強夯加固地基施工原理

強夯加固非飽和土
      非飽和土如果基礎被認為是彈性半空間體，則重錘被自由地撞擊，這是從勢能到動能的過程。在夯擊時，部分動能以聲波的形式擴散，部分動能由于重錘與土的摩擦而變成熱能。剩余的動能使土壤自由振動，并以壓縮波（縱波）、剪切波（剪切波）和瑞雷波（表面波）的形式在地基中傳播波浪。一般來說，地基不均勻且分層，土壤中的孔隙充滿空氣、水或其它液體。在撞擊時，波在層狀地基中從一個彈性介質傳播到另一個彈性介質，并且部分波能被反射回第一介質。波傳播到其他介質時，可起到強夯作用，反射波能使表層土體松散。這也是強夯局部局部隆起的原因，需要全覆蓋。基于強夯理論的多孔、粗粒土和非飽和土的動力固結。沖擊動荷載減小了土體的孔隙體積，壓縮了土體，提高了承載力。非飽和土的壓實變形主要是由土顆粒相對位移的重新排列引起的，也是由氣相（空氣）從土孔隙中排出而引起的。強夯后，土體達到最密實狀態，孔隙體積減小60%。


          飽和土的動力固結原理比較復雜。飽和土由固相、液相和氣相三個階段組成。在強夯過程中，首先要加速飽和土的排水，減少液相的比例。在強夯過程中，土體的有效應力變化很大，主要應力是豎向應力的變化。當總豎向應力保持不變時，超孔隙水壓力逐漸增大，不能迅速消散，應力減小，強夯飽和地基的拉應力非常大。水平拉應力使土體產生一系列豎向裂縫，從裂縫中排出孔隙水，加速土體的固結。強夯后，飽和細粒土在夯實坑周圍會出現徑向或周向的裂縫，這些裂縫中會產生孔隙水。北京乙烯工程采用強夯法消除砂土和粉土液化。由于粉細顆粒含量高，地下水位淺，強夯時液化時間短。表面有許多裂紋，孔隙水從裂縫中逸出，2-3天后消失。局部地基在試驗和評價后消除液化。承載力從100kPa提高到170kPa。

      強夯釋放土壤中的氣體。飽和土壤含有1%～4%的封閉氣體。當強夯發生時，它產生沖擊能量。由于錘與土之間的摩擦和土顆粒在運動過程中的摩擦，部分沖擊能轉化為熱能。熱能傳遞到飽和土壤中，使封閉的氣泡運動，加速可溶性氣體從水中的釋放，并逐漸從土壤中釋放出來。表面逃逸。

        強夯使飽和土壓縮變形，在強夯能量作用下，氣體體積首先被壓縮，孔隙水排出，超孔隙水壓力減少，在強夯瞬間，會發生有效的壓縮沉降。當夯擊反復進行時，土顆粒相互靠攏，土顆粒表面的薄膜水受到擠壓，使其部分薄膜水由物理－化學吸附作用使土顆粒相互聯系，由此產生多余的水變為自由水流向土顆粒之間，形成－定孔隙水量后從地表逸出，由于薄膜水的減薄，土顆粒發生相對位移，進一步擠密，由紊亂狀態進入穩定狀態，孔隙大小亦達到比較均勻狀態，起孔隙水壓力消散，土體重新穩定，承載力提高。土壤飽和細粒度在強夯沖擊波的作用下,土壤中的相對平衡粒子的初始狀態受損,陽離子,定向水分子,水分子定向排列的中斷,粒狀結構從最初的絮凝結構一定程度的分散結構,顆粒間的聯系減弱,強度降低,強夯后發生一段時間后,土壤中的微小顆粒骨架膜水分子膠體粒子逐漸恢復原來的一致性和結構,和自由水和粘合在一起,形成一種新型的空間結構,所以土壤,強夯施工地基處理實現新的和更高的力量,這個過程是接觸程度的飽和軟土恢復特性。