上海强夯加固地基的机理比较复杂,随地基类型和加固特色不同,其加固机理也有所不同。
1、动力固结:当强夯法应用于处理细颗粒饱满土时,其加固机理则是动力固结理论。强夯时,巨大的冲击能量在土中发作很大的应力波,损坏土体的原有结构,使土体部分发作液化并发作许多裂隙,增大了排水通道,使孔隙水顺畅逸出,待超孔隙水压力散失后,土体固结。因为软土的触变性,强度得到康复。
2、动力密实:选用强夯法加固多孔隙、粗颗粒、非饱满土是根据动力密实的机理,即冲击型动力荷载,使土体中的孔隙减小,土体变得密实,然后进步地基土强度。非饱满土的夯实进程,便是土中的气相(空气)被挤出的进程,其夯实变形主要是因为土颗粒的相对位移引起。
3、动力置换:动力置换可分整式置换和桩式置换。整式置换是选用强夯将碎石全体挤入淤泥中,其效果机理类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石填入土中,部分碎石桩(或墩)距离地夯入软土中,构成桩式(墩式)的碎石桩(墩),其效果机理类似于振冲法构成的碎石桩,全体构成复合地基。
上海强夯是一般是通过8-40t的重锤(最重可达200t)和8-20m的落距(最高可达40m),对地基土施加很大的冲击能,一般能量为500-8000kN.m。在地基土中所出现的冲击波和动应力,可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时,夯击能还可以提高土层的均匀程度,减少将来可能出现的差异沉降。