地基處理第05講

地基基處處理理建筑筑工工程程學(xué)學(xué)院院：呂桂桂林林2第五五講講強(qiáng)夯夯法法的的設(shè)設(shè)計計及及施施工工?強(qiáng)夯夯法法加加固固地地基基設(shè)設(shè)計計包包括括下下述述內(nèi)內(nèi)容容：：?確定定強(qiáng)強(qiáng)夯夯法法加加固固地地基基的的有有效效加加固固深深度度和和單單擊擊夯夯擊擊能能，，選用用夯夯錘錘的的重重量量、、形形狀狀以以及及夯夯擊擊落落距距，，?確定定強(qiáng)強(qiáng)夯夯施施工工夯夯擊擊范范圍圍、、夯夯擊擊點點的的平平面面布布置置、、每每點點夯夯擊擊擊數(shù)數(shù)、、強(qiáng)強(qiáng)夯夯施施工工夯夯擊擊遍遍數(shù)數(shù)以以及及間間歇歇時時間間，，?還有有確確定定墊墊層層厚厚度度。。強(qiáng)強(qiáng)夯夯設(shè)設(shè)計計還還應(yīng)應(yīng)包包括括施施工工現(xiàn)現(xiàn)場場測測試試設(shè)計計。。3一、、強(qiáng)強(qiáng)夯夯法法設(shè)設(shè)計計4一、、強(qiáng)強(qiáng)夯夯法法設(shè)設(shè)計計1.加固深度的確確定（1）公式計算Wh10H=k(5-1)式中：H—加固土層深度度，m；W—錘重，kN；；h—落距，m；k—強(qiáng)夯有效加固固深度影響系系數(shù)（根據(jù)不不同土質(zhì)條件取值值：一般粘性性土、砂土取取0.45~0.6；高填填土取0.6~0.8；；濕陷性黃土土取0.34~0.5）。。5（2）經(jīng)驗統(tǒng)計值值根據(jù)《建筑地地基處理技術(shù)術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002））規(guī)定，強(qiáng)夯法的的有效加固深深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場試夯或當(dāng)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定，在缺少少試驗資料或或經(jīng)驗時可按按表5.1預(yù)預(yù)估。表5.1強(qiáng)夯法的有效效加固深度(m)注：強(qiáng)夯法的的有效加固深深度從最初起起夯面算起。。一、強(qiáng)夯法設(shè)設(shè)計（3）現(xiàn)場試夯?按式（5-1）與表5.1初步確定定強(qiáng)夯的有效效加固深度與與夯擊功能的關(guān)關(guān)系，選用強(qiáng)強(qiáng)夯的重錘與與落距，最終終以進(jìn)行現(xiàn)場試夯為為準(zhǔn)。（4）影響k值的因素研究究?????單位面積上施施加的總夯擊擊能（不包括括滿夯）及遍遍數(shù)；土本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)度影響；錘底面積；混凝土錘與鑄鑄錘對比；土層分布影響響。6一、強(qiáng)夯法設(shè)設(shè)計72.單位面積夯擊擊能（1）總單位面積積夯擊能極限單位面積積夯擊能{土的類型加固深度錘底面積?單擊夯擊能為為夯錘重W與與落距h的乘乘積。錘重和和落距越大，加固效果果越好。?整個加固夯擊擊能應(yīng)根據(jù)地地基土類別、、結(jié)構(gòu)類型、、荷載大小和要求處理理的深度等綜綜合考慮，并并可通過試驗驗確定。?在一般情況下下，對粗顆粒粒土可取1000~3000(kN.m/)/m2，對細(xì)顆粒土可可取1500~4000(kN.m/)/m2。一、強(qiáng)夯法設(shè)設(shè)計8（2）每遍單位面面積夯擊能?