强夯法地基处理

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1、地基处理地基处理答辩人： 组员：1002091120 商连南商连南 1002091128 张发贵张发贵 1002091129 胡宏利胡宏利主要内容主要内容概述概述工程实例工程实例施工方法施工方法质量检验质量检验加固机理加固机理一、概述强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般830t的重锤(最重可达200t)和820m的落距(最高可达40m)，对地基土施加很大的冲击能，一般能量为5008000kN.m。在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将

2、来可能出现的差异沉降。适用适用土层土层湿陷湿陷性黄性黄土土低饱和低饱和的粘土的粘土和粉土和粉土杂、杂、素填素填土土等等等等碎石碎石土土砂土砂土强夯法的优点强夯法的优点加固效果好使用经济施工简单强夯法加袋装砂井 软粘土地基的综合治理国内国内发展发展阶段阶段自引进到80年代初，约8年。本阶段工程应用强夯能级比较小，一般仅为1000kN.m，处理深度5m左右，以处理浅层人工填土为主。80年代初到90年代初。本阶段兴建国家重点工程山西化肥厂，为了消除黄土地基的湿陷性，国家化工部组织开发了6250kN.m能级强夯，使有效处理深度提高到了10m左右。90年代初到2002年，本阶段以兴建国家重点工程三门峡火

3、力发电厂为契机，成功开发了8000kN.m能级强夯，使强夯消除黄土湿陷性的深度达到15m。2002年底至今，强夯工程最高应用能级已经达到10000kN.m。为了更进一步扩大强夯的应用范围，在强夯技术的基础上，还形成了强夯置换和柱锤冲扩等新技术 。二、加固机理夯夯锤锤地面地面挤压挤压土体土体隆起隆起夯击能夯击能冲击力冲击力冲击波冲击波冲切上部冲切上部土体土体结构破坏结构破坏形成夯坑形成夯坑挤压周围挤压周围土体土体2.1 2.1 动力密实动力密实 采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。 非饱和土的夯实过程

4、，就是土中的气相(空气)被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。 在冲击动能作用下，地面会立即产生沉降，一般夯击一遍后，其夯坑深度可达0.61.0m，夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高23倍。2.2 动力固结 巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。Menard首次对传统的固结理论提出了不同的看法，首次对传统的固结理论提出了不同的看法，认为饱和土是可压缩的新机理认为饱和土是可压缩的新机理。 1.饱和土的压缩性：进行

5、强夯时，气体体积压饱和土的压缩性：进行强夯时，气体体积压 缩，孔压增缩，孔压增大，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔压就减少。大，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔压就减少。 2.产生液化：土体中气体体积百分比为零时，就变成不可压产生液化：土体中气体体积百分比为零时，就变成不可压缩的。相缩的。相 应于孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级，应于孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级，土体即产生液化。继续施加能量，除了使土起重塑的破坏土体即产生液化。继续施加能量，除了使土起重塑的破坏作用外，能量纯属是浪费。作用外，能量纯属是浪费。 3.渗透性变化：超孔压大于颗粒间的侧向压力时，致使土颗渗透性

6、变化：超孔压大于颗粒间的侧向压力时，致使土颗粒间出现裂粒间出现裂 隙，形成排水通道。此时隙，形成排水通道。此时，土的渗透系数骤，土的渗透系数骤增，孔隙水得以顺利排增，孔隙水得以顺利排 出。孔压消散到小于颗粒间的侧出。孔压消散到小于颗粒间的侧向压力向压力时，裂隙即自行闭合。时，裂隙即自行闭合。 4.触变恢复：土体的强度逐渐减低，当出现液化或接近液化触变恢复：土体的强度逐渐减低，当出现液化或接近液化时，强度达到最低值。此时土体产生裂隙，而吸附水部分时，强度达到最低值。此时土体产生裂隙，而吸附水部分变成自由水，随着孔压变成自由水，随着孔压 的消散，土的抗剪强度和变形模的消散，土的抗剪强度和变形模量都

