深層密實(shí)法強(qiáng)夯法演示文稿

深層密實(shí)法強(qiáng)夯法演示文稿當(dāng)前第1頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)深層密實(shí)法強(qiáng)夯法當(dāng)前第2頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)第三章

深層密實(shí)法

第一節(jié)基本概念

1、深層密實(shí)(DeepCompaction)法定義

是指用夯擊，振動(dòng)和爆破方法，對松軟地基土進(jìn)行密實(shí)化處理，與淺層加固處理相比，對地基土的密實(shí)化處理深度大，所用施工機(jī)具及施工方法不同。2、主要處理方法強(qiáng)夯法；擠密法；CFG樁密實(shí)處理法；爆破擠密法1)、強(qiáng)夯法(HeavyTamping)：

將數(shù)噸至數(shù)十噸(乃至上百噸)的重錘，提升至數(shù)米至數(shù)十米的高度后自由落下，對土進(jìn)行夯擊加固(大噸位錘的夯擊處理).當(dāng)前第3頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)強(qiáng)夯作業(yè)當(dāng)前第4頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)當(dāng)前第5頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)當(dāng)前第6頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)2)、擠密法(Densification)：通過沖擊、振動(dòng)或帶套管等方法成孔后，再向孔內(nèi)填入砂、石、灰土等材料并振實(shí)，形成密實(shí)度大，強(qiáng)度高的樁體的一種處理方法。

按填入材料的不同，可分為砂樁、土樁、石灰樁等。由擠密法形成的樁稱為擠密樁，屬于柔性樁類。與剛性樁(木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁)相比，有如下四個(gè)特點(diǎn)：①應(yīng)力從基底開始擴(kuò)散，樁體與樁周土共同組成復(fù)合地基；②樁底下臥層的持力很小，絕大部分應(yīng)力被上部土層吸收、擴(kuò)散；

③排水條件較好，故初期沉降快，后期?。虎軐吨芡烈簿哂辛己玫臄D密作用。當(dāng)前第7頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)該過程樁徑在增大當(dāng)前第8頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3)、水泥粉煤灰碎石樁(簡稱CFG樁)：在碎石樁的基礎(chǔ)上，摻入適量的粉煤灰及少量的水泥，加水拌和制成的一種具有一定膠結(jié)強(qiáng)度的樁體-稱為。水泥粉煤灰碎石樁(CementFly-ashGravelPile,簡稱CFG樁)。是近年來發(fā)展起來的一種用來處理軟土地基的新的地基處理方法，不僅使工業(yè)固體廢料--粉煤灰得到有效利用，而且處理效果也不錯(cuò)。4)、爆破(Blasting)擠密法：將炸藥埋放在地面深處，引爆后產(chǎn)生的高速壓力波使得土的疏松結(jié)構(gòu)液化，形成密實(shí)結(jié)構(gòu)，達(dá)到地加固基土的目的。當(dāng)前第9頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)CFG樁施工CFG樁施工完成后樁頭CFG樁當(dāng)前第10頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)北海堤爆破擠淤陽江核電南防波堤爆破擠淤填石完成爆破擠淤當(dāng)前第11頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)一、概述

用強(qiáng)夯法處理軟土地基最早由法國的L.梅納所首創(chuàng)(1969年)。

①夯擊錘重一般為8～30t(最重大200t)；

②自由落距8～20m(最高40m)。③夯擊能量一般為500～800KN.M第三章深層密實(shí)法

第二節(jié)強(qiáng)夯法

1、適用范圍：可用來加固各種填土、濕陷性黃土、碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘土、軟土以及工業(yè)、生活圾圾等地基，尤其是對非飽和土加固效果顯著。對于飽和土地基加固效果的好壞，關(guān)鍵在于排水；對于飽的粘性土或淤泥質(zhì)土，由于滲透性差，土體內(nèi)水排出困難，加固效果就差。當(dāng)前第12頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3、加固效果：經(jīng)強(qiáng)夯加固后的地基，其壓縮性可降低200%～1000%；強(qiáng)度提高200%～500%(粘土可提高100%～300%；粉質(zhì)粘土可提高400%；砂和泥炭土可提高200%～400%)

