強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換設(shè)計(jì)計(jì)算PPT課件

1、2021-11-1112 設(shè)計(jì)計(jì)算有效加固深度有效加固深度有效加固有效加固深度深度？經(jīng)強(qiáng)夯加固后，該土層強(qiáng)度和變形等指標(biāo)能滿足設(shè)計(jì)要求的土層范圍。HM h系數(shù)，根據(jù)系數(shù)，根據(jù)地基土性質(zhì)地基土性質(zhì)決定決定 夯錘重夯錘重（t t） 落距（落距（m m） 第1頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-112三、 設(shè)計(jì)計(jì)算有效加固深度有效加固深度強(qiáng)夯置換墩的深度土質(zhì)條件決定對(duì)淤泥、泥炭等粘性軟弱土層，置換墩應(yīng)穿透軟土層，著底在較好土層上 對(duì)深厚飽和粉土、粉砂，墩身可不穿透該層 第2頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-113夯錘和落距夯錘和落距夯夯錘錘落距落距單擊夯擊能=M*h總夯擊能=N*M*h單位夯擊能=N*M*h/A應(yīng)

2、根據(jù)地基土類別、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和要求處理深度等綜合考慮，并通過(guò)試驗(yàn)確定。 對(duì)飽和粘性土所需的能量不能一次施加，否則土體會(huì)產(chǎn)生側(cè)向擠出，強(qiáng)度反而有所降低，且難于恢復(fù)。根據(jù)需要可分幾遍施加，兩遍間可間歇一段時(shí)間。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第3頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-114 單擊夯擊能為夯錘重M與落距h的乘積，一般說(shuō)夯擊時(shí)最好錘重和落距大，則單擊能量大，夯擊擊數(shù)少，夯擊遍數(shù)也相應(yīng)減少，加固效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)較好。整個(gè)加固場(chǎng)地的總夯擊能量(即錘重落距總夯擊數(shù))除以加固面積稱為單位夯擊能。第4頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-115 強(qiáng)夯的單位夯擊能應(yīng)根據(jù)地基土類別、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和要求處理的深度等綜合考慮，并

3、可通過(guò)試驗(yàn)確定。在一般情況下，對(duì)粗顆粒土可取10003000kNm/m2， 對(duì)細(xì)顆粒土可取15004000kNm/m2。 在設(shè)計(jì)中，根據(jù)需要加固的深度初步確定采用的單擊夯擊能，然后再根據(jù)機(jī)具條件因地制宜地確定錘重和落距。 第5頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-116 為增加飽和砂土的密實(shí)度，提高這些土類的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)，需施加的單位夯擊能如下表：欲增加的標(biāo)貫值5101520需增加的夯擊能量（千焦/米3）100-250250-350400-500500-650標(biāo)貫擊數(shù)增量與夯擊能量的關(guān)系N第6頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-117思考第7頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-118夯錘和落距夯錘和落距選選擇擇合合適適

4、的的夯夯錘錘和和落落距距圓形和方形圓形和方形氣孔式和封閉式氣孔式和封閉式 選擇夯錘選擇夯錘 錘重錘重 確定落距確定落距 根據(jù)單點(diǎn)根據(jù)單點(diǎn)夯擊能量夯擊能量 較適合的夯擊能較適合的夯擊能 夯擊能最低值夯擊能最低值 介于介于底面積按土底面積按土的性質(zhì)確定的性質(zhì)確定 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第8頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-119第9頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1110第10頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1111第11頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1112第12頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1113第13頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1114第14頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1115 錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力

5、值可取2540kPa，對(duì)砂性土和碎石填土，一般錘底面積為24m2；對(duì)一般第四紀(jì)粘性土建議用34m2；對(duì)于淤泥質(zhì)土建議采用46m2；對(duì)于黃土建議采用4.55.5m2。同時(shí)應(yīng)控制夯錘的高寬比，以防止產(chǎn)生偏錘現(xiàn)象，如黃土，高寬比可采用1:2.51:2.8。 0 . 35 . 2)2錘重（噸）錘底面積（米經(jīng)驗(yàn)公式：第15頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1116 性變形的能量。第16頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1117從起重機(jī)械的性能看，當(dāng)起重量逐漸增大 ，扒桿逐漸往高伸。落距大，可充分利用起重機(jī)械的能力，經(jīng)濟(jì)效果好。如W1001起重機(jī)，增設(shè)龍門支架后，11.5t、14m. 大能量機(jī)械：法國(guó)液壓驅(qū)動(dòng)的支架，

