軟土地基加固強(qiáng)夯法和引夯置換法施工技術(shù)（共62頁）

1、XX科技大學(xué)土建學(xué)院巖土所強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法主要 內(nèi) 容1 加固機(jī)理設(shè)計(jì)計(jì)算 3 施工方法 4 質(zhì)量檢驗(yàn)6 發(fā)展趨勢5 工程實(shí)例 強(qiáng)夯是法國Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，我國于1978年首次由交通部一航局科研所及其協(xié)作單位在天津新港三號(hào)公路進(jìn)行了強(qiáng)夯法試驗(yàn)研究。它通過一般830t的重錘(最重可達(dá)200t)和820m的落距(最高可達(dá)40m)，對(duì)地基土施加很大的沖擊能，提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件等。概述 等等 強(qiáng)夯法適用土層碎石土砂土 低飽和度的粉土與粘性土濕陷性黃土 雜、素填土 對(duì)于高飽和度的可采用強(qiáng)夯置換法概述建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ7

2、9-2002)規(guī)定 概述 /tech/detailprof1002736YT.htm 概述 以處理飽和軟土為目的低能級(jí)強(qiáng)夯技術(shù)； 三個(gè)研究方向 強(qiáng)夯與其他地基處理技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)，發(fā)展成為組合式地基處理技術(shù)。 以處理高填土和深厚濕陷性黃土，以及消除濕陷為目的的高能級(jí)強(qiáng)夯技術(shù)； 設(shè)計(jì)計(jì)算 施工方法 質(zhì)量檢驗(yàn)發(fā)展趨勢 加固機(jī)理工程實(shí)例 夯錘地面擠壓土體隆起夯擊能沖擊力沖擊波沖切上部土體結(jié)構(gòu)破壞形成夯坑擠壓周圍土體1 加固機(jī)理1 加固機(jī)理對(duì)非飽和土地基壓密過程基本上同實(shí)驗(yàn)室中的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)相同，擠密振密效果明顯。 對(duì)飽和無粘性土地基土體可能會(huì)產(chǎn)生液化，其壓密過程同爆破和振動(dòng)密實(shí)的過程相同。對(duì)飽和粘性土地基產(chǎn)

3、生超孔壓，并且逐漸消散，地基土固結(jié)，孔隙比減小，強(qiáng)度提高。 三種加固機(jī)理 動(dòng)力密實(shí)加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土動(dòng)力荷載減小土孔隙，提高強(qiáng)度 超孔隙水壓力消散，土體固結(jié) 分為整式置換和樁式置換 加密、碎石墩置換、排水的組合 處理細(xì)顆粒飽和土 局部產(chǎn)生裂縫，增加排水通道 1 加固機(jī)理動(dòng)力固結(jié)動(dòng)力置換動(dòng)力密實(shí) 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。非飽和土的夯實(shí)過程，就是土中的氣相被擠出的過程，其變形主要是由于土顆粒的相對(duì)位移引起。 1 加固機(jī)理 實(shí)際工程表明，在沖擊動(dòng)能作用下，地面會(huì)立即產(chǎn)生沉降，一般夯擊一遍后，其夯坑深度可達(dá)0.61.0m，夯坑底部形成一層超壓密硬

4、殼層，承載力可比夯前提高23倍。 非飽和土在中等夯擊能量10002000kNm的作用下，主要是產(chǎn)生沖切變形，在加固深度范圍內(nèi)氣相體積大大減少，最大可減少60%。 非飽和土的夯實(shí)過程，就是土中的氣相(空氣)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。 1 加固機(jī)理 在沖擊動(dòng)能作用下，地面會(huì)立即產(chǎn)生沉降，一般夯擊一遍后，其夯坑深度可達(dá)0.61.0m，夯坑底部形成一層超壓密硬殼層，承載力可比夯前提高23倍。 夯坑動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用范圍動(dòng)力密實(shí)的應(yīng)用范圍XXXXXX輸變電工程XX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1 加固機(jī)理彈簧活塞模型靜力固結(jié)理論與動(dòng)力固結(jié)理論的模型比較a)靜力固結(jié)

