
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文檔簡(jiǎn)介
1、巖土工程地基處理強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換深層密實(shí)是指采用爆破、夯擊、擠壓和振動(dòng)深層密實(shí)是指采用爆破、夯擊、擠壓和振動(dòng)等方法,對(duì)松軟地基土進(jìn)行振密和擠密。等方法,對(duì)松軟地基土進(jìn)行振密和擠密。與淺層加固方法的不同點(diǎn)在于:施工機(jī)具不與淺層加固方法的不同點(diǎn)在于:施工機(jī)具不同,深度范圍不同。同,深度范圍不同。強(qiáng)夯技術(shù)Dynamic Compaction3. 1 概概 述述 強(qiáng)夯法在國(guó)際上稱動(dòng)力壓實(shí)法或動(dòng)力強(qiáng)夯法在國(guó)際上稱動(dòng)力壓實(shí)法或動(dòng)力固結(jié)法。固結(jié)法。強(qiáng)夯是法國(guó)強(qiáng)夯是法國(guó)MenardMenard技術(shù)公司于技術(shù)公司于19691969年年首創(chuàng)的一種地基加固方法,它通過一般首創(chuàng)的一種地基加固方法,它通過一般8 830t
2、30t的重錘的重錘( (最重可達(dá)最重可達(dá)200t)200t)和和8 820m20m的落距的落距( (最高可達(dá)最高可達(dá)40m)40m),對(duì)地基土施加很,對(duì)地基土施加很大的沖擊能,一般能量為大的沖擊能,一般能量為500500。在地基。在地基土中所出現(xiàn)的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力,可提高土中所出現(xiàn)的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力,可提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。同時(shí),夯擊能還可提高土層濕陷性等。同時(shí),夯擊能還可提高土層的均勻程度,減少將來可能出現(xiàn)的差異的均勻程度,減少將來可能出現(xiàn)的差異沉降。沉降。強(qiáng)夯置換(或
3、動(dòng)力置換、強(qiáng)夯擠淤)強(qiáng)夯置換(或動(dòng)力置換、強(qiáng)夯擠淤)強(qiáng)夯法具有以下特點(diǎn):強(qiáng)夯法具有以下特點(diǎn):1)適用各類土層)適用各類土層 適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。黃土、素填土和雜填土等地基。 強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟- -流塑的黏性土等地基流塑的黏性土等地基土對(duì)變形控制不嚴(yán)的工程。土對(duì)變形控制不嚴(yán)的工程。 2)應(yīng)用范圍廣泛)應(yīng)用范圍廣泛 工程范圍極為廣泛,有工業(yè)與民用建筑、倉(cāng)庫(kù)、油罐、儲(chǔ)倉(cāng)、工程范圍極為廣泛,有工業(yè)與民用建筑、倉(cāng)庫(kù)、油罐、儲(chǔ)倉(cāng)、公路和鐵路
4、路基、飛機(jī)場(chǎng)跑道及碼頭等。公路和鐵路路基、飛機(jī)場(chǎng)跑道及碼頭等。 3)經(jīng)濟(jì)效果明顯)經(jīng)濟(jì)效果明顯4)有效加固深度大)有效加固深度大5)施工機(jī)具簡(jiǎn)單,且施工快捷)施工機(jī)具簡(jiǎn)單,且施工快捷6)工程造價(jià)低)工程造價(jià)低3.2 3.2 加固機(jī)理加固機(jī)理 國(guó)內(nèi)外還沒有一套成熟和完善的理論和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。國(guó)內(nèi)外還沒有一套成熟和完善的理論和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。宏觀機(jī)理和微觀機(jī)理宏觀機(jī)理和微觀機(jī)理波的傳播波的傳播目前,強(qiáng)夯法加固地基有三種不同的加固機(jī)理:動(dòng)力密目前,強(qiáng)夯法加固地基有三種不同的加固機(jī)理:動(dòng)力密實(shí)、動(dòng)力固結(jié)和動(dòng)力置換。取決于地基土的類別和強(qiáng)夯施實(shí)、動(dòng)力固結(jié)和動(dòng)力置換。取決于地基土的類別和強(qiáng)夯施工工藝。工工藝