6、40t，40m法國(guó)機(jī)場(chǎng)，要求加固深度達(dá)40m,特別研制200t、25m的超級(jí)起重機(jī)。 第17頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1118最佳夯擊能最佳夯擊能最佳夯擊能最佳夯擊能？在這樣的夯擊能作用下，地基中出現(xiàn)的孔隙水壓力達(dá)到土的自重壓力。粘性土中的確定粘性土中的確定 根據(jù)孔隙水壓力的疊加值 砂性土中的確定砂性土中的確定 繪制孔隙水壓力增量與夯擊擊數(shù)(夯擊能)的關(guān)系曲線 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第18頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1119夯擊點(diǎn)布置及間距夯擊點(diǎn)布置及間距夯擊點(diǎn)的布置夯擊點(diǎn)的布置根據(jù)基底平面形狀等邊三角形等邊三角形等腰三角形等腰三角形正方形正方形應(yīng)考慮施工時(shí)吊機(jī)的行走通道 強(qiáng)夯置換墩位布置 等邊三角

7、形等邊三角形正方形正方形獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)根據(jù)基礎(chǔ)形式布置根據(jù)基礎(chǔ)形式布置處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，具體的放大范圍，可根據(jù)建筑物類型和重要性等因素決定。對(duì)一般建筑物，每邊超出基礎(chǔ)外緣寬度宜為設(shè)計(jì)深度的1/22/3，并不宜小于3m。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第19頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1120承重結(jié)構(gòu)下必須布置夯擊點(diǎn)承重結(jié)構(gòu)下必須布置夯擊點(diǎn)夯距通常為59m 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算夯擊點(diǎn)的布置夯擊點(diǎn)的布置第20頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1121夯擊點(diǎn)的布置夯擊點(diǎn)的布置三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第21頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1122夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)的間距確定原則： 1.1.強(qiáng)夯第一遍夯擊

8、點(diǎn)間距可強(qiáng)夯第一遍夯擊點(diǎn)間距可取夯錘直徑的取夯錘直徑的2.52.53.53.5倍，倍，第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間。以后各遍夯擊點(diǎn)擊點(diǎn)之間。以后各遍夯擊點(diǎn)間距可適當(dāng)減小。間距可適當(dāng)減小。 2.2.最后一遍是低能量滿夯：最后一遍是低能量滿夯：確保地表土均勻和較高的密確保地表土均勻和較高的密實(shí)度。實(shí)度。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。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第22頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1123夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)的間距 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第23頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1124夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)的間距夯擊點(diǎn)

9、的間距 粘性土：當(dāng)夯距過(guò)小，輻射裂粘性土：當(dāng)夯距過(guò)小，輻射裂隙會(huì)閉合，影響排水。隙會(huì)閉合，影響排水。三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第24頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1125夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯夯擊擊擊擊數(shù)數(shù) 國(guó)內(nèi)確定夯擊擊數(shù)的方法有所國(guó)內(nèi)確定夯擊擊數(shù)的方法有所不同：不同：有的以孔隙水壓力達(dá)到液化有的以孔隙水壓力達(dá)到液化壓力為準(zhǔn)則；壓力為準(zhǔn)則；有的以最后一擊的夯有的以最后一擊的夯沉量達(dá)某一數(shù)值為限值；沉量達(dá)某一數(shù)值為限值；也有的以也有的以上、下二擊所產(chǎn)生的沉降差小于某上、下二擊所產(chǎn)生的沉降差小于某一數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)。一數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)?？傊骱粨酎c(diǎn)的總之，各夯擊點(diǎn)的夯擊數(shù)，應(yīng)使土體夯擊數(shù)，應(yīng)使土體，一般為，一般

