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强夯法地基处理
地基处理——强夯法 答辩人:商连南 组员:1002091120 商连南 1002091128 张发贵 1002091129 胡宏利 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8—30t的重锤(最重可达200t)和8—20m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500—8000kN.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,减少将来可能出现的差异沉降。 二、加固机理 2.1 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,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0.6—1.0m,夯坑底部形成一层超压密硬壳层,承载力可比夯前提高2—3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,认为饱和土是可压缩的新机理。 1.饱和土的压缩性:进行强夯时,气体体积压 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。 2.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 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,致使土颗粒间出现裂 隙,形成排水通道。此时,土的渗透系数骤增,孔隙水得以顺利排 出。孔压消散到小于颗粒间的侧向压力时,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 的消散,土的抗剪强度和变形模量都有大幅度的增长。 2.3 动力置换 三、工程实例—三淅高速TJ08标新积黄土地基强夯处理 3.1 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 夯击点的布置 3.3 夯击击数和遍数 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4~10击。 夯击遍数——夯击遍数应根据地基土的性质确定,可采用点夯2~3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 间歇时间 3.5 现场测试设计 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。 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 4.1 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
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