5、理論模型 b)動(dòng)力固結(jié)理論模型靜力固結(jié)理論(圖a)動(dòng)力固結(jié)理論(圖b)不可壓縮的液體固結(jié)時(shí)液體排出所通過的小孔，其孔徑是不變的彈簧剛度是常數(shù)活塞無摩阻力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孔，其孔徑是變化的彈簧剛度為變數(shù)活塞有摩阻力XX8號(hào)碼頭強(qiáng)夯工程樁式置換動(dòng)力置換 (Railway track, Malaysia)整式置換動(dòng)力置換 ALEXANDRIA CITY CENTER (Shopping center - Egypt)樁式置換動(dòng)力置換的應(yīng)用范圍設(shè)計(jì)計(jì)算 施工方法 質(zhì)量檢驗(yàn)發(fā)展趨勢 加固機(jī)理工程實(shí)例 2 設(shè)計(jì)計(jì)算夯錘和落距選擇合適的夯錘和落距圓形和方形氣孔式和封閉式 選擇

6、夯錘 錘重 確定落距 根據(jù)單點(diǎn)夯擊能量 較適合的夯擊能 夯擊能最低值 介于底面積按土的性質(zhì)確定 2 設(shè)計(jì)計(jì)算夯擊點(diǎn)的布置夯擊點(diǎn)的間距確定原則：一般根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求處理的深度而定，以保證使夯擊能量傳遞到深處和保護(hù)鄰近夯坑周圍所產(chǎn)生的輻射向裂隙。 1.強(qiáng)夯第一遍夯擊點(diǎn)間距可取夯錘直徑的2.53.5倍，第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間。以后各遍夯擊點(diǎn)間距可適當(dāng)減小。 2.對(duì)處理深度較深或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點(diǎn)間距宜適當(dāng)增大。 3.強(qiáng)夯置換墩間距應(yīng)根據(jù)荷載大小和原土的承載力選定，當(dāng)滿堂布置時(shí)可取夯錘直徑的23倍。對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)可取夯錘直徑的1.52.0倍。墩的計(jì)算直徑可取夯錘直

7、徑的1.11.2倍。 3.4 夯擊點(diǎn)布置及間距 等邊三角形或正方形布置夯擊點(diǎn)。工業(yè)廠房可根據(jù)柱網(wǎng)來布置夯擊點(diǎn)。夯距通常為515m 2 設(shè)計(jì)計(jì)算夯擊點(diǎn)的布置Thermal K-12 Educational Park, Coachella Valley California (US)美國加州某工程夯點(diǎn)布置（正方形）Abu Dhabi Corniche(United Arab Emirates)2 設(shè)計(jì)計(jì)算夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯擊擊數(shù)強(qiáng)夯夯點(diǎn)的夯擊擊數(shù)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定 還要滿足 1.最后兩擊平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值：單擊夯擊能量小于4000kN*m時(shí)為50mm；夯擊能為400

8、06000kN*m時(shí)為100mm；夯擊能大于6000kNm時(shí)為200mm; 2.夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大隆起; 3.不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。 2 設(shè)計(jì)計(jì)算夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯擊遍數(shù) 夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，可采用點(diǎn)夯23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2遍，滿夯還可采用輕錘或低落距錘多次夯擊，錘印搭接。2 設(shè)計(jì)計(jì)算現(xiàn)場測試設(shè)計(jì)地面及深層變形目的：1.了解地表隆起的影響范圍及墊層的密實(shí)度變化；2.研究夯擊能與夯沉量的關(guān)系，用以確定單點(diǎn)最佳夯擊能量；3.確定場地平均沉降和搭夯的沉降量，用以研究強(qiáng)夯的加固效果。 手段： 地面沉降觀測、深層沉降觀測和水