5、。加加 固固 機(jī)機(jī) 理理一、一、 動(dòng)力密實(shí)動(dòng)力密實(shí) 采用強(qiáng)夯加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土是基于動(dòng)力采用強(qiáng)夯加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土是基于動(dòng)力密實(shí)的機(jī)理,即用沖擊型動(dòng)力荷載,使土體中的孔隙減小,密實(shí)的機(jī)理,即用沖擊型動(dòng)力荷載,使土體中的孔隙減小,土體變得密實(shí),從而提高地基土強(qiáng)度。土體變得密實(shí),從而提高地基土強(qiáng)度。 Dynamic compaction 非飽和土的夯實(shí)過程,就是土中的氣相非飽和土的夯實(shí)過程,就是土中的氣相( (空氣空氣) )被擠出被擠出的過程,其夯實(shí)變形主要是由于土顆粒的相對(duì)位移引起。的過程,其夯實(shí)變形主要是由于土顆粒的相對(duì)位移引起。 非飽和土的夯實(shí)過程,就是土中的氣相非飽和土
6、的夯實(shí)過程,就是土中的氣相( (空氣空氣) )被擠出被擠出的過程,其夯實(shí)變形主要是由于土顆粒的相對(duì)位移引起的過程,其夯實(shí)變形主要是由于土顆粒的相對(duì)位移引起。 a a 前數(shù)擊加固區(qū)正擴(kuò)大前數(shù)擊加固區(qū)正擴(kuò)大b b 加固區(qū)形成加固區(qū)形成c c 加固區(qū)形成后,等速下沉,加固區(qū)下移加固區(qū)形成后,等速下沉,加固區(qū)下移 在夯擊動(dòng)應(yīng)力的作用下,不同位置的土體處于不在夯擊動(dòng)應(yīng)力的作用下,不同位置的土體處于不同的狀態(tài),大致可分為四個(gè)區(qū)域:同的狀態(tài),大致可分為四個(gè)區(qū)域: A A區(qū)為主壓實(shí)區(qū);區(qū)為主壓實(shí)區(qū); B B區(qū)為次壓實(shí)區(qū);區(qū)為次壓實(shí)區(qū); C C區(qū)為隆起區(qū);區(qū)為隆起區(qū); D D區(qū)為未加固區(qū)區(qū)為未加固區(qū)夯坑夯坑 在
7、沖擊動(dòng)能作用在沖擊動(dòng)能作用下,地面會(huì)立即產(chǎn)下,地面會(huì)立即產(chǎn)生沉降,一般夯擊生沉降,一般夯擊一遍后,其夯坑深一遍后,其夯坑深度可達(dá)度可達(dá),夯坑底,夯坑底部形成一層超壓密部形成一層超壓密硬殼層,承載力可硬殼層,承載力可比夯前提高比夯前提高2 23 3倍。倍。 Abu Dhabi Corniche (United Arab Emirates)動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用范圍動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用范圍動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用范圍動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用范圍肇慶肇慶花都花都博羅輸變電工程花都站土石方強(qiáng)夯施工博羅輸變電工程花都站土石方強(qiáng)夯施工動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用水下地基加固水下地基加固動(dòng)應(yīng)力等值線動(dòng)應(yīng)力等值線
8、干密度等值線干密度等值線強(qiáng)夯擠密過程中地基土中動(dòng)應(yīng)力及干密度隨著深度和水強(qiáng)夯擠密過程中地基土中動(dòng)應(yīng)力及干密度隨著深度和水平距離的增加而減小,且具有明顯的向水平向擴(kuò)展的趨平距離的增加而減小,且具有明顯的向水平向擴(kuò)展的趨勢(shì),側(cè)向擠密作用非常明顯。勢(shì),側(cè)向擠密作用非常明顯。夯坑沉降和周圍地面隆起夯坑沉降和周圍地面隆起 強(qiáng)夯過程中,隨著夯擊次數(shù)的增加,夯坑深度加大,強(qiáng)夯過程中,隨著夯擊次數(shù)的增加,夯坑深度加大,夯坑周圍底面產(chǎn)生不同程度的隆起。當(dāng)平均隆起量小于夯坑周圍底面產(chǎn)生不同程度的隆起。當(dāng)平均隆起量小于沉降量時(shí),存在動(dòng)力擠密作用。沉降量時(shí),存在動(dòng)力擠密作用。最佳夯擊能:沉降量與隆起量相當(dāng)時(shí),動(dòng)力擠密