對飽和土需要要分遍夯擊，，這是因為每每一遍夯擊也也存在一極限夯擊能能，每遍極限限夯擊能為地地基中孔隙水水壓力到達(dá)土的自重重應(yīng)力時的夯夯擊能，此時時土已液化，，稱之為每遍最佳夯夯擊能或飽和和夯擊能。單單遍夯擊飽和和夯擊能(或其夯擊擊數(shù))可通過過相似工程類類比決定或根根據(jù)以下三條原則之一通通過試夯決定定。1)坑側(cè)不隆起(包括不向夯夯坑內(nèi)擠出)，或每擊隆隆起量小于每擊夯沉量量，這表明土土仍可擠壓。。2)夯坑不得過深深，以免造成成提錘困難，，為增大加固固深度，必要時在在夯坑內(nèi)加填填粗粒料，形形成土塞，增增多錘擊數(shù)。3)每擊夯沉量不不得過小，過過小無加固作作用。一、強(qiáng)夯法設(shè)設(shè)計3.孔隙水壓力增增長和消散規(guī)規(guī)律測定孔隙水壓壓力的意義為為：①研究加固機(jī)理理，了解土體體動力固結(jié)時時孔隙水壓產(chǎn)產(chǎn)生增長，消散與與固結(jié)的關(guān)系系；②研究加固深度度和范圍；③確定兩遍夯擊擊的間歇時間間。9一、強(qiáng)夯法設(shè)設(shè)計（1）孔壓的增長長特征?在粘性土中由由于土的透水水性差，在夯夯次間歇時間間內(nèi)，孔壓來不及消消散，孔壓逐逐次增長，并并趨于穩(wěn)定值值，表示錘底主壓實實區(qū)已形成。。增加夯次，，或使土隆起起，或使主壓實區(qū)下下移，以不增增加錘底主壓壓實區(qū)的擠壓壓力和范圍，只要夯夯坑不隆起，，加固仍有效效。?在砂土中，孔孔壓往往經(jīng)一一二錘即達(dá)最最大值，以后后也不累計增長，而而是在二擊間間歇期消散。。?在非飽和黃土土中，強(qiáng)夯時時結(jié)合水可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為自由水水，產(chǎn)生滲流及孔壓壓。10一、強(qiáng)夯法設(shè)設(shè)計11（2）孔壓的消散散特征1)與土的類別有有關(guān)，砂土滲滲透系數(shù)大，，一般2～3h即可消散完，粘性土土滲透差，一一般需1周以以上。2)與周圍排水條條件有關(guān)。在在單點夯中，，土體周圍側(cè)側(cè)面均可排水，孔壓消消散快，在群群夯中，只能能上下排水，，孔壓消散慢，如太太原面粉二廠廠強(qiáng)夯，單點點夯12h消消散，群夯8天以上只消消散90％，，山西化肥廠廠群夯消散需需1個月，夯坑填砂，加加打砂井，排排水紙版可縮縮短排水時間間。一、強(qiáng)夯法設(shè)設(shè)計（3）分遍的間隔隔時間?根據(jù)上述孔壓壓的消散特征征，分遍的間間隔時間為：：對非飽和土，透透水性好的的砂土可連連續(xù)夯擊；；一般透水水性較好的粘性土土1～2周周，透水性性差的粘性性土、淤泥泥質(zhì)土不少于3～4周。124.夯點布置與與分遍（1）夯點間距距?由前述加固固機(jī)理的介介紹可知，，主要壓實實區(qū)是夯坑坑底下(1.2～2)D(其中D為錘底直直徑)，側(cè)側(cè)面至坑心心計起(1.3～～1.7)D，考慮慮加固區(qū)的的搭接，夯夯點間距一一般取(1.7～～2.5)D，密實實度要求高高時，取較較小值；反反之取大值。一、強(qiáng)夯法法設(shè)計13（2）夯點布置置?夯擊點布置置一般可采采用三角形形或正方形形布置。第第一遍夯擊點間距可可取5~9m，以后后每遍夯擊擊點間距可可以與第一一遍相同，也可可適當(dāng)減小小。對加固固深度要求求較深或采采用的單擊夯擊能較較大的工程程，所選用用的第一遍遍夯擊點間間距可適當(dāng)增大。一、強(qiáng)夯法法設(shè)計圖5.1夯擊點布置置及夯擊次次序14?圖5.1(a)、(b)分別表示兩兩種夯擊點點布置形式式及夯擊次次序。在圖圖5.1(a)中，夯完一一遍共需夯夯13個夯擊點，，分三次完完成：第一次夯5點，夯點點采用4.2m×4.2m正正方形布置置；第二次夯4點，夯點點采用也是是4.2m×4.2m正方形形布置；第三次夯4點，夯點點采用3m×3m正正方形布置置。?