10、為4 41010擊。擊。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第25頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1126夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯夯擊擊擊擊數(shù)數(shù)強(qiáng)夯夯點(diǎn)的強(qiáng)夯夯點(diǎn)的夯擊擊數(shù)夯擊擊數(shù)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定 還要滿足還要滿足 1.最后兩擊平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值：?jiǎn)螕艉粨裟芰啃∮?000kN*m時(shí)為50mm；夯擊能為40006000kN*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(guò)大隆起; 3.不因夯坑過(guò)深而發(fā)生起錘困難。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第26頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1127 強(qiáng)夯的單位夯擊能應(yīng)根據(jù)地基土類別、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和要求處理的深度等

11、綜合考慮，并可通過(guò)試驗(yàn)確定。在一般情況下，對(duì)粗顆粒土可取10003000kNm/m2， 對(duì)細(xì)顆粒土可取15004000kNm/m2。 第27頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1128夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯夯擊擊擊擊數(shù)數(shù)強(qiáng)夯置換點(diǎn)強(qiáng)夯置換點(diǎn)的夯擊擊數(shù)的夯擊擊數(shù)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定 還要滿足還要滿足 1.墩底穿透軟弱土層，且達(dá)到設(shè)計(jì)墩長(zhǎng) ; 2.累計(jì)夯沉量為設(shè)計(jì)墩長(zhǎng)的1.52.0倍 ; 3.最后兩擊的平均夯沉量不大于強(qiáng)夯的規(guī)定值。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第28頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1129夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯夯擊擊遍遍數(shù)數(shù) 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第29頁(yè)/共43頁(yè)2021

12、-11-1130夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯擊擊數(shù)和遍數(shù)夯夯擊擊遍遍數(shù)數(shù) 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第30頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1131強(qiáng)夯置換強(qiáng)夯置換柱柱式式置置換換 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第31頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1132墊層鋪設(shè)墊層鋪設(shè) 強(qiáng)夯前要求擬加固的場(chǎng)地必需具有一層稍硬的表強(qiáng)夯前要求擬加固的場(chǎng)地必需具有一層稍硬的表層，層，使其能支承起重設(shè)備；并便于對(duì)所施工的使其能支承起重設(shè)備；并便于對(duì)所施工的“夯擊夯擊能能”得到擴(kuò)散；同時(shí)也可加大地下水位與地表面的距得到擴(kuò)散；同時(shí)也可加大地下水位與地表面的距離。離。 對(duì)場(chǎng)地地下水位在對(duì)場(chǎng)地地下水位在-2m-2m深度以下的砂礫石土層，可深度以下的砂礫石土層，可直接施行

13、強(qiáng)夯，無(wú)需鋪設(shè)墊層；對(duì)地下水位較高的飽直接施行強(qiáng)夯，無(wú)需鋪設(shè)墊層；對(duì)地下水位較高的飽和粘性土與易液化流動(dòng)的飽和砂土，需要鋪設(shè)砂、砂和粘性土與易液化流動(dòng)的飽和砂土，需要鋪設(shè)砂、砂礫或碎石墊層才能進(jìn)行強(qiáng)夯，否則土體會(huì)發(fā)生流動(dòng)。礫或碎石墊層才能進(jìn)行強(qiáng)夯，否則土體會(huì)發(fā)生流動(dòng)。 墊層厚度隨場(chǎng)地的土質(zhì)條件、夯錘重量及其形狀墊層厚度隨場(chǎng)地的土質(zhì)條件、夯錘重量及其形狀等條件而定。當(dāng)場(chǎng)地土質(zhì)條件好，夯錘小或形狀構(gòu)造等條件而定。當(dāng)場(chǎng)地土質(zhì)條件好，夯錘小或形狀構(gòu)造合理，起吊時(shí)吸力小者，也可減少墊層厚度。合理，起吊時(shí)吸力小者，也可減少墊層厚度。墊層厚墊層厚度一般為度一般為0.50.52.0m2.0m，保證地下水位低于