9、作用不最佳夯擊能:沉降量與隆起量相當(dāng)時(shí),動(dòng)力擠密作用不明顯,此時(shí)對(duì)應(yīng)的夯擊能量。明顯,此時(shí)對(duì)應(yīng)的夯擊能量。二、二、 動(dòng)力固結(jié)動(dòng)力固結(jié) 用強(qiáng)夯法處理細(xì)顆粒飽和土?xí)r,則是借助于動(dòng)力固用強(qiáng)夯法處理細(xì)顆粒飽和土?xí)r,則是借助于動(dòng)力固結(jié)的理論,即巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波,結(jié)的理論,即巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波,破壞了土體原有的結(jié)構(gòu),使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許破壞了土體原有的結(jié)構(gòu),使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙,增加了排水通道,使孔隙水順利逸出,待超孔多裂隙,增加了排水通道,使孔隙水順利逸出,待超孔隙水壓力消散后,土體固結(jié)。由于軟土的觸變性,強(qiáng)度隙水壓力消散后,土體固結(jié)。由于軟土的觸
10、變性,強(qiáng)度得到提高得到提高。 Dynamic consolidation1 1)飽和土的壓縮性;)飽和土的壓縮性;2 2)產(chǎn)生液化;)產(chǎn)生液化;3 3)滲透性變化;)滲透性變化;4 4)觸變恢復(fù))觸變恢復(fù)Menard認(rèn)為:飽和土是可壓縮的新機(jī)理。認(rèn)為:飽和土是可壓縮的新機(jī)理。強(qiáng)夯時(shí)動(dòng)力固結(jié)主要表現(xiàn)四點(diǎn):強(qiáng)夯時(shí)動(dòng)力固結(jié)主要表現(xiàn)四點(diǎn):1)1)飽和土的壓縮性飽和土的壓縮性MenardMenard教授認(rèn)為,由于土中有機(jī)物的分解,第教授認(rèn)為,由于土中有機(jī)物的分解,第四紀(jì)土中大多數(shù)都含有以微氣泡形式出現(xiàn)的氣體,其含氣量大約在四紀(jì)土中大多數(shù)都含有以微氣泡形式出現(xiàn)的氣體,其含氣量大約在1%1%4%4%范圍內(nèi),
11、進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí),氣體體積壓縮,范圍內(nèi),進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí),氣體體積壓縮, 孔隙水壓力增大,隨孔隙水壓力增大,隨后氣體有所膨脹,孔隙水排出的同時(shí),孔隙水壓力就減少。這樣每夯后氣體有所膨脹,孔隙水排出的同時(shí),孔隙水壓力就減少。這樣每夯擊一遍,液相氣體和氣相氣體都有所減少。根據(jù)實(shí)驗(yàn),每夯擊一遍,擊一遍,液相氣體和氣相氣體都有所減少。根據(jù)實(shí)驗(yàn),每夯擊一遍,氣體體積可減少氣體體積可減少40%40%。 2)2)局部產(chǎn)生液化局部產(chǎn)生液化在重復(fù)夯擊作用下,施加在土體的夯擊能量,使在重復(fù)夯擊作用下,施加在土體的夯擊能量,使氣體逐漸受到壓縮。因此,土體的沉降量與夯擊能成正比。當(dāng)氣體按氣體逐漸受到壓縮。因此,土體的沉降量與夯擊
12、能成正比。當(dāng)氣體按體積百分比接近零時(shí),土體便變成不可壓縮的。相應(yīng)于孔隙水壓力上體積百分比接近零時(shí),土體便變成不可壓縮的。相應(yīng)于孔隙水壓力上升到覆蓋壓力相等的能量級(jí),土體即產(chǎn)生液化??紫端畨毫εc液化壓升到覆蓋壓力相等的能量級(jí),土體即產(chǎn)生液化。孔隙水壓力與液化壓力之比稱為液化度,而液化壓力即為覆蓋壓力。當(dāng)液化度為力之比稱為液化度,而液化壓力即為覆蓋壓力。當(dāng)液化度為100%100%時(shí),時(shí),亦即為土體產(chǎn)生液化的臨界狀態(tài),而該能量級(jí)稱為亦即為土體產(chǎn)生液化的臨界狀態(tài),而該能量級(jí)稱為“飽和能飽和能”。此時(shí),。此時(shí), 吸附水變成自由水,土的強(qiáng)度下降到最小值。一旦達(dá)到吸附水變成自由水,土的強(qiáng)度下降到最小值。一旦
13、達(dá)到“飽和能飽和能”而而繼續(xù)施加能量時(shí),除了使土起重塑的破壞作用外,能量純屬是浪費(fèi)。繼續(xù)施加能量時(shí),除了使土起重塑的破壞作用外,能量純屬是浪費(fèi)。 3)3)滲透性變化滲透性變化在很大夯擊能作用下,地基土體中出現(xiàn)沖擊波和在很大夯擊能作用下,地基土體中出現(xiàn)沖擊波和動(dòng)應(yīng)力。當(dāng)所出現(xiàn)的超孔隙水壓力大于顆粒間的側(cè)向壓力時(shí),致動(dòng)應(yīng)力。當(dāng)所出現(xiàn)的超孔隙水壓力大于顆粒間的側(cè)向壓力時(shí),致使土顆粒間出現(xiàn)裂隙,形成排水通道。此時(shí),土的滲透系數(shù)驟增,使土顆粒間出現(xiàn)裂隙,形成排水通道。此時(shí),土的滲透系數(shù)驟增,孔隙水得以順利排出。在有規(guī)則網(wǎng)格布置夯點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng),通過積聚孔隙水得以順利排出。在有規(guī)則網(wǎng)格布置夯點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng),通過積聚的
