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岩土研究院

强夯法概述与基本特性

319 2022-05-23 15:31:44

强夯法

概 述

强夯法又称动力固结法或动力压密法,是20世纪 60年代末由法国 Menard 技术公司首创。这种方法是将很重的锤(一般为100~400 kN,最重可达2000 kN)从高处自由落下(落距一般为6~40m)给地基以冲击力和振动.从而提高地基土的强度并隆低其压缩性。此法在开始时仅用于加固砂土和碎石土地基。


经过二十几年来的应用与发展,它已适用于加固从砾石到粘性土的各类地基土,这主要是由于施工方法的改进和排水条件的改警。强夯法由于具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点,很快就传播到世界各地。目前已有几十个国家超千项工程采用此法加固地基。在我国,强夯法常用来加固碎石土、砂土、粘性土、杂填土、湿陷性黄土等各类地基。它不仅能提高地基的强度并降低其压缩性,而且还能改善其抵抗振动液化的能力和消除土的湿陷性。目前,应用强夯法处理的工程范围是很广的,有工业与民用建筑、仓库、油罐、贮仓、公路和铁路路基、飞机场跑道及码头等。


总之,强夯法在某种程度上比其他加固方法更为广泛和更为有效,但对于饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。由于加固过程中产生孔隙水压力,这就使传递到各个地层土骨架的有效应力,在时间上可能需数周之久,而在粘性土中充分加固的时间可达三个月以上。


强夯法基本特性

用强夯法加固后地基的压缩性可降低到原来的1/2~1/10,而强度可提高 200%~500%(有的文献介绍,粘土可提高100%~300%,粉质砂土可提高400%,砂和泥炭土可提高 200%-400%)。用强夯法处理垃圾土,尚可使有害气体迅速排除,有利于环境保护。强夯法与以往的机械夯实、爆炸夯实等比较还有以下特点∶


(1)平均每一次的夯击能比普通夯击能大得多;


(2)以往的夯实方法,能量不大,仅使地表夯实紧密,但能量不能向深处传递,其结果仅限于表层加固,而强夯法能按照我们的预计效果进行控制施工,可根据地基的加固要求来确定夯击点间距及夯击方式,依次按需要加固的深度进行改良,使地基深层得到加国;


(3)在施工中,必要的夯击能是可以分几温进行夯击;


(4)地基经过强夯加固后,能消除不均匀沉降现象,这是任何天然地基所不能达到的。

强夯法最适宜的施工条件∶


(1)处理深度最好不超过15 m(特殊情况除外);


(2)对于饱和软土,地表面应铺一层较厚的砾石、砂土等优质填料;


(3)地下水位离地表面下2~3m为宜;


(4)夯击对象最好为粗颗粒土组成;


(5)施工现场离既有建筑物有足够的安全距离(一般为大于10m),否则不宜施工。


国外进展情况

由于强夯法简单、经济、施工快,所以国外用得十分普遍。1974年英国工程师协会专门召开了深基础会议.并出了专册。在该次会议上Menard 本人对强夯法作了详细介缀,并对会上提出的问题进行了解答。从那以后,在历届国际土力学和基础工程会议上以及世界各地区域性的会议上,都发表了不少论文。内容包括工程实贱、室内研究、以及理论分析等各方面。Gambin 于1984 年在第八届非洲地区土力学和基础工程会议上,曾发表了"十年来的强夯法"的论文。文中扼要地论述了强夯法的适用范围、原理、参数选取以及强夯对环境影响等并列举了两个实例。此文可认为是继 M6nard 本人发表的论文以后.带有概括性的一篇论文。他指出∶

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国内进展情况

我国于1978年11月至1979 年初首次由交通部一航局科研所及其协作单位在天津新港三号公路进行了强夯法试验研究。在初步掌握了这种方法的基础上,于1979年8月至9月又在秦皇岛码头堆煤场细砂地基进行了试验,其效果显著。因此,该码头堆煤场的地基就正式采用了强夯法加固,共节省了150余万元。中国建筑科学研究院及其协作单位于1979年4月在河北廊坊该院机械化研究所宿舍工程中进行强夯法处理可液化砂土和轻亚粘土地基的野外试验研究,取得了较好的加固效果。于同年6月正式用于工程施工。通过上述试验研究及实际工程的应用,总结出一套适合我国情况的强夯工艺,在我国地基加固领域里填补了一项空白。