；對土的抗液化能力的改善明顯；排氣快，對于處理圾圾類等地基，有利于有害氣體，迅速排出。2、優(yōu)點(diǎn)：施工簡單、加固速度快、加固深度達(dá)(最大可達(dá)30m)、效果好、投資省，并適合于房建、橋涵、道路、港口、碼頭、機(jī)場和大型設(shè)備基礎(chǔ)等工程。當(dāng)前第13頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)4、較以往的夯實(shí)有較多特點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面1)

單次夯擊能量大，并可以通過控制夯擊點(diǎn)，密度及夯擊方式，使地基深層得到加固；2)

經(jīng)強(qiáng)夯加固后，可消除不均勻沉降；3)

施工中單次夯擊能量容易控制，從而可獲得具有均勻分布密實(shí)度的地基。5、缺點(diǎn)目前尚無成熟的理論和完善的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；深層加固時(shí)設(shè)備和機(jī)具性能要求較高；震動(dòng)和噪音大，在城市人口密集區(qū)，建筑結(jié)構(gòu)密集區(qū)不宜使用。當(dāng)前第14頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)6、最適宜的施工條件以下五個(gè)方面的條件下，強(qiáng)行法效果較好1)

處理深度一般不要超過20m；

2)

對飽和軟土地基，于地表面應(yīng)鋪一層較厚的礫石、砂土等優(yōu)質(zhì)填料(起導(dǎo)水作用等)；

3)

地下水位離地表下2～3m為宜，也可采用降水強(qiáng)夯；

4)

粗顆粒土組成的地基夯擊對象最好；

5)

施工現(xiàn)場應(yīng)距離既有建筑物有足夠的安全距離（夯擊中產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)能量較大，對建筑物安全造成危脅）。當(dāng)前第15頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)當(dāng)前第16頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)當(dāng)前第17頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)二、加固機(jī)理(一)影響加固的因素和一些相關(guān)問題

關(guān)于強(qiáng)夯法加固地基的機(jī)理，國內(nèi)外學(xué)者雖然做了大量研究，看法很不一致。主要原因是：土的類型多，且不同類型土的性能不同、加固效果的影響因素很多。體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1)土的自身因素。土類型(飽和土、非飽和土、砂性土、黏性土)、結(jié)構(gòu)(顆粒大小、形狀、級配)、構(gòu)造(層理)、密實(shí)度、內(nèi)聚力、滲透性等均影響加固效果；2)土的外部因素。單擊夯擊能(錘重、落距)、單位面積夯擊能、錘底面積、夯點(diǎn)分布、夯擊遍數(shù)、特殊措施(預(yù)打砂井夯坑填料)等均影響加固效果，并可對其機(jī)理上做出不同解釋。當(dāng)前第18頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)二、加固機(jī)理

多數(shù)專家認(rèn)為強(qiáng)夯機(jī)理應(yīng)從以下四方面，分別對待解釋：①宏--微觀機(jī)理。宏觀機(jī)理主要是從加固區(qū)土體所受沖擊力、應(yīng)力波的傳播、土體強(qiáng)度對土加密的影響做出解釋；微觀機(jī)理主要是研究沖擊力作用下土的微觀結(jié)構(gòu)變化，如土顆粒的重新排列、連接做出解釋。

②飽和土與非飽和土。除了非飽和土壓實(shí)機(jī)理，還要考慮有孔隙水排出，土才能壓實(shí)固結(jié)這一特殊問題。③

黏性土和砂性土。因滲透性不同，黏性土存在固化內(nèi)聚力，砂性土則不然。④各類土的特殊性。如黃土、填土、淤泥等，它們都具有各自的特殊性能，所以加固機(jī)理、方法和采取的具體措施也不同。(一)影響加固的因素和一些相關(guān)問題當(dāng)前第19頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3-2-1強(qiáng)夯過程中土體狀態(tài)