14、夯擊能量,在夯坑四周會(huì)形成有規(guī)則的垂直裂縫,夯坑附近出的夯擊能量,在夯坑四周會(huì)形成有規(guī)則的垂直裂縫,夯坑附近出現(xiàn)涌水現(xiàn)象?,F(xiàn)涌水現(xiàn)象。當(dāng)孔隙水壓力消散到小于顆粒間的側(cè)向壓力時(shí),裂隙即自行當(dāng)孔隙水壓力消散到小于顆粒間的側(cè)向壓力時(shí),裂隙即自行閉合,土中水的運(yùn)動(dòng)重新又恢復(fù)常態(tài)。國(guó)外資料報(bào)道,夯擊時(shí)出閉合,土中水的運(yùn)動(dòng)重新又恢復(fù)常態(tài)。國(guó)外資料報(bào)道,夯擊時(shí)出現(xiàn)的沖擊波,將土顆粒間吸附水轉(zhuǎn)化成為自由水,因而促進(jìn)了毛現(xiàn)的沖擊波,將土顆粒間吸附水轉(zhuǎn)化成為自由水,因而促進(jìn)了毛細(xì)管通道橫斷面的增大。細(xì)管通道橫斷面的增大。4)4)觸變恢復(fù)觸變恢復(fù)在重復(fù)夯擊作用下,土體的強(qiáng)度逐漸減低,當(dāng)土體在重復(fù)夯擊作用下,土體的強(qiáng)
15、度逐漸減低,當(dāng)土體出現(xiàn)液化或接近液化時(shí),使土的強(qiáng)度達(dá)到最低值。此時(shí)土體產(chǎn)生出現(xiàn)液化或接近液化時(shí),使土的強(qiáng)度達(dá)到最低值。此時(shí)土體產(chǎn)生裂隙,而土中吸附水部分變成自由水,隨著孔隙水壓力的消散,裂隙,而土中吸附水部分變成自由水,隨著孔隙水壓力的消散,土的抗剪強(qiáng)度和變形模量都有了大幅度的增長(zhǎng)。這時(shí)自由水重新土的抗剪強(qiáng)度和變形模量都有了大幅度的增長(zhǎng)。這時(shí)自由水重新被土顆粒所吸附而變成了吸附水,這也是具有觸變性土的特性。被土顆粒所吸附而變成了吸附水,這也是具有觸變性土的特性。 產(chǎn)生液化產(chǎn)生液化夯擊一遍的情況夯擊一遍的情況 孔隙水壓力與液化壓力之比稱孔隙水壓力與液化壓力之比稱為液化度,而液化壓力即為覆為液化度
16、,而液化壓力即為覆蓋壓力。當(dāng)液化度為蓋壓力。當(dāng)液化度為100%100%時(shí),時(shí),亦即為土體產(chǎn)生液化的臨界狀亦即為土體產(chǎn)生液化的臨界狀態(tài),而該能量級(jí)稱為態(tài),而該能量級(jí)稱為“飽和飽和能能”。此時(shí),。此時(shí), 吸附水變成自由吸附水變成自由水,土的強(qiáng)度下降到最小值。水,土的強(qiáng)度下降到最小值。一旦達(dá)到一旦達(dá)到“飽和能飽和能”而繼續(xù)施而繼續(xù)施加能量時(shí),除了使土起重塑的加能量時(shí),除了使土起重塑的破壞作用外,能量純屬是浪費(fèi)。破壞作用外,能量純屬是浪費(fèi)。 產(chǎn)生液化產(chǎn)生液化夯擊一遍的情況夯擊一遍的情況 夯擊三遍的情況夯擊三遍的情況 夯擊三遍的情況。每夯擊一遍,體積變化有所減少,而地夯擊三遍的情況。每夯擊一遍,體積變化
17、有所減少,而地基承載力有所增長(zhǎng),但體積變化和承載力的提高,并不是遵基承載力有所增長(zhǎng),但體積變化和承載力的提高,并不是遵照夯擊能的線性增加的。照夯擊能的線性增加的。 由于土體產(chǎn)生裂隙或趨于液化,引起滲透性增大。由于土體產(chǎn)生裂隙或趨于液化,引起滲透性增大。滲透性變化滲透性變化在夯坑四周會(huì)形在夯坑四周會(huì)形成有規(guī)則的垂直成有規(guī)則的垂直裂縫,夯坑附近裂縫,夯坑附近出現(xiàn)涌水現(xiàn)象出現(xiàn)涌水現(xiàn)象靜力固結(jié)理論與動(dòng)力固結(jié)理論的模型比較靜力固結(jié)理論與動(dòng)力固結(jié)理論的模型比較a a)靜力固結(jié)理論模型;)靜力固結(jié)理論模型;b b)動(dòng)力固結(jié)理論的模型)動(dòng)力固結(jié)理論的模型 MenardMenard根據(jù)強(qiáng)夯法的實(shí)踐,首次對(duì)傳統(tǒng)的
