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岩土研究院

强夯法的起源与优点

325 2022-03-28 14:21:25

§3.1 概 述

强夯法处理地基由法国 Louis Ménard 技术公司在 1969 年首创,这种方法是使用吊升设备将很重的锤(一般为8~40t)起吊至较大高度(一般为8~40m)后,使其自由落下,产生巨大的冲击能量(一般为1100~4000kJ,最大可达 8000kJ)作用于地基,给地基以冲击和振动,从而在一定范围内使地基的强度提高,压缩性降低,改善了地基的受力性能。此法应用初期,仅用于加固砂土、碎石土地基。强夯法的第一工程用于处理滨海填土地基,该场地表层为新近填筑的厚度约为 9m 的碎石填土,其下是12m 厚的疏松砂质粉土,场地上要建 20栋8层住宅楼,由于碎石是新近堆积的,如采用桩基,负摩擦阻力很大,将占单桩承载力的69%~70%,不经济。采用堆载预压法处理地基,堆载历时 3个月,堆载高度为 5m,只沉降200mm。用强夯法锤重 80kN、落距10m、单击夯击能 800kJ、单位夯击能1200kN·m/m²,仅夯击一遍,整个场地的平均沉降量为500mm。8 层建筑采用基底应力300kPa,建造的楼房竣工后,其平均沉降量仅为13mm,如图3.1.1。

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强夯法经过几十年的发展,它已适用于加固从砾石到粘性土的各类地基土。在我国常用来处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土、粘性土、杂填土、素填土、湿陷性黄土等各类地基。这主要是由于施工方法的改进和排水条件的改善。它不仅能提高地基的承载力,降低其压缩性,同时,还能改善地基抵抗振动液化的能力、消除湿陷性黄土的湿陷性。为处理软土地基,还发展了预设的袋装砂井,或纸板排水的强夯法、夯扩桩加填渣强夯法、强夯填渣挤淤法、碎石桩强夯法等。

强夯法具有设备简单、施工速度快、不添加特殊材料、造价低、适应处理的土质类别多等特点,在地基处理工程中得到广泛应用。我国从 1978年引入强夯法后,经过几十年的发展,现已广泛应用于工业民用建筑、仓库、油罐、储仓、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工程中。

对于工业废渣来说,采用强夯法处理也能达到较好的效果。由于冶金、化学和燃煤发电等工业排放大量废渣,大量堆放造成环境污染,另外,建立储料厂还要占用大量场地和建筑

费用。如果将质地坚硬、性能稳定并无侵蚀性的工业废渣作为地基或填料,除垫层介绍的有关施工方法外,采用强夯法也能取得较好的效果,为废渣利用开辟了新的途径。

对饱和软粘土来说,如淤泥和淤泥质地基,强夯处理效果不显著,这时应慎重。也有采用袋装砂井或排水板加强夯处理的,处理效果也不稳定。还有采用在夯坑内填碎石、砂或其它粗颗粒材料,通过夯击能作用排开软土,从而在地基中形成碎石墩,这种方法被称为强夯置换法。由于碎石墩具有较高的强度并能和周围土形成复合地基,另外,碎石墩中的空隙是软土孔隙水 良好的排水通道,由此缩短了软土的排水固结时间,使土体强度得到提高。强夯置换法具有 良好的处理效果,但目前尚无成熟的设计、施工方法,需要在实践中不断积累经验,逐步推广强夯法的适用土类。

根据多项工程的分析,强夯法与其它方法相比,其造价低的特点是非常明显的,因此适用于强夯法的土层,在经济上具有较大的优越性(参见表3.1.1)。

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