软基处理方法——强夯法【ppt课件】.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,强夯技术,Dynamic Compaction,地基处理,概 述,加固机理,设计与计算,施工工艺,加固效果检验,工程实例,目 录,反复将很重的锤提到一定高度使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，从而提高地基的强度并降低其压缩性，改善地基性能。夯锤重,10t,40t,，提升高度,10m,30m,。,强夯法,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,一般通过,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。,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。,概 述,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。,夯,坑,The Nice Airport,我国,1975,年开始介绍和引进，,1978,年底工程试用。,著名工程实例：,（,1,）北京乙烯工程,消除液化，提高承载力处理面积,23,万,m,2,，深度,8m,。比挤密碎石桩加固方案和直接采用灌注桩方案节省工程投资,3800,万元，缩短施工周期约,3,个月。,（,2,）茂名乙烯工程,加固砾质粘性土回填地基处理面积,60,万,m,2,，深度,5.7m,。比直接采用灌注桩方案或挤密碎石桩方案节约数千万元投资，大大缩短了施工周期。,（,3,）贵阳龙洞堡国际机场,回填地基处理面积,12,万,m,2,，深度,54m,。,概 述,青岛港,8,号码头强夯挤淤工程,青岛港,8,号码头强夯工程,青岛港,8,号码头强夯工程,肇庆,花都,博罗输变电工程花都站土石方强夯施工,强夯法适用范围与特点,适用的地基土：,碎石土、砂土、粉土、粘性土、素填土、黄土、建筑生活垃圾或工业废料组成的杂填土地基。,还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基。,适用的工程范围,：,各类工业与民用建筑、仓库、油罐、贮仓、飞机场跑道、铁路和公路路基和码头堆场等。,概 述,特点：,适用各类土层；,应用范围广泛；,加固效果显著：明显提高地基承载力、压缩模量，消除湿陷性、膨胀性，防治振动液化。,有效加固深度大，多层可达,24,54m,；,施工机具简单；,节省材料；,节省工程造价；,施工快捷。,概 述,强夯法发展动态,（,1,）大能量强夯技术,（,2,）饱和软土复合地基的强夯技术,挤密碎石桩加强夯,砂桩加强夯,真空,/,堆载预压加强夯,概 述,强夯与强夯置换,概 述,Dynamic Consolidation to create“compacted sand raft”to allow slab-on-grade and for infrastructure,Dynamic Replacement sand columns to support columnloads;increase bearing capacity and reduce settlement,动力密实的应用范围,水下地基加固,概 述,加固机理,设计与计算,施工工艺,加固效果检验,工程实例,目 录,强夯法加固地基有三种不同的加固机理：,动力密实,动力固结,动力置换,取决于地基土的类别和强夯施工工艺。,加固机理,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。,动力密实,加固机理,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。,动力固结,Menard,根据强夯法的实践，对传统的固结理论提出了不同看法，,认为饱和土是可压缩的新机理,。,静力固结理论与动力固结理论的模型比较,a,）静力固结理论模型；,b,）动力固结理论的模型,加固机理,动力固结,加固机理,由于土体产生裂隙或趋于液化，引起渗透性增大。,动力固结,加固机理,加固机理,Vibration resource,Rayleigh,wave,Shear wave,Shear window,Compression wave,Horizontal branch,Vertical branch,（,2,）加固饱和土,强夯过程中，土体有效应力的变化十分显著，且主要为垂直应力的变化。,由于垂直向总应力保持不变，超孔隙水压力逐渐增长且不能迅速消散，则有效应力减小。水平拉应力使土体产生一系列的竖向裂缝，使孔隙水从裂缝中排出，从而加速土体的固结。,饱和细颗粒土经强夯后，在夯坑周围会出现径向或环向裂缝，孔隙水从这些裂缝中冒出。