二、加固機(jī)理

試驗(yàn)表明，強(qiáng)夯過程中土體變形狀態(tài)可以用圖3-2-1表示：

日本的坂口旭據(jù)此將夯實(shí)過程中的地基土分為四層：第一層，夯坑底以上受擾動(dòng)的松弛隆脹區(qū)；第二層，土中應(yīng)力超過地基土的極限強(qiáng)度，密實(shí)性好，固結(jié)程度最高區(qū)；第三層，土中應(yīng)力在土的極限強(qiáng)度和屈服值之間，是固結(jié)效果迅速下降的區(qū)域；第四層，土中應(yīng)力在屈服界限內(nèi)，基本沒有固結(jié)。壓密區(qū)(二)強(qiáng)夯過程中土體的變形狀態(tài)當(dāng)前第20頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)

到目前為止，關(guān)于強(qiáng)夯法的加固機(jī)理，從物理力學(xué)角度，有三種比較有影響的認(rèn)識觀點(diǎn)：但是，最終的加固效果還要取決于地基土類別與施工工藝。

從強(qiáng)夯過程中，相應(yīng)區(qū)域土體狀態(tài)這些現(xiàn)象，可以對其加固機(jī)理有所認(rèn)識。

動(dòng)力密實(shí)（DynamicCompaction）

動(dòng)力固結(jié)（DynamicConsolidation）

動(dòng)力置換（DynamicReplacement）當(dāng)前第21頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)(三)動(dòng)力密實(shí)機(jī)理二、加固機(jī)理動(dòng)力密實(shí)機(jī)理事實(shí)上是對非飽和土的加固機(jī)理的一種解釋。

根據(jù)土動(dòng)應(yīng)力場分布特征，夯擊過程中的加固地基模式可歸納為如圖3-2-2所示的過程圖。圖3-2-2強(qiáng)夯地基加固模式圖A為主夯實(shí)區(qū)σ＞σf；B為次夯實(shí)區(qū)σ＜σf，σ＞σ1；C為壓密、擠密、松動(dòng)區(qū)；D為振動(dòng)影響區(qū)。σ為土主應(yīng)力(動(dòng)應(yīng)力加自重應(yīng)力)；σf為土極限強(qiáng)度；σ1為土彈性極限；ZA為土主壓實(shí)區(qū)深度范圍；ZB為次壓實(shí)區(qū)深度范圍；pd為錘底動(dòng)應(yīng)力。夯擊的前數(shù)次加固區(qū)在擴(kuò)大伴隨夯擊遍數(shù)的增加加固區(qū)形成加固區(qū)形成,等速下沉,加固區(qū)下移①為加固區(qū)形成時(shí)主加固區(qū)位置當(dāng)前第22頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)1)因巨大的沖擊力使土體遭受沖擊破壞，并產(chǎn)生較大的瞬時(shí)沉降，夯錘底部土形成土塞向下運(yùn)動(dòng)。因錘底面下土中壓力超過土強(qiáng)度使得土結(jié)構(gòu)破壞土軟化、側(cè)壓力系數(shù)、側(cè)壓力，從而使土不僅被豎向壓密而且被側(cè)向擠密。該主壓實(shí)區(qū)就是圖中的A區(qū)，即土的破壞壓實(shí)區(qū)。A區(qū)的土應(yīng)力σ(動(dòng)應(yīng)力加自重應(yīng)力)超過土的極限強(qiáng)度σf，土被破壞后壓實(shí)。當(dāng)前第23頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)2)由于土被破壞，側(cè)向擠壓作用加大，因此水平加固區(qū)寬度也大，故加固區(qū)不同于靜載土中應(yīng)力橢圓形分布而變?yōu)樗綄挾却蟮奶O果形。A區(qū)外為次壓實(shí)區(qū)B，其應(yīng)力值小于土的極限強(qiáng)度σf，但大于土的彈性極限σ1，故B區(qū)土可能被破壞，但未被充分壓實(shí)，或僅被破壞而未壓實(shí)，表現(xiàn)為與夯前相比干密度有小量增長或不增長。當(dāng)前第24頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3)

由于動(dòng)應(yīng)力遠(yuǎn)大于土的原自重應(yīng)力，坑底土側(cè)向擠出時(shí)，導(dǎo)致坑側(cè)土的上隆，形成被動(dòng)破壞區(qū)，這就是圖3-2-2中的C區(qū)。夯擊的前數(shù)次加固區(qū)在擴(kuò)大伴隨夯擊遍數(shù)的增加加固區(qū)形成加固區(qū)形成,等速下沉,加固區(qū)下移①為加固區(qū)形成時(shí)主加固區(qū)位置當(dāng)前第25頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)4)

