地基處理-強(qiáng)夯法

地基處理----強(qiáng)夯法一、強(qiáng)夯分類概述強(qiáng)夯法又名動(dòng)力固節(jié)法或動(dòng)力壓實(shí)法.這種方法是反復(fù)將很重的錘(一般為10~40T)提到高處使其自由落下(落距一般為10~40米)給地基以沖擊和振動(dòng)，從而提高地基的強(qiáng)度并降低其壓縮性。強(qiáng)夯法處理地基是60年代末由法國(guó)Menard技術(shù)公司首先創(chuàng)用的。開始時(shí)僅用于處理砂土和碎石地基，后來(lái)由于施工方法的改進(jìn)和排水條件的改善,逐步推廣應(yīng)用到細(xì)粒土基地。強(qiáng)夯法由于具有加固效果顯著、適用土類廣、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、節(jié)省勞力、施工期短、節(jié)約材料、施工文明和施工費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，很快就傳播到世界各地。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基。它不僅能提高地基土的強(qiáng)度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動(dòng)液化的能力和消除土的濕陷性，所有還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。強(qiáng)夯法雖然適用土類很廣，但對(duì)于飽和度較高的粘土性，用一般強(qiáng)夯處理效果不明顯。針對(duì)這類情況，國(guó)內(nèi)相繼進(jìn)行了大量試驗(yàn)，采取強(qiáng)排水加強(qiáng)夯和置換強(qiáng)夯取得了很好的效果。目前在南方己廣泛使用。(強(qiáng)排水加強(qiáng)夯首先就是在小范圍(約1萬(wàn)M2)內(nèi)采用高真空泵排地下水，減少土壤中的水量，然后用強(qiáng)夯加固土體。)二、原理及加固機(jī)理(一)強(qiáng)夯原理1﹑強(qiáng)夯法處理地基是利用夯錘自由落下的沖擊波使地基密實(shí)。這種由沖擊引起的振動(dòng)在土中是以波的形式向地下傳播的。2﹑強(qiáng)夯理論認(rèn)為:壓縮波大部分通過(guò)液相運(yùn)動(dòng)，使孔隙水壓力增大，同時(shí)使土粒錯(cuò)位，土體骨架解體，而隨后到的剪切波使土顆粒處于更密實(shí)的狀態(tài)。(二)加固機(jī)理1﹑填石層強(qiáng)夯:用沖擊型動(dòng)力荷載，使填石﹑填渣等粉碎,填石層中的孔隙體積減少，石層變得更為密實(shí)，從而提高其強(qiáng)度。檢驗(yàn)指標(biāo)主要是密度和變形模量。(如祿口機(jī)場(chǎng)強(qiáng)夯﹑連云港Grs區(qū)強(qiáng)夯等)2﹑填土強(qiáng)夯:用沖擊型動(dòng)力荷載，使土體中的孔隙體積減少，土體變得密實(shí)，從而提高其強(qiáng)度。檢測(cè)指標(biāo)主要是強(qiáng)度和變形模量。(如熊貓新港區(qū)強(qiáng)夯﹑江寧天正基地強(qiáng)夯等)3﹑粉土﹑砂土面強(qiáng)夯:用沖擊型動(dòng)力荷載，使土體中的孔隙體積減少，土體變得密實(shí)，從而提高其強(qiáng)度。檢測(cè)指標(biāo)主要是強(qiáng)度和變形模量，抗液化性等。(如宿遷電廠強(qiáng)夯﹑龍?zhí)段锪鲝?qiáng)夯等)4﹑非飽和強(qiáng)夯:用沖擊型動(dòng)力荷載，使土體中的孔隙體積減少，土體變得密實(shí)，從而提高其強(qiáng)度。檢測(cè)指標(biāo)主要是強(qiáng)度和變形模量，濕限性等。(如黃土區(qū)強(qiáng)夯﹑華新挖方區(qū)強(qiáng)夯等)以上四種均可理解為一種機(jī)理,即土體是由固相﹑液相和氣相三部分組成。在壓縮波能量的作用下,土顆粒相互靠攏，因?yàn)闅庀嗟膲嚎s性比固相和液相的壓縮性大得多，所以氣體部分首先被排出，顆粒進(jìn)行重新排列，由天然的紊亂狀態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，孔隙大為減少，當(dāng)然，在波動(dòng)能量作用下，土顆粒和期間的液體也受力而可能變形。