[最新]強夯法的設計及施工（24頁詳細）

1、,地 基 處 理,建筑工程學院,：,呂桂林,2,第五講,強夯法的設計及施工, 強夯法加固地基設計包括下述內容： 確定強夯法加固地基的有效加固深度和單擊夯擊能， 選用夯錘的重量、形狀以及夯擊落距， 確定強夯施工夯擊范圍、夯擊點的平面布置、每點夯 擊擊數(shù)、強夯施工夯擊遍數(shù)以及間歇時間， 還有確定墊層厚度。強夯設計還應包括施工現(xiàn)場測試 設計。 3,一、強夯法設計,4,一、強夯法設計,1.加固深度的確定 （1）公式計算,Wh 10,H = k,(5-1),式中：H 加固土層深度，m； W 錘重，kN； h 落距，m； k 強夯有效加固深度影響系數(shù)（根據(jù)不同 土質條件取值：一般粘性土、砂土取 0.450

2、.6；高填土取0.60.8；濕陷性黃土,取0.340.5）。,5,（2）經(jīng)驗統(tǒng)計值,根據(jù)建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79-2002）規(guī) 定，強夯法的有效加固深度應根據(jù)現(xiàn)場試夯或當?shù)亟?jīng)驗 確定，在缺少試驗資料或經(jīng)驗時可按表5.1預估。 表5.1 強夯法的有效加固深度(m),注：強夯法的有效加固深度從最初起夯面算起。,一、強夯法設計,（3）現(xiàn)場試夯 按式（5-1）與表5.1初步確定強夯的有效加固深度與 夯擊功能的關系，選用強夯的重錘與落距，最終以進 行現(xiàn)場試夯為準。 （4）影響k值的因素研究, ,單位面積上施加的總夯擊能（不包括滿夯）及遍數(shù)； 土本身結構強度影響； 錘底面積； 混凝土錘與鑄錘對比；

3、 土層分布影響。 6,一、強夯法設計,7,2. 單位面積夯擊能,（1）總單位面積夯擊能,極限單位面積夯擊能,土的類型 加固深度 錘底面積, 單擊夯擊能為夯錘重W與落距h的乘積。錘重和落距越 大，加固效果越好。 整個加固夯擊能應根據(jù)地基土類別、結構類型、荷載大 小和要求處理的深度等綜合考慮，并可通過試驗確定。 在一般情況下，對粗顆粒土可取10003000(kN.m/)/m2， 對細顆粒土可取15004000(kN.m/)/m2。,一、強夯法設計,8,（2）每遍單位面積夯擊能, 對飽和土需要分遍夯擊，這是因為每一遍夯擊也存在 一極限夯擊能，每遍極限夯擊能為地基中孔隙水壓力 到達土的自重應力時的夯擊

4、能，此時土已液化，稱之 為每遍最佳夯擊能或飽和夯擊能。單遍夯擊飽和夯擊 能(或其夯擊數(shù))可通過相似工程類比決定或根據(jù)以下三 條原則之一通過試夯決定。 1) 坑側不隆起(包括不向夯坑內擠出)，或每擊隆起量小 于每擊夯沉量，這表明土仍可擠壓。 2) 夯坑不得過深，以免造成提錘困難，為增大加固深 度，必要時在夯坑內加填粗粒料，形成土塞，增多錘 擊數(shù)。,3) 每擊夯沉量不得過小，過小無加固作用。,一、強夯法設計,3.孔隙水壓力增長和消散規(guī)律 測定孔隙水壓力的意義為： 研究加固機理，了解土體動力固結時孔隙水壓產生 增長，消散與固結的關系； 研究加固深度和范圍； 確定兩遍夯擊的間歇時間。 9,一、強夯法設

5、計,（1）孔壓的增長特征, 在粘性土中由于土的透水性差，在夯次間歇時間內， 孔壓來不及消散，孔壓逐次增長，并趨于穩(wěn)定值，表 示錘底主壓實區(qū)已形成。增加夯次，或使土隆起，或 使主壓實區(qū)下移，以不增加錘底主壓實區(qū)的擠壓力和 范圍，只要夯坑不隆起，加固仍有效。 在砂土中，孔壓往往經(jīng)一二錘即達最大值，以后也不 累計增長，而是在二擊間歇期消散。 在非飽和黃土中，強夯時結合水可轉化為自由水，產 生滲流及孔壓。 10,一、強夯法設計,11,（2）孔壓的消散特征,1) 與土的類別有關，砂土滲透系數(shù)大，一般23h即可消 散完，粘性土滲透差，一般需1周以上。 2) 與周圍排水條件有關。在單點夯中，土體周圍側面均可

