强夯法处理地基由法国梅那技术公司(Louis Menard Technique)于1969年,该方法将80~400KN重锤从6~40米处自由落下产生巨大的冲击力,从而达到提高地基承载力并消除地基变形的一种方法。强夯法用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素土等地基均能取得较好的处理效果。现广泛用于机场跑道、高速公路和工业及民用建筑等地基处理施工。现对其工作原理和施工工艺进行介绍。

　　一、工作原理

　　强夯法加固原理如下:土是由固体颗粒,水和气体三部分组成的三项体系。土体在重锤的作用下将土体中气体排出,在夯点周围出现径向裂缝,形成软土中空隙水的渗透通道,为超静水压力的消散创造了条件,相当大的夯击能转化为土体的压缩变形,随夯击能积累,土体强度获得提高。

　　在具体施工中必须根据现场实际情况,采用试夯确定强夯参数。

　　1.有效加固深度。强夯的有效加固深度可采用Menard经验公式估算:

　　式中:WH-锤重×落距;K-为影响深度折减系数;D-加固深度。

　　2.单击夯击能:单击夯击能等于锤重×落距,在具体施工中是由有效加固深度确定的。实际施工中表明,在相同单击夯击能的条件下,重锤低落距较轻锤高落距加固效果好,故在起吊能力许可情况下,宜采用较重的夯锤。

　　3.好的夯击能:强能时,空气被排出,土体压缩,孔隙水压变化,当地基土中的孔隙水压力达到土的自重压力时,即认为土体接收的能量达到饱和,该能量为夯击能。实际施工中夯击能的确定一般有两种办法:一是通过埋设在地基中的孔隙水压力计测得的孔隙水压力变化判断适宜的基数,当在两击或三击测得的孔隙水压力接近时即可判定达到夯击能;二是通过夯击数和夯击沉量关系曲线确定夯击能,相邻两击之间的夯击沉量的差值在50~100mm,且夯坑周围隆起,即认为达到夯击能。

　　施工中测夯击沉量比测土中水压力简单,一般在工程中以夯击数和夯沉量关系曲线确定夯击能,有经验的工程师也可直接从夯坑周围地面隆起程度判断。

　　4.夯击遍数。夯击遍数国内一般为2~3遍,但还要根据地基土的性质确定,地基土渗透系数低,含水量高,需再增加一次,后一遍为低能量满夯。

　　5.夯击间隔时间。夯击间隔时间是指主副夯施工时间的间隔,主要根据孔隙水压力消散的情况而定,一旦孔隙水压力消散,即可进行副夯作业。可以通过试夯过程中的孔隙水压力测量确定。当缺少实测资料时,可根据地基土的渗透来定。

　　6.夯点布置及夯点间距:夯击点可按方形或梅花形布置。一遍的夯点间距要远,使得深层土得到加固,然后中间补插副夯点。夯点间距通常是6~10米,考虑到地基的应力扩散作用,夯点布置范围则宜比基础范围大H/2(其中H为加固的深度)。当土质差、软土层厚时应适当增大夯点间距,增加夯实遍数达到加固目的,当软土层较薄而有砂类土夹层或土夹石填土时可适当减小夯距。