也就是說(shuō)，非飽和土的夯實(shí)過(guò)程，就是土中的氣相被擠出的過(guò)程。5﹑飽和土強(qiáng)夯:因?yàn)樯细餐链怪毕虻目倯?yīng)力保持不變，超孔隙水壓力逐漸增大，使垂直應(yīng)力減小，因此這種應(yīng)力變化的結(jié)果在地基中產(chǎn)生很大的水平拉應(yīng)力。這種應(yīng)力梯度就使土體在垂直方向上產(chǎn)生大量微裂縫，大大增加了孔隙水排出的通道，使飽和細(xì)粒土體的滲透系數(shù)增大，于是使具有很高壓力的孔隙水能沿這些通道順利溢出，加速飽和土體的固結(jié)，增強(qiáng)土體強(qiáng)度。當(dāng)然，這種強(qiáng)夯必須采取一定輔助措施，如強(qiáng)降水，施打排水片等，首先先小能量，逐漸加大能量，不能破壞土體結(jié)構(gòu)。檢測(cè)指標(biāo)主要是強(qiáng)度和加固深度。(如崇明機(jī)場(chǎng)強(qiáng)夯,海港新城強(qiáng)夯等)6﹑淺層置換強(qiáng)夯:在土體表面鋪設(shè)一定厚度的渣料(石渣﹑礦渣等)。在沖擊型動(dòng)力荷載作用下，一方面使填渣層的孔隙體積減少，一方面又對(duì)下面土體間接加固，從而在場(chǎng)地表面形成一層硬殼層，達(dá)到處理地基的目的。檢測(cè)指標(biāo)主要是強(qiáng)度和加固深度。(如馬鋼料場(chǎng)強(qiáng)夯、沙鋼料場(chǎng)強(qiáng)夯等)7﹑深層置換強(qiáng)夯:在強(qiáng)夯過(guò)程中，采用柱狀錘錘擊，在夯坑內(nèi)填塊石﹑碎石﹑砂等其他顆粒材料，通過(guò)夯擊排開軟土，從而在地基中形成塊(碎)石墩，由于塊(碎)石墩具有較高的強(qiáng)度，因此和周圍的軟土構(gòu)成復(fù)合地基,其承載力和復(fù)合模量大大提高，而且(碎)石墩中的空隙為軟土的空隙水排出，提供了良好的通道，從而縮短軟土的排水固結(jié)時(shí)間。增強(qiáng)地基的整體強(qiáng)度，檢測(cè)指標(biāo)主要是強(qiáng)度和加固深度。（如連云港中海集裝箱堆場(chǎng)強(qiáng)夯﹑洋山港填海強(qiáng)夯等）三﹑信息化施工由于強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)理論尚不成熟，夯擊時(shí)地基土的動(dòng)力性質(zhì)又不十分明確，以及地基土狀態(tài)變化多端等原因，在采用強(qiáng)夯法時(shí)必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試夯或?qū)嶒?yàn)性施工。為提高強(qiáng)夯法施工的質(zhì)量，并保證處理后地基的均勻性，日本首先采用了信息化施工方法。這種施工方法是在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中進(jìn)行一系列測(cè)試和試驗(yàn)，將實(shí)測(cè)結(jié)果，利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理，對(duì)地基處理效果作出定量評(píng)價(jià)，然后反饋回來(lái)修正原設(shè)計(jì)，這樣再按新方案進(jìn)行施工。如此進(jìn)行，直至達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。從而可彌補(bǔ)由于設(shè)計(jì)階段情況欠明，或設(shè)計(jì)人員將地基理想化、簡(jiǎn)單化后所帶來(lái)與實(shí)際情況不符的缺點(diǎn)，保證整個(gè)場(chǎng)地均勻性。例如，施工現(xiàn)場(chǎng)地基不均勻，但事前并未查明，以致按同一夯擊次數(shù)進(jìn)行夯擊。當(dāng)?shù)谝槐楹煌旰?，測(cè)量各夯坑體積，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)貫等一系列試驗(yàn)與測(cè)試，進(jìn)計(jì)算機(jī)信息處理后，立即顯示場(chǎng)地各部位地基處理效果。據(jù)此修