在港珠澳大桥岛隧工程中,强夯锤攻克“世界级软基”的关键在于其与多种地基加固技术协同作用,共同构建了复杂地质条件下的地基加固体系。以下为具体分析:
强夯法是利用夯锤自由下落产生的冲击波使地基密实,冲击波在土中以波的形式向地下传播,包括纵波、横波及表面波。纵波使孔隙水压力增大、土颗粒错位、土体骨架解体;横波使土颗粒更密实;表面波的竖向分量松动土,水平分量使土密实。强夯法可压实紧密地基土,将动能施加给地表深度土层,破坏土体结构,提高地基承载强度。
在港珠澳大桥岛隧工程中,强夯法与其他地基处理技术结合使用。例如,采用“挤密砂桩”方法筑岛,利用振动锤将套管振动打入至规定土深,向套管内注砂,通过套管的反复起拔和下压使砂子密实,形成砂桩。在“挤密砂桩”打入过程中,桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围的土体密实度增大,提高地基承载力。
此外,港珠澳大桥岛隧工程还采用了堆载预压法、降水联合堆载预压法等技术处理软地基。堆载预压法即堆载预压排水固结法,通过在场地加载预压,使土体中的孔隙水沿排水板排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高。降水联合堆载预压法适合于黏土层和透水层相连的情况,通过降低透水层中的地下水位或水压,使软黏土层中的孔隙水压力降低,在土层总应力不变的情况下,有效应力相应提高。