B區(qū)外的D區(qū)由于土動(dòng)應(yīng)力影響小，不能破壞土結(jié)構(gòu)，故不再壓實(shí)或擠密，但強(qiáng)夯引起的振動(dòng)可使這一區(qū)產(chǎn)生效應(yīng)。對內(nèi)聚力低的砂土、粉土及非黏性土，振動(dòng)波作用下土粒受剪而錯(cuò)動(dòng)，落入新的平衡位置，松砂類土可振密，而密砂可能變松。對有內(nèi)聚力的黏性土，振動(dòng)影響不足以改變土的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生振密作用；

由強(qiáng)夯所產(chǎn)生的沖擊型動(dòng)力荷載(壓縮波，剪切波等)使土體中孔隙減小，土體密實(shí)度變大，從而提高地基土強(qiáng)度。非飽和土的夯實(shí)過程，是土體中氣相(空氣)被擠出的過程，由于土顆粒的相對位移引起土體變形和密實(shí)化。

當(dāng)前第26頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)二、加固機(jī)理(四)動(dòng)力固結(jié)機(jī)理1、力學(xué)模型認(rèn)為飽和土是可以壓縮的這一新的動(dòng)力固結(jié)機(jī)理。從動(dòng)力固結(jié)理論角度分析：強(qiáng)夯產(chǎn)生巨大沖擊能量在土體中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波(壓縮波與剪切波)：破壞土體原有結(jié)構(gòu)；使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙；增加排水通道；使孔隙水順利逸出；孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)，強(qiáng)度提高。

梅納根據(jù)強(qiáng)夯實(shí)踐，首次對傳統(tǒng)的太沙基固結(jié)理論提出了不同看法：當(dāng)前第27頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)圖3-2-3靜力固結(jié)理論與動(dòng)力固結(jié)理論模型比較①活塞；②液體；③彈簧；④排液孔徑；(a)寄予太沙基理論的靜力固結(jié)模型(b)的Menard液體可壓縮動(dòng)力固結(jié)理論當(dāng)前第28頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)

傳統(tǒng)的飽和土(僅由土顆粒和液體組成的二相土)固結(jié)理論為太沙基(Terzaghi)固結(jié)理論：假定水和土粒本身不可壓縮，固結(jié)只是孔隙體積縮小及孔隙水排除。2、傳統(tǒng)固結(jié)理論

在沖擊荷載作用下，飽和土中的水不能及時(shí)排除，土體積不會變，亦即土體密實(shí)度不會提高，只發(fā)生側(cè)向變形。因此，夯擊時(shí)飽和土造成側(cè)面隆起，重夯時(shí)形成“橡皮土”，達(dá)不到密實(shí)效果。這顯然與實(shí)際結(jié)果相矛盾。當(dāng)前第29頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3、Menard的強(qiáng)夯理論Menard根據(jù)強(qiáng)夯施工實(shí)踐結(jié)果認(rèn)為，飽和土并非二相土，其液體中存在一些封閉氣泡。夯擊時(shí)，這些氣體可壓縮，故土體積也可壓縮，且氣體體積按波義耳—馬略特定律(即一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)跟它的體積成反比)變化。

因此，沖擊使土結(jié)構(gòu)破壞、體積縮小液體中氣泡被壓縮孔隙水壓力增加孔隙水滲流排出水壓減少氣泡膨脹土體又可以再次夯擊壓縮。當(dāng)前第30頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)兩種固結(jié)機(jī)理主要有四個(gè)方面的特性差異表(3-2-1)表3-2-1兩種固結(jié)機(jī)理的比較

當(dāng)前第31頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)4、土體強(qiáng)度增長過程機(jī)理

根據(jù)動(dòng)力固結(jié)理論，飽和土體強(qiáng)夯過程的強(qiáng)度增長機(jī)理可從四個(gè)方面加以概括:1)飽和土體的可壓縮性:

