强夯置换法是指利用重锤夯击排开软土,向夯坑内回填块石、碎石、砂或其他颗粒材料,终形成块(碎石)墩,块(碎石)墩与周围混有砂石的夯间土形成复合地基,其承载力和变形模量有较大的提高,而块(碎)石礅中的空隙为软土孔隙水的排出提供了良好的通道。经过强夯置换法处理的地基,既提高了地基强度,又改善了排水条件,有利于软土固结。
强夯地基是将很重的锤从高处自由落下,给地基以冲击力和振动,从而提高地基土的强度并降低其压缩性。强夯适用范围广,可用于碎石土、砂土、黏性土、湿陷性黄土及杂填土地基的施工 。
施工材料
1)回填土料,应选用不含有机质、含水量较小的黏质粉土、粉土或粉质黏土。
2)柴油、机油、齿轮油、液压油、钢丝绳、电焊条均符合主机使用要求。
单点置换原理:
圆柱体形的重锤自高空落下,接触地面的瞬间夯锤刺入并深陷于土中,在瞬间释放出大量能量,对被加固土体产生的作用有三个方面:
(1)直接位于锤底面下的土,瞬间承受锤底巨大冲击压力,使土体积压缩并急速地向下推移,在夯坑底面以下形成一个压实体,其密度大为提高。
(2)位于锤体侧边的土,瞬间受到锤体边缘的巨大冲切力而发生竖向的剪切破坏,形成一个近乎直壁的圆柱形深坑。
(3)锤体落下冲压和冲切土体形成夯坑的同时,还产生强烈的震动,基于震动液化、排水固结、震动挤密等联合作用,使置换体周围的土体得到加固。
一次置换形成的夯坑深度一般为夯锤直径的1~2倍,要求置换体深度大时必须经过多次的置换才能达到目的。次置换先夯出一个深度为1~2倍锤径的夯坑,填满碎(块)石等置换材料后,以完全相同于前述的步骤再做第二次置换,直到第”次置换达到预期的目的或置换深度为止。
多次置换所形成的置换体,其形状、尺寸与置换工艺等多种因素有关。下面根据室内模型试验和野外原位试验,探讨高饱和度土的强夯置换工艺和置换效果。