7、有大幅度的增长。量都有大幅度的增长。2.3 动力置换桩式置换桩式置换：形成桩式或墩形成桩式或墩式的碎石墩或桩。其作用式的碎石墩或桩。其作用机理类似于振冲法等形成机理类似于振冲法等形成的碎石桩。的碎石桩。 整式置换整式置换：将碎石整体将碎石整体挤入淤泥中，作用机理挤入淤泥中，作用机理类似于换土垫层。类似于换土垫层。三、工程实例三、工程实例三淅高速TJ08标新积黄土地基强夯处理3.1 3.1 工程概况工程概况 三淅高速灵卢段TJ08标是河南省的重点在建项目。它的修建保证了卢氏县的经济发展，也使的河南省县县通高速的设计规划得以实现。我标段有3段新积黄土地，设计要求强夯施工。 设计要求经强夯法加固原地

8、面，使原地面地基承载力达到要求，开始路基填筑。保证了路基施工的质量。3.2 3.2 夯击点的布置夯击点的布置夯击点的间距确定原则：一般根据地基土的确定原则：一般根据地基土的性质和要求处理的深度而定，性质和要求处理的深度而定，以保证使夯击能量传递到深处以保证使夯击能量传递到深处和保护邻近夯坑周围所产生的和保护邻近夯坑周围所产生的辐射向裂隙。辐射向裂隙。 1.强夯第一遍夯击点间距可取夯强夯第一遍夯击点间距可取夯锤直径的锤直径的2.53.5倍，第二遍夯倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。以击点位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。后各遍夯击点间距可适当减小。 2.对处理深度较深或单击

9、夯击能对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。宜适当增大。 3.强夯置换墩间距应根据荷载大强夯置换墩间距应根据荷载大小和原土的承载力选定，当满堂小和原土的承载力选定，当满堂布置时可取夯锤直径的布置时可取夯锤直径的23倍。倍。对独立基础或条形基础可取夯锤对独立基础或条形基础可取夯锤直径的直径的1.52.0倍。墩的计算直倍。墩的计算直径可取夯锤直径的径可取夯锤直径的1.11.2倍。倍。 3.3 3.3 夯击击数和遍数夯击击数和遍数u夯击击数夯击击数国内确定夯击击数的方法有所不同：有的以孔隙水压力达到液化压力为准则；有的以最后一击的夯沉量达某一数

10、值为限值；也有的以上、下二击所产生的沉降差小于某一数值为标准。总之，各夯击点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则，一般为410击。 u夯击遍数夯击遍数夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯23遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满夯2遍，满夯还可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。3.4 3.4 间歇时间间歇时间砂性土砂性土消散快间歇时间很短粘性土粘性土消散慢孔压叠加设置袋装砂井加速消散取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间 3.5 3.5 现场测试设计现场测试设计u目的目的: :1.了解地表隆起的影响范围及垫层的密实度变化；2.研究

11、夯击能与夯沉量的关系，用以确定单点最佳夯击能量； 3.确定场地平均沉降和搭夯的沉降量，用以研究强夯的加固效果。u手段手段： 地面沉降观测、深层沉降观测和水平位移观测。 四、施工方法施工方法 4.1 4.1 施工步骤施工步骤强夯法施工的步骤： 1) 清理并平整施工场地； 2) 铺设垫层，使在地表形成硬层，用以支承起重设 备，确保机械通行和施工。同时可加大地下水和表层面的距离，防止夯击的效率降低; 3) 标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程； 4) 起重机就位，使夯锤对准夯点位置； 5) 测量夯前锤顶标高；6) 将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程； 若发现因坑底倾斜

12、而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；7) 重复步骤6，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；8) 换夯点，重复步骤4)7)，完成第一遍全部夯点的夯击；9) 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；10) 在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层土夯实，并测量夯后场地高程。 五、质量检验质量检验 强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基加固质量进行检验，对碎石土和砂土地基，其间隔时间可取714d；对粉土和粘性土地基可取1428d。强夯置换地基的间隔时间可取28d。 强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用原位测试和室内土工试验；强夯置换后的地基，承载力检验除应采用单墩载荷试验检验外，尚应采用动力触探等有效手段查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化，对饱和粉土地基允许采用单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。 竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于3点；对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。强夯置换地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的1，且不应少于3点。 检测点位置可分别布置在夯坑内、夯坑外和夯击区边缘。检验深度应不小于设计处理的深度。 结束2012.5.20