在圖5.1(b)中，夯一遍遍共需夯9個夯擊點，，也分三次次完成：第一次夯4點，夯點點采用6m×6m正正方形布置置形式；第二次夯1點，以大大面積計，，第二次夯夯點采用也也是6m××6m正方形布置形形式；第三次夯4點，夯點點采用4.2m×4.2m正正方形布置置。分三次次完成夯一遍后后，9個夯夯擊點布置置為3m××3m正方方形布置。。一、強(qiáng)夯法法設(shè)計15（3）夯擊次數(shù)數(shù)?強(qiáng)夯處理范范圍應(yīng)大于于建筑物基基礎(chǔ)范圍，，外邊超出出基礎(chǔ)外緣的寬度，，宜為基底底下處理深深度H的1/2+1/3，并并不宜小于3m。?夯點的夯擊擊次數(shù)，應(yīng)應(yīng)按現(xiàn)場試試夯得到的的夯擊次數(shù)數(shù)和夯沉量關(guān)系確定定，并應(yīng)同同時滿足下下列條件。。①最后兩擊擊的平均夯夯沉量不宜宜大于下列列數(shù)值：當(dāng)當(dāng)單擊夯擊擊能小于4000kN·m時為為50mm；當(dāng)單擊擊夯擊能為為4000～6000kN·m時時為100mm；當(dāng)當(dāng)單擊夯擊擊能大于6000kN·m時為200mm。②夯坑周圍圍地面不應(yīng)應(yīng)發(fā)生過大大的隆起。。③不因夯坑坑過深而發(fā)發(fā)生提錘困困難。一、強(qiáng)夯法法設(shè)計（4）夯點分遍遍?一般每個夯夯點夯擊1～3遍。。對于軟弱弱土，每批批夯點需分遍時的第第一遍擊數(shù)數(shù)，常以控控制場地隆隆起，起錘錘困難設(shè)定擊數(shù)，，一般選用用5～10擊而無需需控制夯沉沉量。對每一夯點的的最后一遍遍，為使場場地均勻有有效壓密，，可以用最后兩擊擊的平均貫貫入度來控控制，其值值可經(jīng)試夯夯根據(jù)檢驗的加固固效果，確確定適當(dāng)值值，以控制制大面積施施工。16一、強(qiáng)夯法法設(shè)計（5）滿夯?滿夯的作用用是加固表表層，即加加固單夯點點間未壓密密土，深層加固時時的坑側(cè)松松土及整平平夯坑填土土，需加固固深度可達(dá)3～5m或更大大，故滿夯夯單擊能可可選用500～1000kN·m或或更大，布布點選用一一夯挨一夯夯交錯相切切或一夯壓半夯，，每點擊數(shù)數(shù)5～10擊，并控控制最后二二擊夯沉量，宜小于于3～5cm。17一、強(qiáng)夯法法設(shè)計185.夯錘1)夯錘可可用混凝土土及鑄鋼(鐵)制作作，它們的的加固效果果沒有大的的差別。混凝凝土錘重心心較高，沖沖擊后晃動動大，夯坑坑易塌土，，夯坑坑開開口口較較大大，，容容易易起起錘錘，，容容易易損損壞壞。。鑄鑄鋼鋼錘錘則則相相反反，，特特別是是夯夯坑坑較較深深時時，，塌塌土土錘錘頂頂容容易易造造成成起起錘錘困困難難。。2)夯夯錘錘形形狀狀可可為為圓圓形形、、方方形形。。方方錘錘落落地地方方位位改改變變，，與與夯夯坑坑形形狀不不一一致致，，影影響響效效果果。。圓圓形形無無此此弊弊病病，，故故現(xiàn)現(xiàn)多多用用圓圓錘錘。。3)錘錘底底面面積積一一般般根根據(jù)據(jù)錘錘重重決決定定，，錘錘重重為為100～～250kN時時，，可可取錘錘底底靜靜壓壓力力25——40kPa。。細(xì)細(xì)粒粒土土，，單單擊擊能能低低，，容容易易取取較較小值值。。細(xì)細(xì)粒粒土土、、黃黃土土，，單單擊擊能能高高宜宜取取較較大大值值。。以以上上適適用用于于單擊擊夯夯擊擊能能小小于于8000kN··m時時，，若若夯夯擊擊能能加加大大，，錘錘重重加加大，，靜靜壓壓力力值值相相應(yīng)應(yīng)加加大大。。4)夯夯錘錘宜宜設(shè)設(shè)若若干干排排氣氣孔孔，，孔孔徑徑宜宜取取250～～500mm，，孔孔徑徑過過小小容易易堵堵孔孔，，喪喪失失作作用用。。