對滲透性很小的細(xì)粒土而言：a、傳統(tǒng)固結(jié)理論：沉降的充分與必要條件是孔隙中水的排出。。無法對飽和土體的可壓縮性機(jī)理做出作釋。

b、動(dòng)力固結(jié)理論(梅納)：第四紀(jì)土中大多數(shù)含有以微氣泡形式的氣體(1～4%)，強(qiáng)夯時(shí)，氣體體積壓縮、孔隙水壓力增加，隨后氣體又膨脹，促使水體排出，孔隙水壓跟著減小，每夯擊一次，土體出現(xiàn)一次瞬間沉降變形，體積被壓縮。

當(dāng)前第32頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)

右圖中有四條曲線、三個(gè)階段：（1）四條曲線：①夯擊能量曲線；②體積變化曲線；③局部土體的液化度；④地基承載力曲線；（2）三個(gè)階段：⑤加載～液化階段；⑥卸載與孔隙水壓力消散固結(jié)階段；⑦土的觸度恢復(fù)階段。

圖3-2-4單次夯擊過程中土的強(qiáng)度增長過程

①②③④⑤⑥⑦當(dāng)前第33頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)2)因夯擊而產(chǎn)生局部液化

隨夯擊之后土體的壓縮，土體中孔隙水壓力(超靜水壓力)迅速升高，并很快達(dá)到覆蓋壓力(包括粘性土的粘聚力)相等的能量級別。

于是這部分土體立即產(chǎn)生液化(圖3-2-4中的⑤對應(yīng)時(shí)段)，該部分土體強(qiáng)度亦下降到最小值(當(dāng)液化度為100%時(shí)，土體處于臨界液化狀態(tài)，該能量稱為“飽和能”，此時(shí)段吸附水轉(zhuǎn)化為自由水，土的強(qiáng)度最低)。當(dāng)前第34頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3)滲透性變化促進(jìn)孔隙水排出(固結(jié)、密實(shí))

在強(qiáng)大的夯擊能作用下，地基土體中產(chǎn)生的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力會使超孔隙水壓力大于顆粒間的側(cè)面壓力，便顆粒間出現(xiàn)裂隙，形成排水通道，再加上液化時(shí)土體滲透能力的陡然增強(qiáng)，促進(jìn)孔隙水順利逸出。

于是超靜水壓力迅速消散，從而起到了加速排水固結(jié)的效用。當(dāng)前第35頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)4)觸變(?)的恢復(fù)

隨孔隙水壓力的消散，土的抗剪強(qiáng)度和變形模量又大幅度地增長，土體顆粒間接觸更緊密，所以附水層又逐步固定(原因：自由水重新被顆粒所吸附而成為吸著水)。通常觸變恢復(fù)持續(xù)數(shù)周～數(shù)月，此時(shí)的平均強(qiáng)度會增加30%，模量值會增加30～80%，這種觸變恢復(fù)被稱為強(qiáng)夯施工的時(shí)間效應(yīng)(圖)。當(dāng)前第36頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)地基抗剪強(qiáng)度增長與時(shí)間的關(guān)系當(dāng)前第37頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)

地基承載力的提高與夯擊數(shù)有密切關(guān)系。若夯擊一遍壓密過小，土結(jié)構(gòu)破壞喪失的強(qiáng)度大，觸變恢復(fù)增加的強(qiáng)度小，則夯擊后的承載力反而減少。夯擊數(shù)多能量大土體體積變化大土體模量，土體強(qiáng)度(圖3-2-5)。

但是若二遍夯擊，土進(jìn)一步壓密，則觸變恢復(fù)增加的強(qiáng)度大，依次增加遍數(shù)可以獲得預(yù)想的加固效果。當(dāng)前第38頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)圖3-2-5

夯擊三遍的土體強(qiáng)度變化圖

①夯擊能與時(shí)間的關(guān)系，②體積變化與時(shí)間的關(guān)系，③孔隙水壓力與完全液化壓力之比隨時(shí)間的變化，④極限壓力與時(shí)間的關(guān)系，⑤液化及強(qiáng)度喪失過程，⑥孔隙水壓消散及強(qiáng)度增長過程，⑦觸變的恢復(fù)過程當(dāng)前第39頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)5、夯擊能量的傳遞機(jī)理