18、固結(jié)理論提出了不根據(jù)強(qiáng)夯法的實(shí)踐,首次對(duì)傳統(tǒng)的固結(jié)理論提出了不同看法,認(rèn)為飽和土是可壓縮的新機(jī)理。同看法,認(rèn)為飽和土是可壓縮的新機(jī)理。彈簧活塞模型彈簧活塞模型靜力固結(jié)和動(dòng)力固結(jié)理論對(duì)比表靜力固結(jié)和動(dòng)力固結(jié)理論對(duì)比表 靜力固結(jié)理論靜力固結(jié)理論 動(dòng)力固結(jié)理論動(dòng)力固結(jié)理論 不可壓縮的液體不可壓縮的液體固結(jié)時(shí)液體排出所通過的固結(jié)時(shí)液體排出所通過的小孔,其孔徑是不變的小孔,其孔徑是不變的彈簧剛度是常數(shù)彈簧剛度是常數(shù)活塞無摩阻力活塞無摩阻力 含有少量氣泡的可壓縮液體含有少量氣泡的可壓縮液體固結(jié)時(shí)液體排出所通過的小固結(jié)時(shí)液體排出所通過的小孔,其孔徑是變化的孔,其孔徑是變化的彈簧剛度為變數(shù)彈簧剛度為變數(shù)活塞有
19、摩阻力活塞有摩阻力 青島港青島港8 8號(hào)碼頭強(qiáng)夯工程號(hào)碼頭強(qiáng)夯工程青島港8號(hào)碼頭強(qiáng)夯工程動(dòng)力置換類型動(dòng)力置換類型 整式置換 樁式置換三、動(dòng)力置換三、動(dòng)力置換 Dynamic replacement 動(dòng)力置換可分為整式置換和樁式置換。整式置換是采用強(qiáng)夯將碎石動(dòng)力置換可分為整式置換和樁式置換。整式置換是采用強(qiáng)夯將碎石整體擠入淤泥中,其作用機(jī)理類似于換土墊層。樁式置換是通過強(qiáng)夯將整體擠入淤泥中,其作用機(jī)理類似于換土墊層。樁式置換是通過強(qiáng)夯將碎石填筑土體中,部分碎石樁碎石填筑土體中,部分碎石樁( (或墩或墩) )間隔地夯入軟土中,形成樁式間隔地夯入軟土中,形成樁式( (或或墩式墩式) )的碎石墩的碎石
20、墩( (或樁或樁) )。其作用機(jī)理類似于振沖法等形成的碎石樁,它。其作用機(jī)理類似于振沖法等形成的碎石樁,它主要是靠碎石內(nèi)摩擦角和墩間土的側(cè)限來維持樁體的平衡,并與樁間土主要是靠碎石內(nèi)摩擦角和墩間土的側(cè)限來維持樁體的平衡,并與樁間土起復(fù)合地基的作用。起復(fù)合地基的作用。 樁式置換樁式置換動(dòng)力置換 (Railway track, Malaysia)整式置換整式置換動(dòng)力置換動(dòng)力置換 ALEXANDRIA CITY CENTER (Shopping center - Egypt)樁式置換動(dòng)力置換的應(yīng)用范圍動(dòng)力置換的應(yīng)用范圍動(dòng)力置換的應(yīng)用范圍動(dòng)力置換的應(yīng)用范圍3.3 3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 3
21、.3.1 強(qiáng)化法設(shè)計(jì)要點(diǎn)強(qiáng)化法設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、有效加固深度一、有效加固深度 MhH H有效加固深度(m) M夯錘重(t) h落距(m) 系數(shù)系數(shù) 有效加固深度既是選擇地基處理方法的重要依據(jù),又有效加固深度既是選擇地基處理方法的重要依據(jù),又是反映處理效果的重要參數(shù)。一般可按下列公式估算有效是反映處理效果的重要參數(shù)。一般可按下列公式估算有效加固深度,或按表預(yù)估:加固深度,或按表預(yù)估:MhH 一般可理解為:經(jīng)強(qiáng)夯加固后,一般可理解為:經(jīng)強(qiáng)夯加固后,該土層強(qiáng)度和變形等指標(biāo)能滿足該土層強(qiáng)度和變形等指標(biāo)能滿足設(shè)計(jì)要求的土層范圍。設(shè)計(jì)要求的土層范圍。建筑地基處理技術(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中規(guī)定:強(qiáng)夯法的有效加
22、固中規(guī)定:強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。缺少試驗(yàn)資料或經(jīng)驗(yàn)是可按下表確定。缺少試驗(yàn)資料或經(jīng)驗(yàn)是可按下表確定。二、夯擊能量的確定二、夯擊能量的確定-夯錘和落距夯錘和落距 單擊夯擊能為夯錘重單擊夯擊能為夯錘重M M與落距與落距h h的乘積。的乘積。 一般說夯擊時(shí)最好錘重和落距大,則單擊能量大,一般說夯擊時(shí)最好錘重和落距大,則單擊能量大,夯擊擊數(shù)少,夯擊遍數(shù)也相應(yīng)減少,加固效果和技術(shù)夯擊擊數(shù)少,夯擊遍數(shù)也相應(yīng)減少,加固效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)較好。經(jīng)濟(jì)較好。 整個(gè)加固場(chǎng)地的總夯擊能量整個(gè)加固場(chǎng)地的總夯擊能量( (即錘重即錘重落距落距總夯總夯擊數(shù)擊數(shù)) )除