一、、強(qiáng)強(qiáng)夯夯法法設(shè)設(shè)計計196.起夯夯面面?為使強(qiáng)強(qiáng)夯加加密土土不被被挖除除，有有效利利用其其加固固深度度，起起夯面可高高于基基底或或低于于基底底。高高于基基底是是預(yù)留留一壓壓實高高度，使使夯實實后表表面與與基底底為同同一標(biāo)標(biāo)高。。低于于基底底是當(dāng)當(dāng)要求加固固深度度加大大，能能級達(dá)達(dá)不到到所需需加固固深度度時，，降低低起夯面。。在滿滿夯時時再回回填至至基底底以上上，使使?jié)M夯夯后與與基底底標(biāo)高一致致，這這時滿滿夯加加固深深度加加大，，需增增大滿滿夯單單擊能能。7.墊層?對軟弱弱飽和和土或或地下下水很很淺時時。常常需在在表面面鋪設(shè)設(shè)砂礫礫石，碎碎石墊墊層厚厚0.5～～1.5m，其其作用用如下下：?1)形形成一一覆蓋蓋壓力力，減減少坑坑側(cè)隆隆起，，使坑坑側(cè)土土得到到加固。?2)夯夯擊后后形成成坑底底容易易透水水土塞塞，從從而增增大加加固深深度，并并可防防止夯夯坑涌涌土，，有利利于坑坑底土土孔隙隙水壓壓消散。一、強(qiáng)強(qiáng)夯法法設(shè)計計201.強(qiáng)夯的的場地地變形形?強(qiáng)夯引引起的的場地地變形形可以以分為為沉陷陷、隆隆起及及震陷陷。1)強(qiáng)強(qiáng)夯時時夯坑坑附近近的地地表變變形(沉陷陷、隆隆起)隨土土質(zhì)、、土的的含水量差差異不不同。。在飽飽和軟軟土中中，夯夯坑附附近將將隆起起；在在黃土中則則與含含水量量有關(guān)關(guān)，含含水量量大時時的開開始幾幾擊，，夯坑坑淺時地表表有幾幾毫米米的隆隆起及及外移移，隨隨后轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為下下沉及及向坑坑心位移；；對砂砂土、、灰渣渣等松松散土土則主主要引引起沉沉降。。2)強(qiáng)強(qiáng)夯震震陷對對建筑筑的影影響。。在黏黏性土土中，，特別別是黃黃土中中，距夯坑坑5m外的的場地地位移移變形形不大大，建建筑物物不受受振動動影響，不不產(chǎn)生生震陷陷。而而在灰灰渣地地基中中，距距50m處處也有有4mm的沉降降，即即振動動引起起的震震陷比比較均均勻，，這在在強(qiáng)夯夯方案案選擇時應(yīng)應(yīng)予考考慮。。二、強(qiáng)強(qiáng)夯時時的場場地變變形及及振動動影響響212.強(qiáng)夯振振動對對建筑筑物的的影響響3.強(qiáng)夯振振動、、噪聲聲對人人的影影響?強(qiáng)夯引引起的的振動動與地地震顯顯著不不同，，因此此危害害也不不同。。一般認(rèn)為為，強(qiáng)強(qiáng)夯振振動對對建筑筑物的的危害害與爆爆破相相當(dāng)，，危害害判別標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)現(xiàn)在在很不不統(tǒng)一一，有有的以以爆破破地震震烈度度表控控制；；有的以地地表振振動速速度控控制；；有的的建議議以加加速度度控制制，控控制值也相相差很很大。。?強(qiáng)夯時時產(chǎn)生生振動動與噪噪聲，，對人人的生生理、、心理理均產(chǎn)產(chǎn)生影影響，垂垂直振振動、、水平平振動動隨著著樓層層增高高而增增大，，故高高層的住戶戶感覺覺振動動大。。對強(qiáng)強(qiáng)夯時時室外外噪聲聲的測測試表表明，，60m外噪噪聲仍仍超出出國家家規(guī)定定。二、強(qiáng)強(qiáng)夯時時的場場地變變形及及振動動影響響22三、強(qiáng)強(qiáng)夯的的施工工工藝藝1)清清理并并平整整施工工場地地。2)標(biāo)出第第一遍遍夯點點位置置，并并測量量場地地高程程。3)起重機(jī)機(jī)就位位，使使