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《軟土地基處理 4.2.3強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、4.2.3強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法強(qiáng)夯是法國(guó)Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，它通過(guò)一般10～40t的重錘和10～40m的落距，對(duì)地基土施加很大的沖擊能，在地基土中所出現(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的均勻程度，減少將來(lái)可能出現(xiàn)的差異沉降。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)的強(qiáng)夯置換墩。具有加固效果顯著、施工工期短和施工費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)?！ ‘?dāng)前，應(yīng)用強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法處理的工程范圍極為廣泛，有工業(yè)與民用建筑、倉(cāng)庫(kù)、油罐、儲(chǔ)倉(cāng)、公路和鐵路路基、飛機(jī)場(chǎng)跑
2、道及碼頭等?？傊?，強(qiáng)夯法在某種程度上比機(jī)械的、化學(xué)的和其它力學(xué)的加固方法更為廣泛和有效。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、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。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑～流塑的粘性土等地基上對(duì)變形控制要求不嚴(yán)的工程，同時(shí)應(yīng)在設(shè)計(jì)前通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。工程實(shí)踐表明，強(qiáng)夯法具有施工簡(jiǎn)單、加固效果好、使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，因而被世界各國(guó)工程界所重視。對(duì)各類土強(qiáng)夯處理都取得了十分良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但對(duì)飽和軟土的加固效果，必須給予排水的出路。為此，強(qiáng)夯法加袋裝砂井(或塑料排水帶)是一個(gè)在軟粘土地基上進(jìn)行綜合處理的加固途徑。1、加固機(jī)理強(qiáng)夯法是利用強(qiáng)
3、大的夯擊能給地基一沖擊力，并在地基中產(chǎn)生沖擊波，在沖擊力作用下，夯錘對(duì)上部土體進(jìn)行沖切，土體結(jié)構(gòu)破壞，形成夯坑，并對(duì)周圍土進(jìn)行動(dòng)力擠壓目前，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，它取決于地基土的類別和強(qiáng)夯施工工藝。(1)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。非飽和土的夯實(shí)過(guò)程，就是土中的氣相(空氣)被擠出的過(guò)程，其夯實(shí)變形主要是由于土顆粒的相對(duì)位移引起。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)0.6～1.0m，夯坑底部形
4、成一層超壓密硬殼層，承載力可比夯前提高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%。(2)動(dòng)力固結(jié)29 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，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)。由于軟土的觸變性，強(qiáng)度得到提高。動(dòng)力固結(jié)理論可概述為： 1)飽和土的壓縮性 Menard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1
5、%～4%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，氣體體積可減少40%?！ ?)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。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100%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“飽和能”。此時(shí)，吸附水變成自由水，土的強(qiáng)度下
6、降到最小值。一旦達(dá)到“飽和能”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)?！ ?)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，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(guò)積聚的夯擊能量，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?！ ‘?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。 4)觸變恢復(fù)
7、在重復(fù)夯擊作用下，土體的強(qiáng)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?！ ¤b于以上強(qiáng)夯法加固的機(jī)理，Menard對(duì)強(qiáng)夯中出現(xiàn)的現(xiàn)象，又提出了一個(gè)新的彈簧活塞模型，對(duì)動(dòng)力固結(jié)的機(jī)理作了解釋?！§o力固結(jié)理論
