强夯法,是指将十几吨至上百吨的重锤,从几米至几十米的高处自由落下,对土体进行动力夯击,使土产生强制压密而减少其压缩性、提高强度。这种加固方法主要适用于颗粒粒径大于0.05mm的粗颗粒土,如砂土、碎石土、山皮土、粉煤灰、杂填土、回填土、低饱和度的粉土、粘性土、微膨胀土和
湿陷性黄土,对饱和的粉土和粘性土无明显加固效果。
定义
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力,用
重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。
其又称动力固结法,利用起吊设备,将10~40吨的重锤提升至10~40米高处使其自由下落,依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法;并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明:在100~200吨米夯实能量下,一般可获得3~6米的有效夯实深度。
这是在重锤夯实法基础上发展起来的,而其加固机理又与它不一样,这是一种地基处理的新方法。
加固特点
1.使用工地常用简单设备;
2.施工工艺、操作简单;
3.适用土质范围广;
4.加固效果显著,可取得较高的承载力,一般地基强度可提高2~5倍;
5.变形沉降量小,压缩性可降低2~10倍,加固影响深度可达6~10米;
6.土粒结合紧密,有较高的结构强度;
7.工效高,施工速度快(一套设备每月可加固5000~10000m2地基),较换土回填和桩基缩短工期一半;
8.节省加固原材料;
9.施工费用低,节省投资,比换土回填节省60%费用,与
预制桩加固地基相比可节省投资50%~70%,与砂桩相比可节省投资40%~50%,同时耗用劳动力少和现场施工文明等。
适用范围
强夯法适用于处理
碎石土、
砂土、低饱和度的
粉土与
黏性土、
湿陷性黄土、
杂填土和
素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基,当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时,应通过现场试验确定其适用性。
强夯不得用于不允许对工程周围建筑物及设备有一定振动影响的地基加固,必需时,应采取防振、隔振措施。
施工步骤
强夯施工可按下列步骤进行:
1 清理并平整施工场地;
2 标出第一遍夯点位置,并测量场地高程;
3 起重机就位,夯锤置于夯点位置;
4 测量夯前锤顶高程;
5 将夯锤起吊到预定高度,开启脱钩装置,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程,若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平;
6 重复步骤5,按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击;
7 换夯点,重复步骤3至6,完成第一遍全部夯点的夯击。
常遇问题
达不到下沉量控制指标
强夯最后二击的下沉量超过规定下沉量指标
原因:
1、在饱和淤泥、淤泥质土和粉砂土中强夯,产生液化流动;
2、地下水位过高或地基土含水量过大,强夯时产生侧向挤出现象。
处理方法:
在饱和淤泥、淤泥质土及含水量过大的土层上强夯,宜铺0.5~2m厚的砂石,再进行强夯;
适当降低夯击能量或采用人工降低地下水位后再强夯。
影响深度不够
强夯后,实际加固深度局部或大部分未达到要求的影响深度,加固后的地基强度未达到设计要求。
原因:
1、土质不均,下部存在砂卵石夹层,部分夯击能被吸收;
2、遇地下障碍物孤石或不成片的砂砾石;
3、选用锤重、落距或夯击遍数、击数不够,夯击能过小;或选用夯击能过大,地基土产生流动,隆起量增大,造成土体破坏,下部没有压密;
4、夯击点过密,在浅处叠加而形成硬层,影响夯击能向深部传递;
5、两遍之间间隔时间不够,或未间隔,土层内
超孔隙水压力未消散,影响夯实强度的提高。
处理方法:
强夯前,探明地质情况,对存在砂卵石石夹层适当提高夯击能量,遇障碍物应清除;锤重、落距、夯击遍数、击数、间距等强夯参数,在强夯前应通过试夯、测试确定:两遍强夯间应间隔一定时间,对粘土或冲积土,一般为三周,地质条件良好,无地下水的土层可只间隔1~2d。
影响深度不够,可采取增加夯击遍数,或调节锤击功的大小,一般增大锤击功(如提高落距),可以使土的密度大增。
表层松散不密实
强夯后表层土松散不密实,浸水后产生下陷现象。
原因:
1、强夯后未平整,未经低能夯拍实一遍;
2、被机械行驶扰动;
处理方法:
强夯完成应填平凹坑,用落距6m低能量夯锤满夯一遍,使夹层土密实;
强夯处避免重型机械行驶扰动;
冬期强夯应将冻土融化或清除后再强夯。