14、坑底面以下，保證地下水位低于坑底面以下2m2m。鋪設(shè)的墊層不能含有粘土。鋪設(shè)的墊層不能含有粘土。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第32頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1133間歇時(shí)間間歇時(shí)間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時(shí)間 砂性土消散快消散快間歇時(shí)間很短間歇時(shí)間很短連續(xù)夯連續(xù)夯粘性土消散慢消散慢孔壓疊加孔壓疊加間歇時(shí)間長(zhǎng)間歇時(shí)間長(zhǎng)設(shè)置袋裝砂井設(shè)置袋裝砂井加速消散加速消散縮短間歇時(shí)間縮短間歇時(shí)間三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第33頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1134間歇時(shí)間間歇時(shí)間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時(shí)間 砂土：砂土：三、 設(shè)計(jì)計(jì)算粘性土：2-4周時(shí)間第34頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1135小區(qū)劃分小

15、區(qū)劃分三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第35頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1136降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì) 降水聯(lián)合低能量強(qiáng)夯法：降水聯(lián)合低能量強(qiáng)夯法： 適用于夾砂飽和粘性土。適用于夾砂飽和粘性土。三、 設(shè)計(jì)計(jì)算上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)跑道 第36頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1137降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)一、降排水體系一、降排水體系 宜采用真空降水宜采用真空降水二、夯擊能量二、夯擊能量 “先輕后重，逐漸加能，少擊多遍，逐層加固先輕后重，逐漸加能，少擊多遍，逐層加固” 三、間歇時(shí)間三、間歇時(shí)間 孔隙水壓力消散孔隙水壓力消散80%80%以上。以上。四、夯擊擊數(shù)四、夯擊擊數(shù)三、

16、 設(shè)計(jì)計(jì)算第37頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1138降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì) 真空降水聯(lián)合低能量強(qiáng)夯法真空降水聯(lián)合低能量強(qiáng)夯法： 近幾年形成和發(fā)展的。近幾年形成和發(fā)展的。 該工法因造價(jià)低廉、施工速度快、加固效果好的該工法因造價(jià)低廉、施工速度快、加固效果好的特點(diǎn)，在沿江沿海的大面積處理松軟地基工程中得到特點(diǎn)，在沿江沿海的大面積處理松軟地基工程中得到了推廣應(yīng)用，處理對(duì)象包括除淤泥外的各種軟土層。了推廣應(yīng)用，處理對(duì)象包括除淤泥外的各種軟土層。三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第38頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1139第39頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1140降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)降水聯(lián)合低能級(jí)

17、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì) 真空降水聯(lián)合低能量強(qiáng)夯法真空降水聯(lián)合低能量強(qiáng)夯法由真空降水和低能量由真空降水和低能量強(qiáng)夯兩道工序組成。強(qiáng)夯兩道工序組成。 真空降水真空降水由改進(jìn)后的真空井點(diǎn)對(duì)加固范圍內(nèi)的地由改進(jìn)后的真空井點(diǎn)對(duì)加固范圍內(nèi)的地基進(jìn)行強(qiáng)排水，這種設(shè)備功率比常用輕型井點(diǎn)大很多，基進(jìn)行強(qiáng)排水，這種設(shè)備功率比常用輕型井點(diǎn)大很多，可產(chǎn)生較大排氣量和較高的真空度，即使在滲透系數(shù)可產(chǎn)生較大排氣量和較高的真空度，即使在滲透系數(shù)較低的粘土中，通過(guò)形成新的水頭梯度，加快地下水較低的粘土中，通過(guò)形成新的水頭梯度，加快地下水的滲流；的滲流； 低能量強(qiáng)夯低能量強(qiáng)夯主要采用錘擊，即通常的強(qiáng)夯法。通主要采用錘擊，即通常的強(qiáng)夯法。通過(guò)對(duì)上述兩道工序的多遍循環(huán)，可達(dá)到加固地基的目過(guò)對(duì)上述兩道工序的多遍循環(huán)，可達(dá)到加固地基的目的。的。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算第40頁(yè)/共43頁(yè)2021-11-1141降水聯(lián)合低能級(jí)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)降