9、平位移觀測。 2 設(shè)計(jì)計(jì)算現(xiàn)場測試設(shè)計(jì)側(cè)向擠壓力 將土壓力盒事先埋入土中后，在強(qiáng)夯加固前，各土壓力盒沿深度分布的土壓力的規(guī)律，應(yīng)與靜止土壓力相近似。在夯擊作用下，可測試每夯擊一次的壓力增量沿深度的分布規(guī)律。 3 施工方法施工步驟 6) 將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后放下吊鉤，測量錘頂高程； 若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平；7) 重復(fù)步驟6)，按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；8) 換夯點(diǎn)，重復(fù)步驟4)7)，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊；9) 用推土機(jī)將夯坑填平，并測量場地高程； 10) 在規(guī)定的間隔時(shí)間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能

10、量滿夯，將場地表層土夯實(shí)，并測量夯后場地高程。 設(shè)計(jì)計(jì)算 施工方法 質(zhì)量檢驗(yàn)發(fā)展趨勢 加固機(jī)理工程實(shí)例 4 質(zhì)量檢驗(yàn) 強(qiáng)夯施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時(shí)間方能對(duì)地基加固質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)碎石土和砂土地基，其間隔時(shí)間可取714d；對(duì)粉土和粘性土地基可取1428d。強(qiáng)夯置換地基的間隔時(shí)間可取28d。 強(qiáng)夯處理后的地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用原位測試和室內(nèi)土工試驗(yàn)；強(qiáng)夯置換后的地基，承載力檢驗(yàn)除應(yīng)采用單墩載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)外，尚應(yīng)采用動(dòng)力觸探等有效手段查明置換墩著底情況及承載力與密度隨深度的變化，對(duì)飽和粉土地基允許采用單墩復(fù)合地基載荷試驗(yàn)代替單墩載荷試驗(yàn)。 5 工程實(shí)例XX國際機(jī)場軟土地基強(qiáng)夯處理 強(qiáng)夯試驗(yàn) (

11、一)試夯目的 1、通過試夯試驗(yàn)，確定適合本地質(zhì)條件的強(qiáng)夯施工措施。 2、總結(jié)強(qiáng)夯墊層一次攤鋪，進(jìn)行強(qiáng)夯后表層地基反應(yīng)模量檢測指標(biāo)難以達(dá)標(biāo)的主要原因，旨在強(qiáng)調(diào)強(qiáng)夯墊層分二次攤鋪的技術(shù)效果。 3、預(yù)測技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。 5 工程實(shí)例XX國際機(jī)場軟土地基強(qiáng)夯處理 強(qiáng)夯試驗(yàn) (四)試夯區(qū)施工方法及其控制 1、試夯I、區(qū)點(diǎn)夯分兩遍完成，隔點(diǎn)不隔行，單點(diǎn)擊數(shù)一次完成，試夯區(qū)點(diǎn)夯一次完成。滿夯分兩遍完成，先夯間滿夯，再普夯。 2、點(diǎn)夯停夯標(biāo)準(zhǔn)，原則上夯8擊，夯坑深度不足1.01.2m時(shí)夯10擊，以確保能量，再輔以最后兩擊平均夯沉量不大于510 cm，實(shí)際施工中，當(dāng)試夯區(qū)單點(diǎn)擊數(shù)45擊，夯坑深度1.21.3m，

12、現(xiàn)場均已停夯，此時(shí)強(qiáng)夯機(jī)嚴(yán)重陷車，起錘也相當(dāng)困難。 5 工程實(shí)例XX國際機(jī)場軟土地基強(qiáng)夯處理 強(qiáng)夯試驗(yàn)試夯區(qū)檢測 孔壓監(jiān)測結(jié)果 點(diǎn)夯間超孔隙水壓力消散大于70以上所需的間歇時(shí)間一般為34周，點(diǎn)夯與滿夯間超孔隙水壓力消散大于50所需的間歇時(shí)間為2周。 5 工程實(shí)例XX國際機(jī)場軟土地基強(qiáng)夯處理 強(qiáng)夯試驗(yàn)試夯區(qū)檢測 地面變形監(jiān)測 地面隆起量的計(jì)算試夯區(qū)平均夯沉量計(jì)算 5 工程實(shí)例XX國際機(jī)場軟土地基強(qiáng)夯處理 強(qiáng)夯試驗(yàn)試夯區(qū)檢測 淺表層地基的模量檢測 試夯試驗(yàn)中，滿夯后采用深推、耙松和晾曬，每間隔一定距離開挖盲溝和明排水溝排水，采用反挖夯點(diǎn)填料和夯間涌土，并充分拌合晾曬后推平碾壓，表層指標(biāo)檢測時(shí)均能達(dá)