6、 排水，孔壓消散快，在群夯中，只能上下排水，孔壓 消散慢，如太原面粉二廠強夯，單點夯12h消散，群夯 8天以上只消散90，山西化肥廠群夯消散需1個月， 夯坑填砂，加打砂井，排水紙版可縮短排水時間。,一、強夯法設計,（3）分遍的間隔時間,根據(jù)上述孔壓的消散特征，分遍的間隔時間為：對非 飽和土，透水性好的砂土可連續(xù)夯擊；一般透水性較 好的粘性土12周，透水性差的粘性土、淤泥質土不,少于34周。,12,4.夯點布置與分遍 （1）夯點間距,由前述加固機理的介紹可知，主要壓實區(qū)是夯坑底 下(1.22)D(其中D為錘底直徑)，側面至坑心計起 (1.31.7)D，考慮加固區(qū)的搭接，夯點間距一般取 (1.72

7、.5)D，密實度要求高時，取較小值；反之取 大值。,一、強夯法設計,13,（2）夯點布置, 夯擊點布置一般可采用三角形或正方形布置。第一遍夯,擊點間距可取59m，以后每遍夯擊點間距可以與第一遍 相同，也可適當減小。對加固深度要求較深或采用的單 擊夯擊能較大的工程，所選用的第一遍夯擊點間距可適 當增大。,一、強夯法設計,圖5.1 夯擊點布置及夯擊次序,14, 圖5.1(a)、(b)分別表示兩種夯擊點布置形式及夯擊次序。在圖,5.1(a)中，夯完一遍共需夯13個夯擊點，分三次完成： 第一次夯5點，夯點采用4.2m4.2m正方形布置； 第二次夯4點，夯點采用也是4.2m4.2m正方形布置； 第三次夯

8、4點，夯點采用3m3m正方形布置。, 在圖5.1(b)中，夯一遍共需夯9個夯擊點，也分三次完成：,第一次夯4點，夯點采用6m6m正方形布置形式； 第二次夯1點，以大面積計，第二次夯點采用也是6m6m正 方形布置形式； 第三次夯4點，夯點采用4.2m4.2m正方形布置。分三次完,成夯一遍后，9個夯擊點布置為3m3m正方形布置。,一、強夯法設計,15,（3）夯擊次數(shù), 強夯處理范圍應大于建筑物基礎范圍，外邊超出基礎外,緣的寬度，宜為基底下處理深度H的1/2+1/3，并不宜小 于3m。, 夯點的夯擊次數(shù)，應按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉,量關系確定，并應同時滿足下列條件。,最后兩擊的平均夯沉量不宜大

9、于下列數(shù)值：當單擊夯擊,能小于4000kNm時為50mm；當單擊夯擊能為4000 6000kNm時為100mm；當單擊夯擊能大于6000kNm 時為200mm。,夯坑周圍地面不應發(fā)生過大的隆起。,不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。,一、強夯法設計,（4）夯點分遍,一般每個夯點夯擊13遍。對于軟弱土，每批夯點需,分遍時的第一遍擊數(shù)，常以控制場地隆起，起錘困難 設定擊數(shù)，一般選用510擊而無需控制夯沉量。對 每一夯點的最后一遍，為使場地均勻有效壓密，可以 用最后兩擊的平均貫入度來控制，其值可經(jīng)試夯根據(jù) 檢驗的加固效果，確定適當值，以控制大面積施工。 16,一、強夯法設計,（5）滿夯,滿夯的作用是加固表層