23、以加固面積稱為單位夯擊能。除以加固面積稱為單位夯擊能。 錘重應(yīng)根據(jù)有效加固深度選用。錘重應(yīng)根據(jù)有效加固深度選用。夯錘重量夯錘重量夯錘平面:圓形和帶有氣孔的錘較好夯錘平面:圓形和帶有氣孔的錘較好錘底面積:宜按土的性質(zhì)確定錘底面積:宜按土的性質(zhì)確定夯錘的高寬比:控制高寬比以防產(chǎn)生偏錘現(xiàn)象夯錘的高寬比:控制高寬比以防產(chǎn)生偏錘現(xiàn)象夯錘材料夯錘材料夯錘的落距:夯錘的落距:8-25m三、三、 夯擊點(diǎn)布置及間距夯擊點(diǎn)布置及間距 1)1)夯擊點(diǎn)布置:夯擊點(diǎn)布置一般為三角形或正方形。工業(yè)廠房可根據(jù)柱網(wǎng)夯擊點(diǎn)布置:夯擊點(diǎn)布置一般為三角形或正方形。工業(yè)廠房可根據(jù)柱網(wǎng)來布置夯擊點(diǎn)。來布置夯擊點(diǎn)。 強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建
24、筑物基礎(chǔ)范圍,具體的放大范圍,可根據(jù)建筑物強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍,具體的放大范圍,可根據(jù)建筑物類型和重要性等因素考慮決定。對(duì)一般建筑物,每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜類型和重要性等因素考慮決定。對(duì)一般建筑物,每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的為設(shè)計(jì)處理深度的1/21/22/32/3,并不宜小于,并不宜小于3m3m。2)2)夯擊點(diǎn)間距夯擊點(diǎn)間距夯擊點(diǎn)間距夯擊點(diǎn)間距( (夯距夯距) )的確定,一般根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求的確定,一般根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求處理的深度而定。第一遍夯擊點(diǎn)間距可取夯錘直徑的倍,第二遍夯擊點(diǎn)位處理的深度而定。第一遍夯擊點(diǎn)間距可取夯錘直徑的倍,第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯
25、擊點(diǎn)之間,以后各遍夯擊點(diǎn)間距可適當(dāng)減小。以保證使夯擊能量于第一遍夯擊點(diǎn)之間,以后各遍夯擊點(diǎn)間距可適當(dāng)減小。以保證使夯擊能量傳遞到深處和保護(hù)夯坑周圍所產(chǎn)生的輻射向裂隙為基本原則。傳遞到深處和保護(hù)夯坑周圍所產(chǎn)生的輻射向裂隙為基本原則。夯距通常為夯距通常為3 312m12m 加固寬度計(jì)算圖加固寬度計(jì)算圖間隔夯比連夯好,間隔夯對(duì)深層加固有利間隔夯比連夯好,間隔夯對(duì)深層加固有利 夯擊點(diǎn)布置及夯擊次序夯擊點(diǎn)布置及夯擊次序 T h e r m a l K - 1 2 Educational Park, Coachella Valley California (US)美國(guó)加州某工程美國(guó)加州某工程夯點(diǎn)布置夯點(diǎn)布
26、置(正方形)(正方形)NICE AIRPORT (France)Abu Dhabi Corniche(United Arab Emirates)四、四、 夯擊擊數(shù)與遍數(shù)夯擊擊數(shù)與遍數(shù) 1.1.夯擊擊數(shù)夯擊擊數(shù)每遍每夯點(diǎn)的夯擊擊數(shù)應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的每遍每夯點(diǎn)的夯擊擊數(shù)應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定,且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件:夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定,且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件:a.a.最后兩擊的夯沉量不宜大于下列數(shù)值:當(dāng)單擊夯擊能最后兩擊的夯沉量不宜大于下列數(shù)值:當(dāng)單擊夯擊能小于小于4000kN4000kNm m時(shí)為時(shí)為50mm50mm;當(dāng)單擊夯擊能為;當(dāng)單擊夯擊能為400040006