13、到設(shè)計(jì)要求。 5 工程實(shí)例XX國際機(jī)場軟土地基強(qiáng)夯處理 大面積強(qiáng)夯施工 本次地基處理采用夯填料分二次攤鋪，并對(duì)強(qiáng)夯參數(shù)、施工工藝在試夯試驗(yàn)基礎(chǔ)上做了相應(yīng)的調(diào)整。堅(jiān)持按分區(qū)分段施工特點(diǎn)，采用試夯降排水方案實(shí)施大面積強(qiáng)夯降排水。 大面積強(qiáng)夯參數(shù)選擇 5 工程實(shí)例XX國際機(jī)場軟土地基強(qiáng)夯處理 5、為使地基反應(yīng)模量達(dá)設(shè)計(jì)要求，滿夯后將表層2040cm深推、耙松、晾曬后再拌合、碾壓、回填，補(bǔ)填40 cm山皮土至道槽設(shè)計(jì)標(biāo)高。 6、每次鋪料前強(qiáng)夯后均要適度碾壓，以減少能量損失。 7、滿夯前夯坑積水和地表水要及時(shí)抽排，每8m和16m挖主次盲溝，并和外圍排水溝形成排水網(wǎng)絡(luò)。 大面積強(qiáng)夯施工方法及現(xiàn)場控制 5

14、工程實(shí)例XX國際機(jī)場軟土地基強(qiáng)夯處理 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 技術(shù)效果 設(shè)計(jì)計(jì)算 施工方法 質(zhì)量檢驗(yàn)發(fā)展趨勢 加固機(jī)理工程實(shí)例 6 發(fā)展趨勢 動(dòng)力排水固結(jié)法 動(dòng)靜結(jié)合排水固結(jié)法 強(qiáng)夯法的兩種新工法 6 發(fā)展趨勢 動(dòng)力排水固結(jié)法 動(dòng)靜結(jié)合排水固結(jié)法 強(qiáng)夯法的兩種新工法 動(dòng)力排水 固結(jié)法 1.Smoltczyk認(rèn)為動(dòng)力固結(jié)法只適于塑性指數(shù)Ip10的土，Gambin也給出類似的結(jié)論。軟粘土地基動(dòng)力固結(jié)法失敗的原因主要是對(duì)軟粘土的特性了解不夠，所采用的動(dòng)力固結(jié)法工藝不適合軟粘土地基的加固；2.馮遺興等人采取了適應(yīng)軟粘土動(dòng)力固結(jié)加固的有效排水系統(tǒng)，采用了適應(yīng)軟粘土地基的“先輕后重、逐級(jí)加能、少擊多遍、逐層加固”的夯擊方式，確立了一整套動(dòng)力固結(jié)法新工藝。6 發(fā)展趨勢動(dòng)力排水固結(jié)法 主要優(yōu)點(diǎn) (3)巧妙利用動(dòng)載壓縮波在層狀土中傳播與反射而使軟土產(chǎn)生的拉伸微裂紋，以及在較高孔壓梯度作用下，拉伸微裂紋又貫通成水平排水通道，并與排水板構(gòu)成橫豎交叉的網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，從而使軟土中高壓孔隙水經(jīng)網(wǎng)狀排水系統(tǒng)很快排出，大大加速了軟土的固結(jié)過程； (4)將受到嚴(yán)格控制的強(qiáng)夯動(dòng)力反復(fù)、逐步增強(qiáng)地作用于軟土，使軟土中的超孔隙水壓力維持在較高的、必要的、合理的水平上，既不破壞軟土的結(jié)構(gòu)，又能加速軟土中孔隙水的快速排出，達(dá)到快速、穩(wěn)