强夯加固地基施工原理

强夯加固非饱和土
      非饱和土如果基础被认为是弹性半空间体，则重锤被自由地撞击，这是从势能到动能的过程。在夯击时，部分动能以声波的形式扩散，部分动能由于重锤与土的摩擦而变成热能。剩余的动能使土壤自由振动，并以压缩波（纵波）、剪切波（剪切波）和瑞雷波（表面波）的形式在地基中传播波浪。一般来说，地基不均匀且分层，土壤中的孔隙充满空气、水或其它液体。在撞击时，波在层状地基中从一个弹性介质传播到另一个弹性介质，并且部分波能被反射回第一介质。波传播到其他介质时，可起到强夯作用，反射波能使表层土体松散。这也是强夯局部局部隆起的原因，需要全覆盖。基于强夯理论的多孔、粗粒土和非饱和土的动力固结。冲击动荷载减小了土体的孔隙体积，压缩了土体，提高了承载力。非饱和土的压实变形主要是由土颗粒相对位移的重新排列引起的，也是由气相（空气）从土孔隙中排出而引起的。强夯后，土体达到最密实状态，孔隙体积减小60%。


          饱和土的动力固结原理比较复杂。饱和土由固相、液相和气相三个阶段组成。在强夯过程中，首先要加速饱和土的排水，减少液相的比例。在强夯过程中，土体的有效应力变化很大，主要应力是竖向应力的变化。当总竖向应力保持不变时，超孔隙水压力逐渐增大，不能迅速消散，应力减小，强夯饱和地基的拉应力非常大。水平拉应力使土体产生一系列竖向裂缝，从裂缝中排出孔隙水，加速土体的固结。强夯后，饱和细粒土在夯实坑周围会出现径向或周向的裂缝，这些裂缝中会产生孔隙水。北京乙烯工程采用强夯法消除砂土和粉土液化。由于粉细颗粒含量高，地下水位浅，强夯时液化时间短。表面有许多裂纹，孔隙水从裂缝中逸出，2-3天后消失。局部地基在试验和评价后消除液化。承载力从100kPa提高到170kPa。

      强夯释放土壤中的气体。饱和土壤含有1%～4%的封闭气体。当强夯发生时，它产生冲击能量。由于锤与土之间的摩擦和土颗粒在运动过程中的摩擦，部分冲击能转化为热能。热能传递到饱和土壤中，使封闭的气泡运动，加速可溶性气体从水中的释放，并逐渐从土壤中释放出来。表面逃逸。

        强夯使饱和土压缩变形，在强夯能量作用下，气体体积首先被压缩，孔隙水排出，超孔隙水压力减少，在强夯瞬间，会发生有效的压缩沉降。当夯击反复进行时，土颗粒相互靠拢，土颗粒表面的薄膜水受到挤压，使其部分薄膜水由物理－化学吸附作用使土颗粒相互联系，由此产生多余的水变为自由水流向土颗粒之间，形成－定孔隙水量后从地表逸出，由于薄膜水的减薄，土颗粒发生相对位移，进一步挤密，由紊乱状态进入稳定状态，孔隙大小亦达到比较均匀状态，起孔隙水压力消散，土体重新稳定，承载力提高。土壤饱和细粒度在强夯冲击波的作用下,土壤中的相对平衡粒子的初始状态受损,阳离子,定向水分子,水分子定向排列的中断,粒状结构从最初的絮凝结构一定程度的分散结构,颗粒间的联系减弱,强度降低,强夯后发生一段时间后,土壤中的微小颗粒骨架膜水分子胶体粒子逐渐恢复原来的一致性和结构,和自由水和粘合在一起,形成一种新型的空间结构,所以土壤,强夯施工地基处理实现新的和更高的力量,这个过程是接触程度的饱和软土恢复特性。