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。
强夯置换分为:①单点夯击置换形成独立的墩置换体形式;②足够间距的群点置换,形成有序排列的群墩复合地基的置换形式;③密集布置的群点夯击,形成整体置换的形式等三类。单点夯击的置换体深度一般为5~7m,深者8.5m;整体式置换的深度,一般不会超过单点夯击置换的深度,在淤泥中挤淤置换的深度一般为6m,深10m(采用特殊工艺)。
施工机具。
1)夯锤。用钢板做外壳,内部焊接钢筋骨架后浇筑C30混凝土。或用钢板做成组合成的夯锤。夯锤底面有圆形和方形两种,圆形不易旋转,定位方便,稳定性好,采用较多。锤底面积宜按土的性质和锤重确定,锤底静压力值可取25~40kPa;对于粗颗粒土(砂质土和碎石类土)选用较大值,一般锤底面积为3~4m2;对于细颗粒土(黏性土或淤泥质土)宜取较小值,锤底面积不宜小于6m2。
2)起重机宜选用起重能力在150KN以上的履带式起重机或其他专用起重设备,夯锤起吊应符合提升高度的要求并有足够的措施。自动脱钩装置应具有足够强度,且施工灵活。
3)锚系装置。当用起重机起吊夯锤时,为防止在夯锤突然脱钩时发生起重臂后倾和减小臂杆振动,一般应用一台T.一100型推土机设在起重机的前方作地锚,在起重机臂杆的顶部与推土机之间用两根钢丝绳锚系,钢丝绳与地面的夹角不大于30度 。
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。