空間半無限體表面上一點(diǎn)的豎向夯擊引起的振動(dòng)，在土體中以波的形式傳播。這種攜帶了絕大部分夯擊的波又可分為壓縮波(P波)和剪切波(S波)及瑞利波(R波)，其中P波和S波為體波,R波為面波(僅在表面行傳)。三種波場的作用特征如下：①

P波占波動(dòng)總能量的7%——振幅小、周期短、傳速快，會引起孔隙水壓力的，并而促使土體內(nèi)出現(xiàn)裂隙，有利于水體的排放;

②S波占波總能量的26%——振暢大、周期長、波速慢

引起的是土體的剪切變形土體密實(shí)化;當(dāng)前第40頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3-2-1強(qiáng)夯過程中土體狀態(tài)

壓密區(qū)③R波在地表以滾動(dòng)形式傳播，占波總量的67%，振暢大，周期長，其水平分量易于使土體剪切、密實(shí)，縱向分量

導(dǎo)致地表附近土的松動(dòng)，造成夯擊點(diǎn)附近地面隆起（圖3-2-1）當(dāng)前第41頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)二、加固機(jī)理(五)動(dòng)力置換

可分為整式置換與樁式置換兩部（圖3-2-6）圖3-2-6動(dòng)力置換類型（a整式置換;b樁式置換）

1、整式置換：采用強(qiáng)夯方式將碎石整體擠入淤泥中。作用機(jī)理:與挖土墊層類似。2、樁式置換：通過強(qiáng)夯將碎石填筑于土中，部分碎石間隔地夯入軟土中，形成樁式或墩式的碎石墩或碎石樁。作用機(jī)理:類似于振沖法形成的碎石樁，主要是靠碎石的內(nèi)摩角和墩(樁)間土的側(cè)限來維持樁體的平衡，并與墩間土一起發(fā)揮著復(fù)合地基的作用。當(dāng)前第42頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)波土中能1）使土孔隙壓密，土體局部液化2）夯點(diǎn)周圍產(chǎn)生大量裂縫，良好排水通道3）各種顆粒成分在結(jié)構(gòu)上重新排列轉(zhuǎn)化傳入總結(jié)當(dāng)前第43頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)三、強(qiáng)夯法與重錘夯實(shí)法的區(qū)別

強(qiáng)夯法不是簡單地加大錘重與落距，它與重錘夯實(shí)法比較首先在加固原理上有所區(qū)別1．加固原理不同1）強(qiáng)夯法加固土層時(shí)單擊能大(一般＞500kN·m)，沖擊力會沖切土體形成深的夯坑、產(chǎn)生大的瞬間沉降，并使錘底土發(fā)生破壞、向下壓密及側(cè)向壓密。夯擊影響區(qū)土體變形復(fù)雜，有壓密區(qū)、次壓密區(qū)、松隆區(qū)。強(qiáng)夯時(shí)，對于飽和土是一種動(dòng)力密實(shí)效應(yīng)，對于非飽和土是一種動(dòng)力排水固結(jié)效應(yīng)。當(dāng)前第44頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)2）重錘夯實(shí)法的夯擊能小、夯坑淺，主要依靠錘底的壓密作用，主壓實(shí)區(qū)集中在錘底。

因夯坑淺、錘底土所受側(cè)向壓力小，對飽和土而言，不能因壓縮而產(chǎn)生孔超隙水壓力，使水排走，形成“橡皮土”，容易側(cè)向擠出、隆起。因而該法不適于加固飽和土，僅適用于非飽和土加固。當(dāng)前第45頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)2．加固工藝不同三、強(qiáng)夯法與重錘夯實(shí)法的區(qū)別1）強(qiáng)夯時(shí)土中的動(dòng)應(yīng)力大，壓實(shí)深度大，并對側(cè)向有一定加固范圍，影響直徑是夯錘直徑的2.5～4倍。

