強(qiáng)夯法的原理及適用范圍

強(qiáng)夯法的原理及適用范圍.概念強(qiáng)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(dòng)力壓實(shí)法或動(dòng)力固結(jié)法。它通過一般8-30t的重錘(最重可達(dá)200t)和8-20m的落距(最高可達(dá)40m)，反復(fù)對(duì)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(chǎn)生的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，可提高地基土的強(qiáng)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(shí)，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(qiáng)夯與強(qiáng)夯置換法強(qiáng)夯國內(nèi)發(fā)展四個(gè)階段1）自引進(jìn)到80年代初，約8年。強(qiáng)夯能級(jí)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(diǎn)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(jí)強(qiáng)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(diǎn)工程三門峽火力發(fā)電廠為契機(jī)，成功開發(fā)了8000kN*m能級(jí)強(qiáng)夯，使強(qiáng)夯消除黃土濕陷性的深度達(dá)到15m。4）2002年底至今。強(qiáng)夯工程最高應(yīng)用能級(jí)已經(jīng)達(dá)到10000kN*m。為了更進(jìn)一步擴(kuò)大強(qiáng)夯的應(yīng)用范圍，在強(qiáng)夯技術(shù)的基礎(chǔ)上，還形成了強(qiáng)夯置換和柱錘沖擴(kuò)等新技術(shù)1.強(qiáng)夯法的加固原理夯錘自由下落產(chǎn)生巨大的強(qiáng)夯沖擊能量，在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力和沖擊波，使土中孔隙壓縮、土體局部液化，夯擊點(diǎn)周圍一定深度內(nèi)的土體產(chǎn)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(jié)，從而降低土的壓縮性，提高地基承載力。據(jù)資料顯示，經(jīng)過強(qiáng)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(shí)作用強(qiáng)夯產(chǎn)生的沖擊波作用破壞了土體的原有結(jié)構(gòu)，改變了土體中各類孔隙的分布狀態(tài)以及相對(duì)含量，使土體得到密實(shí)。但是，由于強(qiáng)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(shí)測(cè)資料表明：夯擊使孔隙水和氣體的體積減少，土體得到密實(shí)。地基處理強(qiáng)夯法的原理及適用范圍非飽和土的夯實(shí)過程，就是土中的氣相(空氣)被擠出的過程，其夯實(shí)變形主要是由于土顆粒的相對(duì)位移引起。土體中的孔隙減小，土體變得密實(shí)。（1）（2）（3）（2）局部液化作用在夯錘反復(fù)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(yīng)力減少。當(dāng)土中某點(diǎn)的超孔隙水壓力等于上覆的土壓力時(shí)，土中的有效應(yīng)力完全消失，土的抗剪強(qiáng)度降為零，土體達(dá)到局部液化。地基處理（3）固結(jié)作用強(qiáng)夯時(shí)在地基中產(chǎn)生的超孔隙水壓力大于土粒間的側(cè)向壓力時(shí)，土粒間會(huì)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(jié)。強(qiáng)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(cè)向壓力時(shí)，致使土顆粒間出現(xiàn)裂隙，形成排水通道。此時(shí)，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(cè)向壓力時(shí)，裂隙即自行閉合。裂隙地基處理強(qiáng)夯法的原理及適用范圍（4）觸變恢復(fù)作用經(jīng)過一定時(shí)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(jié)合水，土體又恢復(fù)并達(dá)到更高的強(qiáng)度，即飽和軟土的觸變恢復(fù)作用。

地基處理強(qiáng)夯法的原理及適用范圍觸變恢復(fù)飽和粘性土在夯擊作用下，土體的強(qiáng)度逐漸降低，當(dāng)出現(xiàn)液化或接近液化時(shí)，強(qiáng)度達(dá)到最低值。此時(shí)土體產(chǎn)生裂隙，而吸附水部分變成自由水，隨著時(shí)間孔壓的消散，土的抗剪強(qiáng)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(qiáng)夯的沖擊力，強(qiáng)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(shí)砂、石層，與此同時(shí)，該密實(shí)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(jié)，從而使地基承載力提高，沉降減小。

強(qiáng)夯法的原理及適用范圍強(qiáng)夯置換類型整式置換：采用強(qiáng)夯將碎石整體擠入淤泥中，作用機(jī)理類似于換土墊層。樁式置換：通過強(qiáng)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(jī)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(jié)構(gòu)破壞形成夯坑擠壓周圍土體夯坑h夯錘自由下落夯點(diǎn)附近地面隆起加固原理圖地基處理強(qiáng)夯法的原理及適用范圍