27、000kN6000kNm m時(shí)為時(shí)為100mm100mm;當(dāng)單擊夯擊能大于;當(dāng)單擊夯擊能大于6000kN6000kNm m時(shí)為時(shí)為200mm200mm;b.b.夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大隆起;夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大隆起;c.c.不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難??傊?,各夯擊點(diǎn)的夯擊數(shù),應(yīng)使土體豎向壓縮最大,而總之,各夯擊點(diǎn)的夯擊數(shù),應(yīng)使土體豎向壓縮最大,而側(cè)向位移最小為原則,一般為側(cè)向位移最小為原則,一般為4 41010擊。擊。整個(gè)加固場(chǎng)地的總夯擊能量整個(gè)加固場(chǎng)地的總夯擊能量( (即錘重即錘重落距落距總夯擊總夯擊數(shù)數(shù)) )除以加固面積稱為單位夯擊能。除以加固面積稱為單位夯
28、擊能。間歇時(shí)間間歇時(shí)間最佳夯擊能最佳夯擊能 在夯擊能作用下,地基中出現(xiàn)的孔隙水壓力達(dá)到土的在夯擊能作用下,地基中出現(xiàn)的孔隙水壓力達(dá)到土的自重壓力這樣的夯擊能稱為最佳夯擊能。自重壓力這樣的夯擊能稱為最佳夯擊能。 2 2)粘性土最佳夯擊能的確定方法:孔壓疊加,用有效加固深度。)粘性土最佳夯擊能的確定方法:孔壓疊加,用有效加固深度。1 1)砂性土最佳夯擊能的確定方法:繪制孔隙水壓力增量與夯擊擊數(shù))砂性土最佳夯擊能的確定方法:繪制孔隙水壓力增量與夯擊擊數(shù)( (夯擊能夯擊能) )的關(guān)系曲線來確定最佳夯擊能。當(dāng)孔隙水壓力增量隨著夯擊擊的關(guān)系曲線來確定最佳夯擊能。當(dāng)孔隙水壓力增量隨著夯擊擊數(shù)數(shù)( (夯擊能夯
29、擊能) )增加而逐漸趨于恒定時(shí),可認(rèn)為該種砂土所能接受的能量已增加而逐漸趨于恒定時(shí),可認(rèn)為該種砂土所能接受的能量已達(dá)到飽和狀態(tài),此能量即為最佳夯擊能。達(dá)到飽和狀態(tài),此能量即為最佳夯擊能。夯擊擊數(shù)與遍數(shù)夯擊擊數(shù)與遍數(shù) 2.2.夯擊遍數(shù)夯擊遍數(shù)夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和平均夯擊夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和平均夯擊能確定??刹捎命c(diǎn)夯能確定??刹捎命c(diǎn)夯2 23 3遍,對(duì)于滲透性較差的細(xì)顆粒土,遍,對(duì)于滲透性較差的細(xì)顆粒土,必要時(shí)夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加。最后再以低能量滿夯一遍,滿必要時(shí)夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加。最后再以低能量滿夯一遍,滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊,錘印彼此搭接。夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊
30、,錘印彼此搭接。 分遍夯的好處:分遍夯的好處: a.a.大的間距可避免強(qiáng)夯過程中淺層硬殼層的形成。大的間距可避免強(qiáng)夯過程中淺層硬殼層的形成。 b.b.對(duì)飽和細(xì)粒土對(duì)飽和細(xì)粒土 c.c.對(duì)飽和粗粒土對(duì)飽和粗粒土滿夯滿夯 五、墊層鋪設(shè)五、墊層鋪設(shè) 強(qiáng)夯前要求擬加固的場(chǎng)地必需具有一層稍硬的表層,使強(qiáng)夯前要求擬加固的場(chǎng)地必需具有一層稍硬的表層,使其能支承起重設(shè)備;并便于對(duì)所施工的其能支承起重設(shè)備;并便于對(duì)所施工的“夯擊能夯擊能”得到擴(kuò)散;得到擴(kuò)散;同時(shí)也可加大地下水位與地表面的距離,因此有時(shí)必需鋪設(shè)同時(shí)也可加大地下水位與地表面的距離,因此有時(shí)必需鋪設(shè)墊層。墊層。 對(duì)場(chǎng)地地下水位在對(duì)場(chǎng)地地下水位在-2m