施工中為了使坑側(cè)土少擾動(dòng)、少隆起，并使土體積有效壓縮，使飽和土形成超孔隙水壓力并順利排走，故強(qiáng)夯工藝要求多分遍施，每遍間隔一定時(shí)間，夯點(diǎn)間要求間隔一定距離。2）重錘夯實(shí)法主要采用的是一夯挨一夯或一夯壓半夯的方式施工，每遍之間不需間隔一定時(shí)間。它只是壓實(shí)錘底下的土即可。因此其加固深度淺，側(cè)面易隆起。當(dāng)前第46頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3．適用土質(zhì)不同三、強(qiáng)夯法與重錘夯實(shí)法的區(qū)別1）強(qiáng)夯法可適用于加固粗粒土、細(xì)粒土、飽和土、非飽和土。甚至港口、河道水下土層，諸如填土、雜填土、砂類土、黏性土、黃土、淤泥類土。但對厚層的、滲透系數(shù)小于10-5cm／s的飽和黏性土應(yīng)慎重。2)

重錘夯實(shí)法僅適用于加固水位深0.8m以上的稍濕的黏性土、砂類土、黃土、雜填土和分層填土。不適于含水量高的黏性土，且針對的是淺層處理。當(dāng)前第47頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)表3-2-2強(qiáng)夯法與重錘夯實(shí)法的區(qū)別當(dāng)前第48頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)四、強(qiáng)夯設(shè)計(jì)1有效加固深度的計(jì)算

選擇地基處理方法的重要依據(jù)是有效加固深度，它也是反映處理效果的重要參數(shù)，兩種計(jì)算辦法:1)梅納的計(jì)算式(3-2-1)式中：H—加固影響深夜(m)；

w—夯錘重(t)；h—夯錘落距(m)；a—修正系數(shù)，一般取0.5～0.8(軟土0.5，黃土0.34～0.5)

2)左名麟的計(jì)算公式(3-2-2)式中：H，w，h意義單位與前相同；Vp—土體縱斷速度(M/S)；a—土的能量吸收系數(shù)(表3-2-1)；R—大于1的系數(shù)，取3～5。

當(dāng)前第49頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)表3-2-3土能量吸收系數(shù)表

實(shí)際中，強(qiáng)夯有效加固深度還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定，在缺少試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)資料時(shí)，可按表3-2-4估計(jì)有效加固深度(m)[JGJ79-2002]

當(dāng)前第50頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)表3-2-4強(qiáng)夯的有效加固深度(m)[據(jù)JGJ79-2002]2夯錘和落距由于：單擊夯擊能＝夯錘重(W)×落距(h)，因此，一旦單擊夯擊能確定，則h依據(jù)所使用的夯錘重確定，滿足關(guān)系式即可。當(dāng)前第51頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)3夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)

按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，并應(yīng)當(dāng)同時(shí)滿足三個(gè)條件：1)

最后兩擊的平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值：

①當(dāng)單擊夯擊能小于4000KN.M時(shí)，為50MM；

②

當(dāng)單擊夯擊能為4000-6000KN.M時(shí)，為100MM；

③當(dāng)單擊夯擊能大于6000KN.M時(shí)，為200MM。2)

夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；3)

不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。當(dāng)前第52頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)4夯擊遍數(shù)及間歇時(shí)間

理論上，當(dāng)?shù)鼗谐霈F(xiàn)孔隙水壓力達(dá)到土的自重壓力時(shí)的夯擊能，被稱為最佳夯擊能(土性不同，最佳夯擊也不同)，可通過現(xiàn)場夯擊試驗(yàn)確定。5、最佳夯擊能1)夯擊遍數(shù):

應(yīng)根據(jù)地基土性質(zhì)確定，可采用點(diǎn)夯2-3遍(滲透性較差的細(xì)顆粒土可適當(dāng)增加)

。最后再以低能量滿夯2遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊，錘印搭接。2)間歇時(shí)間:

兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔，且取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間。如無實(shí)測資料，則可根據(jù)地基土的滲透性確定，對于滲透性差的粘性土地基，間隔時(shí)間不應(yīng)小于3-4周。當(dāng)前第53頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)6夯擊點(diǎn)布置1）采用等邊、等腰或正方形布置夯擊點(diǎn)位；2)

夯擊點(diǎn)間距布置原則為：

第一遍夯擊點(diǎn)間隔取夯錘直徑的倍;

第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間;

