強(qiáng)夯法與強(qiáng)夯置換法ppt課件.ppt

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1、第4章強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法4.1概述4.1.1強(qiáng)夯法的概念強(qiáng)夯又稱為動(dòng)力固結(jié)法或動(dòng)力壓實(shí)法。它是反復(fù)將夯錘（質(zhì)量10～40t）提到一定高度自由落下（落距10～40m），給地基以沖擊和振動(dòng)能量，提高地基承載力并降低其壓縮性，改善地基性能。如改善砂土抗液化條件、消除濕陷性黃土濕陷性。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)的差異沉降。如右圖所示施工現(xiàn)場(chǎng)。1山東科技大學(xué)王清標(biāo)山東科技大學(xué)王清標(biāo)2法國Menard公司于1969年應(yīng)用強(qiáng)夯法對(duì)法國Riviera濱海填土進(jìn)行夯實(shí)。經(jīng)3個(gè)月預(yù)壓（荷載100kPa），沉降值200mm。100kN夯錘，落距13m，夯擊后，場(chǎng)地平均

2、沉降量500mm，基底壓力300kPa。8層住宅竣工后，平均沉降量13mm，而差異沉降則可忽略不計(jì)。堆載預(yù)壓與強(qiáng)夯的對(duì)比山東科技大學(xué)王清標(biāo)34.1.2強(qiáng)夯法在我國的發(fā)展在地基土中所產(chǎn)生的的沖擊被和動(dòng)應(yīng)力，可提高土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善砂土的振動(dòng)液化條件和消除濕陷性黃土的濕陷性等作用。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)的差異沉降。對(duì)于砂土地基承載力提高2～5倍，壓縮性降低2～10倍。1979年，秦皇島碼頭堆煤場(chǎng)細(xì)砂地基強(qiáng)夯法試驗(yàn)，共節(jié)省150萬元。1979年，廊坊機(jī)械化研究所宿舍工程強(qiáng)夯法處理可液化砂土和粉質(zhì)粘土地基的試驗(yàn)，取得了較好的加固效果。山東

3、科技大學(xué)王清標(biāo)420世紀(jì)80年代后期，又發(fā)展了強(qiáng)夯置換法。強(qiáng)夯置換法是采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石等粗顆粒材料，用夯錘夯擊形成連續(xù)強(qiáng)夯置換墩，最終形成砂石樁與軟土構(gòu)成的復(fù)合地基，從而提高地基的承載力并減少地基沉降。對(duì)于飽和軟土地基，為提高其加固效果，必須設(shè)計(jì)排水通道。為此，在軟粘土地基上采用強(qiáng)夯法與袋裝砂井（或塑料排水帶）綜合處理的加固方法也是一種發(fā)展途徑。山東科技大學(xué)王清標(biāo)54.1.3強(qiáng)夯法適用范圍強(qiáng)夯法用于處理碎石土、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。對(duì)于軟土地基，處理效果不顯著。強(qiáng)夯置換法用于高飽和度的粉土與軟塑~流塑的粘性土等地基上對(duì)變

4、形控制要求不嚴(yán)的工程?！兜鼗幚硪?guī)范》規(guī)定：采用強(qiáng)夯置換法前，必須通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果，否則不得采用。（1）施工工藝和施工設(shè)備簡(jiǎn)單，適用土質(zhì)范圍廣，加固效果顯著，可取得較高的承載力；（2）具有工效高、施工速度快、節(jié)省加固原材料、施工費(fèi)用低、耗用勞力少等優(yōu)點(diǎn)。強(qiáng)夯法的特點(diǎn)：山東科技大學(xué)王清標(biāo)6目前，強(qiáng)夯法加固機(jī)理有3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。加固機(jī)理取決于地基土的類別和強(qiáng)夯施工工藝。4.2加固機(jī)理強(qiáng)夯法雖然是一種較好的地甚處理方法．但到目前為止還沒有一套成熟和完善的理論和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。在第十屆國際土力學(xué)和基礎(chǔ)工程會(huì)議上，美國Mitchel

5、l教授在“地基處理”的科技發(fā)展水平報(bào)告中提到：“強(qiáng)夯法目前已發(fā)展到地基土的大面積加固，深度可達(dá)30m。當(dāng)應(yīng)用于非飽和土?xí)r，壓密過程基本上同實(shí)驗(yàn)室中的擊實(shí)試驗(yàn)相同。在飽和無粘性土的情況下，可能會(huì)產(chǎn)生液化，其壓密過程同爆破和振動(dòng)壓密的過程相似?！边@種方法對(duì)飽和細(xì)顆粒土的效果，成功的和失敗的例于均有報(bào)道。對(duì)于這類土需要破壞土的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生超孔隙水壓力以及通過裂隙形成排水通道。而強(qiáng)夯法對(duì)雜填土特別有效。山東科技大學(xué)王清標(biāo)74.2.1動(dòng)力密實(shí)強(qiáng)夯法加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土體，是動(dòng)力密實(shí)。夯擊能使土的骨架變形，土體孔隙減小變得密實(shí)。提高了土的密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度，使壓縮性減小。夯擊一遍

6、后，夯坑深度0.6～1.0m，夯坑底部形成一層超壓密硬殼層，承載力比夯前提高2～3倍。非飽和土在中等夯擊能量1000～2000kN.m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%。山東科技大學(xué)王清標(biāo)84.2.2動(dòng)力固結(jié)用強(qiáng)夯法處理細(xì)顆粒飽和土?xí)r，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)。軟土觸變性，使強(qiáng)度得到提高。Menard教授動(dòng)力固結(jié)理論：①飽和土的壓縮性；②局部液化；③滲透性變化；④觸變恢復(fù)（時(shí)間效應(yīng)）與土強(qiáng)度的增

7、長。夯擊一遍的情況山東科技大學(xué)王清標(biāo)9夯擊三遍的情況4.2.2動(dòng)力固結(jié)a）靜力固結(jié)理論模型（太沙基）b）動(dòng)力固結(jié)理論模型（Menard）靜力固結(jié)與動(dòng)力固結(jié)模型比較a）b）加固對(duì)象：細(xì)顆粒飽和土。加固機(jī)理：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)，使土體局部產(chǎn)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水順利溢出，待孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)。由于軟土的觸變性，強(qiáng)度提高。a）飽和土的壓縮性10山東科技大學(xué)王清標(biāo)b）產(chǎn)生液化孔隙水壓力上升到與覆蓋壓力相等時(shí)，土體產(chǎn)生液化。不同于地震時(shí)液化，是土體的局部液化。當(dāng)