岩土工程师

强夯法

4.1.1 基本概念

1 强夯法：又称为动力固结法或动力压实法。这种方法是反复将质量一般为10～40 t(最大可达到200t)的夯锤提高到一定高度(一般为10～40m)，使其自由下落，对地基土进行强力冲击，通过巨大冲击和振动能量，提高地基承载力并降低其压缩性，改善地基性能。

2 强夯置换法：是在强夯形成的夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，然后用夯锤夯击，重复此规程连续施工，形成一个墩体，称为强夯置换墩。

【例题1】下面哪种方法称为动力固结法?( )

A、振冲法; B、强夯法; C、强夯置换法; D、沉管挤密法; 答案：B

4.1.2 适用范围

1 强夯法：适用于处理碎石土、砾土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。

2 强夯置换法：当对变形控制不严时，可用于处理高饱和度的粉土、流塑~软塑的黏性土等地基，具有加固效果显著、工期短、费用低等优点，目前已用于堆场、公路、机场、房屋建筑、油罐等工程，一般效果良好。

对强夯置换法，在设计前必须通过现场试验确定其适用性。

4.1.3 加固机理

1 强夯法：是在极短的时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量，这种突然释放的巨大能量将使土体发生一系列的物理变化;如土体结构破坏或液化;排水固结压密;触变恢复等。其作用结果使一定范围内地基强度提高、孔隙挤密、消除湿陷性。强夯过程影响地基土的状态如图4.1-1所示中，可分为四个区，即I区膨胀区，II区压密区，III区效果减弱区，IV区未加固区;其中强度提高较明显的区段是Ⅱ区，压密区深度即是加固深度。解释强夯效应，目前有两种理论即Menard的动力固结理论和冲击破坏压缩理论。Menard根据饱和黏土受到强夯后产生的一系列物理现象提出了动力固结模型，用以解释荷载与沉降关系的滞后效应;饱和土的可压缩性;土骨架的压缩模量的改变和渗透系数的变化等现象。冲击破坏压缩理论是针对粗粒土地基而提出的，用以解释夯击过程中地面大量沉陷，密实度及强度提高等现象。 图4.1-1

强夯法虽然在工程实践中已被证实是地基处理有效方法 之一，但目前还没有一套成熟的理论和设计计算方法，所以还有待进一步提高。现场试验与测试表明，强夯过程和静置期间，夯击能、土体变形、孔隙水压力以及强度特征等随时间的变化存在一定关系。地基土强度增长与土中孔隙水压力消散有关。夯击初始阶段，由于土体发生液化或结构破坏，土的强度降低到很小，其后，随着孔隙水压力逐渐消散，土的强度也相应增长，最后阶段为土触变恢复阶段。另外，还观察到：夯击时，夯击坑周围产生竖向裂隙，夯坑出现冒气冒水现象，随着孔隙水压力逐渐消散，土颗粒重新组合，裂隙闭合，地基土的强度也逐渐增长。另外，研究工作表明，强夯作用所导致的砂土液化，能够降低地基在未来地震作用下的液化势。

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（责任编辑：何以笙箫默）

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