以后各遍夯點(diǎn)可適當(dāng)減小間距，對處理深夜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)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為基底下設(shè)計(jì)處理深度的1/2～2/3，并不宜小于3m。當(dāng)前第54頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)夯擊點(diǎn)布置當(dāng)前第55頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)7、試夯與強(qiáng)夯參數(shù)確定

根據(jù)初步確定的強(qiáng)夯參數(shù)，提出夯擊試驗(yàn)方案，進(jìn)行試夯，并根據(jù)試夯結(jié)果確定工程采用的各項(xiàng)強(qiáng)夯參數(shù)。當(dāng)前第56頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)1、施工機(jī)具五、施工方法A、若確定了加固深度和錘落距，可由(3-2-1)或(3-2-2)確立；

一般錘重在15t以上。B、夯錘材料：鋼質(zhì)材料或以鋼板作外殼，內(nèi)填混凝土制成；D、夯錘形狀：有圓柱狀、圓狀、方狀、方臺狀；C、夯錘尺寸：底面尺寸以錘底面靜壓力值在25～40Kpa為宜；2)起吊設(shè)備3)自動(dòng)脫勾裝置。1)夯錘：當(dāng)前第57頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)2、施工要點(diǎn)五、施工方法1）施工前做好場地準(zhǔn)備工作，包括：①查明場下范圍內(nèi)隱敝物，并采取措施妥善處理；②采取防振隔振或其它措施；③場地內(nèi)地下水位高或有積水者，應(yīng)采取降、排水措施。2)

清理并平整旗現(xiàn)場(必須保持水平)；3)鋪設(shè)硬墊層，用以上承起重設(shè)備；4)

標(biāo)出第一遍夯擊點(diǎn)的位置，并測量場地高程；5)起重機(jī)就位，使夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn)，并測量夯前錘頂標(biāo)高；6)

起吊夯錘到預(yù)定高度，待夯錘自由落地后，再次測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)坑底有傾斜，應(yīng)予平整；當(dāng)前第58頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)2、施工要點(diǎn)五、施工方法7)重復(fù)6)；8)

重復(fù)5)～7)，完成第一遍夯擊；9)填平夯坑，并測量場地高程；10)

在規(guī)定的間隔時(shí)間后，按上述步聚完成全部夯擊遍數(shù)，最后再用低能量滿夯，將場地表層土夯實(shí)，并測量夯后高程。當(dāng)前第59頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)六、施工監(jiān)測施工過程要有專人負(fù)責(zé)以下監(jiān)測工作:1、開夯前應(yīng)檢查夯錘重量、落距、確保原點(diǎn)夯擊能符合設(shè)計(jì)要求;2、每遍夯擊前，應(yīng)對夯點(diǎn)放線復(fù)核，夯完后再檢查夯坑位置，便于糾正偏差及防止漏夯;3、按設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量；4、夯擊過程中，做好各項(xiàng)參數(shù)及施工情況的詳細(xì)施工記錄。當(dāng)前第60頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)七、安全措施1、做好全體施工人員的安全教育并規(guī)范操作規(guī)程;2、時(shí)常檢查施工機(jī)具的每一生要部位(如夯錘、脫勾裝置、吊車臂桿、起重索具等)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處置。3、明確分工，統(tǒng)一指揮。當(dāng)前第61頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)八、質(zhì)量檢驗(yàn)1、夯擊施工結(jié)束后間隔一定時(shí)間方可檢驗(yàn)。2、檢驗(yàn)方法根據(jù)被加固土的性質(zhì)分別選用：室內(nèi)原狀土樣試驗(yàn)和原位測試(包括靜探、各種動(dòng)探等)

。3、檢驗(yàn)總數(shù)量，應(yīng)根據(jù)地場復(fù)雜程度和建筑物的重要性確定：

(1)

簡單場地：每個(gè)建筑地基載荷試驗(yàn)點(diǎn)≥3個(gè)。

(2)

復(fù)雜場地：大于3個(gè)。

(3)

對強(qiáng)夯置換，不少于墩總數(shù)的1%，且不于3個(gè)點(diǎn)。4、檢驗(yàn)深度：不小于設(shè)計(jì)處理深度。當(dāng)前第62頁\共有68頁\編于星期四\3點(diǎn)