10、，即加固單夯點間未壓密土，,深層加固時的坑側松土及整平夯坑填土，需加固深度 可達35m或更大，故滿夯單擊能可選用500 1000kNm或更大，布點選用一夯挨一夯交錯相切或一 夯壓半夯，每點擊數(shù)510擊，并控制最后二擊夯沉 量，宜小于35cm。 17,一、強夯法設計,18,5.夯錘,1)夯錘可用混凝土及鑄鋼(鐵)制作，它們的加固效果沒有大的,差別。混凝土錘重心較高，沖擊后晃動大，夯坑易塌土， 夯坑開口較大，容易起錘，容易損壞。鑄鋼錘則相反，特 別是夯坑較深時，塌土錘頂容易造成起錘困難。,2)夯錘形狀可為圓形、方形。方錘落地方位改變，與夯坑形,狀不一致，影響效果。圓形無此弊病，故現(xiàn)多用圓錘。,3)

11、錘底面積一般根據(jù)錘重決定，錘重為100250 kN時，可,取錘底靜壓力2540kPa。細粒土，單擊能低，容易取較 小值。細粒土、黃土，單擊能高宜取較大值。以上適用于 單擊夯擊能小于8000kNm時，若夯擊能加大，錘重加 大，靜壓力值相應加大。,4)夯錘宜設若干排氣孔，孔徑宜取250500mm，孔徑過小,容易堵孔，喪失作用。,一、強夯法設計,19,6.起夯面 為使強夯加密土不被挖除，有效利用其加固深度，起夯 面可高于基底或低于基底。高于基底是預留一壓實高 度，使夯實后表面與基底為同一標高。低于基底是當要 求加固深度加大，能級達不到所需加固深度時，降低起 夯面。在滿夯時再回填至基底以上，使?jié)M夯后與

12、基底標,高一致，這時滿夯加固深度加大，需增大滿夯單擊能。 7.墊層 對軟弱飽和土或地下水很淺時。常需在表面鋪設砂礫,石，碎石墊層厚0.51.5m，其作用如下：, 1)形成一覆蓋壓力，減少坑側隆起，使坑側土得到加,固。, 2)夯擊后形成坑底容易透水土塞，從而增大加固深,度，并可防止夯坑涌土，有利于坑底土孔隙水壓消 散。,一、強夯法設計,20,1.強夯的場地變形, 強夯引起的場地變形可以分為沉陷、隆起及震陷。,1)強夯時夯坑附近的地表變形(沉陷、隆起)隨土質、土的含,水量差異不同。在飽和軟土中，夯坑附近將隆起；在黃 土中則與含水量有關，含水量大時的開始幾擊，夯坑淺 時地表有幾毫米的隆起及外移，隨后

13、轉為下沉及向坑心 位移；對砂土、灰渣等松散土則主要引起沉降。,2)強夯震陷對建筑的影響。在黏性土中，特別是黃土中，,距夯坑5m外的場地位移變形不大，建筑物不受振動影 響，不產生震陷。而在灰渣地基中，距50m處也有4mm 的沉降，即振動引起的震陷比較均勻，這在強夯方案選,擇時應予考慮。,二、強夯時的場地變形及振動影響,21,2.強夯振動對建筑物的影響,3. 強夯振動、噪聲對人的影響, 強夯引起的振動與地震顯著不同，因此危害也不同。一,般認為，強夯振動對建筑物的危害與爆破相當，危害判 別標準現(xiàn)在很不統(tǒng)一，有的以爆破地震烈度表控制；有 的以地表振動速度控制；有的建議以加速度控制，控制 值也相差很大。

14、, 強夯時產生振動與噪聲，對人的生理、心理均產生影,響，垂直振動、水平振動隨著樓層增高而增大，故高層 的住戶感覺振動大。對強夯時室外噪聲的測試表明，,60m外噪聲仍超出國家規(guī)定。,二、強夯時的場地變形及振動影響,22,三、強夯的施工工藝,1)清理并平整施工場地。,2) 標出第一遍夯點位置，并測量場地高程。,3) 起重機就位，使夯錘對準夯點位置。,4) 測量夯前錘頂高程。,5) 將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由下落后放下吊,鉤，測量。,6) 重復步驟5)，按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準，完成,一個夯點的夯擊。,7) 重復步驟3)6)，完成第一遍全部夯點的夯擊。,8) 用推土機將夯坑填平，并測量夯后場地高程。,9) 在規(guī)定的間隔時間后，按上述布驟逐次完成全部夯擊遍