31、-2m深度以下的砂礫石土層,可直接施深度以下的砂礫石土層,可直接施行強(qiáng)夯,無需鋪設(shè)墊層;對(duì)地下水位較高的飽和粘性土與易行強(qiáng)夯,無需鋪設(shè)墊層;對(duì)地下水位較高的飽和粘性土與易液化流動(dòng)的飽和砂土,都需要鋪設(shè)砂、砂礫或碎石墊層才能液化流動(dòng)的飽和砂土,都需要鋪設(shè)砂、砂礫或碎石墊層才能進(jìn)行強(qiáng)夯,否則土體會(huì)發(fā)生流動(dòng)。進(jìn)行強(qiáng)夯,否則土體會(huì)發(fā)生流動(dòng)。 墊層厚度隨場(chǎng)地的土質(zhì)條件、夯錘重量及其形狀等條件墊層厚度隨場(chǎng)地的土質(zhì)條件、夯錘重量及其形狀等條件而定。當(dāng)場(chǎng)地土質(zhì)條件好,夯錘小或形狀構(gòu)造合理,起吊時(shí)而定。當(dāng)場(chǎng)地土質(zhì)條件好,夯錘小或形狀構(gòu)造合理,起吊時(shí)吸力小者,也可減少墊層厚度。墊層厚度一般為。鋪設(shè)的吸力小者,也可
32、減少墊層厚度。墊層厚度一般為。鋪設(shè)的墊層不能含有粘土。處理飽和砂土和軟土,坑底易涌土涌砂,墊層不能含有粘土。處理飽和砂土和軟土,坑底易涌土涌砂,故墊層材料不宜用砂。故墊層材料不宜用砂。 六、兩遍夯擊間歇時(shí)間六、兩遍夯擊間歇時(shí)間 各遍間的間歇時(shí)間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需各遍間的間歇時(shí)間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時(shí)間。要的時(shí)間。對(duì)砂性土,孔隙水壓力的峰值出現(xiàn)在夯完后的瞬間,消散對(duì)砂性土,孔隙水壓力的峰值出現(xiàn)在夯完后的瞬間,消散時(shí)間只有時(shí)間只有2 24min4min,故對(duì)滲透性較大的砂性土,兩遍夯間的,故對(duì)滲透性較大的砂性土,兩遍夯間的間歇時(shí)間很短,亦即可連續(xù)夯擊。間歇時(shí)間很短
33、,亦即可連續(xù)夯擊。 砂性土孔隙水壓力消散曲線砂性土孔隙水壓力消散曲線黏性土孔隙水黏性土孔隙水壓力消散曲線壓力消散曲線對(duì)粘性土,由于孔隙水壓力消散較慢,故當(dāng)夯擊能逐漸增加時(shí),孔隙對(duì)粘性土,由于孔隙水壓力消散較慢,故當(dāng)夯擊能逐漸增加時(shí),孔隙水壓力亦相應(yīng)地疊加,其間歇時(shí)間取決于孔隙水壓力的消散情況,一般水壓力亦相應(yīng)地疊加,其間歇時(shí)間取決于孔隙水壓力的消散情況,一般為為3 34 4周。目前,國(guó)內(nèi)有的工程對(duì)粘性土地基的現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)了袋裝砂井周。目前,國(guó)內(nèi)有的工程對(duì)粘性土地基的現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)了袋裝砂井( (或塑料排水帶或塑料排水帶) ),以便加速孔隙水壓力的消散,縮短間歇時(shí)間。有時(shí)根,以便加速孔隙水壓力的消散,縮短
34、間歇時(shí)間。有時(shí)根據(jù)施工流水順序先后,兩遍間也能達(dá)到連續(xù)夯擊的目的。據(jù)施工流水順序先后,兩遍間也能達(dá)到連續(xù)夯擊的目的。 3.3.2 3.3.2 強(qiáng)夯置換法設(shè)計(jì)要點(diǎn)強(qiáng)夯置換法設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、強(qiáng)夯置換墩材料一、強(qiáng)夯置換墩材料二、強(qiáng)夯置換墩的深度二、強(qiáng)夯置換墩的深度三、墩位布置三、墩位布置四、置換墩地基承載力四、置換墩地基承載力3.3.3 3.3.3 降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)化法設(shè)計(jì)要點(diǎn)降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)化法設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、降排水體系一、降排水體系二、夯擊能量二、夯擊能量三、間歇時(shí)間三、間歇時(shí)間四、夯擊擊數(shù)四、夯擊擊數(shù)3.4 3.4 施工方法施工方法1.1.施工機(jī)具和設(shè)備施工機(jī)具和設(shè)備2.2.施工步驟施工步驟3.3.施工要點(diǎn)施工要點(diǎn)強(qiáng)夯施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):強(qiáng)夯施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):由于強(qiáng)夯法的許多設(shè)計(jì)參數(shù)還具
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