽和土中將引起很大的超孔隙水壓力，隨著夯擊次數(shù)的增加，超孔隙水壓力也不斷提高，致使土中有效應力減少。當土中某點的超孔隙水壓力等于上覆的土壓力時，土中的有效應力完全消失，土的抗剪強度降為零，土體達到局部液化。地基處理（3）固結作用強夯時在地基中產生的超孔隙水壓力大于土粒間的側向壓力時，土粒間會出現(xiàn)裂隙，形成排水通道，增大土的滲透性，孔隙水得以順利排出，加速了土的固結。強夯法的原理及適用范圍滲透性變化超孔壓u大于顆粒間的側向壓力時，致使土顆粒間出現(xiàn)裂隙，形成排水通道。此時，土的滲透系數(shù)驟增，孔隙水得以順利排出?？讐合⒌叫∮陬w粒間的側向壓力時，裂隙即自行閉合。裂隙地基處理強夯法的原理及適用范圍（4）觸變恢復作用經過一定時間后，由于土顆粒重新緊密接觸，自由水又重新被土顆粒吸附而變成結合水，土體又恢復并達到更高的強度，即飽和軟土的觸變恢復作用。

地基處理強夯法的原理及適用范圍觸變恢復飽和粘性土在夯擊作用下，土體的強度逐漸降低，當出現(xiàn)液化或接近液化時，強度達到最低值。此時土體產生裂隙，而吸附水部分變成自由水，隨著時間孔壓的消散，土的抗剪強度和變形模量都有大幅度的增長。地基處理（5）置換作用利用強夯的沖擊力，強行將砂、碎石、石塊等擠填到飽和軟土層中，置換原飽和軟土，形成樁柱或密實砂、石層，與此同時，該密實砂石層還可作為下臥軟弱土的良好排水通道，加速下臥層土的排水固結，從而使地基承載力提高，沉降減小。

強夯法的原理及適用范圍強夯置換類型整式置換：采用強夯將碎石整體擠入淤泥中，作用機理類似于換土墊層。樁式置換：通過強夯將碎石填筑到土體中，部分碎石樁（或墩）間隔地夯入軟土，形成樁式或墩式的碎石墩或樁。其作用機理類似于振沖法等形成的碎石樁。整式置換樁式置換夯錘地面擠壓土體隆起夯擊能沖擊力沖擊波沖切上部土體結構破壞形成夯坑擠壓周圍土體夯坑h夯錘自由下落夯點附近地面隆起加固原理圖地基處理強夯法的原理及適用范圍