,动力固结,加固机理,（,2,）加固饱和土,在强夯能量作用下，饱和土气体体积首先被压缩，孔隙水排出，超孔隙水压力减少，在强夯瞬间，会产生有效的压缩沉降。,当夯击反复进行时，土颗粒相互靠拢，土颗粒表面的薄膜水受到挤压，部分薄膜水因物理,化学吸附作用使土颗粒相互联系，由此产生多余的水变为自由水流向土颗粒之间，形成一定孔隙水后从地表逸出。,由于薄膜水减薄，土颗粒发生相对位移，进一步挤密，由紊乱状态进入稳定状态，孔隙大小亦达到比较均匀状态，超孔隙水压力消散，土体重新稳定，承载力提高。,动力置换,Dynamic replacement,加固机理,动力置换类型整式置换 桩式置换,加固机理,桩式置换,动力置换,ALEXANDRIA CITY CENTER,(Shopping center-Egypt),桩式置换,动力置换,(Railway track,Malaysia),整式置换,动力置换的应用范围,动力置换的应用范围,概 述,加固机理,设计与计算,施工工艺,加固效果检验,工程实例,目 录,设计参数主要有：,有效加固深度,夯击能,夯击次数,夯击遍数,间歇时间,夯击点布置,处理范围,设计与计算,处理范围,大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的,1/2,2/3,，且不宜小于,3m,；对于有液化势态的地层，每边超出基础外缘的宽度不宜小于设计处理的深度。,有效加固深度,H,有效加固深度,(m),M,夯锤重,(t),h,落距,(m),系数,设计与计算,加固宽度计算图,夯锤和落距,单击夯击能为夯锤重,M,与落距,h,的乘积,一般说夯击时最好锤重和落距大，则单击能量大，夯击击数少，夯击遍数也相应减少，加固效果和技术经济较好。,整个加固场地的总夯击能量,(,即锤重,落距,总夯击数,),除以加固面积称为单位夯击能。,设计与计算,最佳夯击能,在夯击能作用下，地基中出现的孔隙水压力达到土的自重压力这样的夯击能称为,最佳夯击能,。,1,）粘性土最佳夯击能的确定方法：孔压叠加，用有效加固深度。,2,）砂性上最佳夯击能的确定方法：绘制孔隙水压力增量与夯击击数,(,夯击能,),的关系曲线来确定最佳夯击能。当孔隙水压力增量随着夯击击数,(,夯击能,),增加而逐渐趋于恒定时，可认为该种砂土所能接受的能量已达到饱和状态，此能量即为最佳夯击能。,设计与计算,夯击次数与遍数：,夯击次数,一般通过现场单点夯试夯确定。,常以夯坑的压缩量最大、夯坑周围隆起量最小为原则。,若土渗透性差，强夯使土产生较大的侧向挤出，地面隆起，继续夯击，不能有效夯实。,通过现场试夯得到的夯击次数与夯沉量的关系曲线确定有效夯实系数，从而得到夯击次数。,设计与计算,夯击次数与遍数：,施工的合理夯击次数，应取单击夯沉量开始趋于稳定时的累计夯击次数，且这一稳定的单击夯沉量即可用作施工时收锤的控制夯沉量。但必须同时满足：,最后两击的平均夯沉量不大于,50mm,，当单击夯击能量较大时，应不大于,100mm,，当单击夯击能大于,6000kNm,时不大于,200mm,；,夯坑周围地基不应发生过大的隆起；,不因夯坑过深而发生起锤困难。,各试夯点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则，一般为,515,击。,设计与计算,强夯前做路基密度试验,强夯前做路基面波测试,强夯试验时夯锤起吊,强夯试验时夯锤在下落过程中,强夯试验时夯锤在接触路基瞬间,强夯试验时夯锤在夯击路基后测量沉降变形,1#,夯坑（夯锤落距,5,米）,强夯试验后路基全貌,夯击次数,夯击遍数,根据地基土的性质确定,夯击遍数一般为,23,遍，最后,遍是以低能量“搭夯”即锤印彼此搭接。,对于渗透性弱的细颗粒土地基，可增加夯击遍数。,夯击次数与遍数：,垫层铺设,垫层厚度一般为,0.52.0m,。铺设的垫层不能含有粘土。,设计与计算,两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于超孔隙水压力的消散。,取决于超孔隙水压力的消散,试夯,饱和粘性土一般,2,4,周,砂土只需,3,4,分钟,间歇时间,设计与计算,夯击点布置,基础面积较大的建筑物或构筑物,等边三角形或正方形,办公楼、住宅建筑,根据承重墙位置布置夯点，采用等腰三角形,工业厂房,根据柱网设置夯点,夯点间距,：一般取,（,34,）,D,D,为夯锤直径。,某仓库夯击点布置（三角形）,Thermal K-12 Educational Park,Coachella Valley California(US),美国加州某工程夯点布置,（正方形）,NICE AIRPORT(France),Abu Dhabi,Corniche,(United Arab Emirates),强夯法,强夯法,强夯法,强夯法,强夯法,王曲电厂,8000KN.M,强夯,2,榆次大乘寺,2000KN.M,强夯,概 述,加固机理,设计与计算,施工工艺,加固效果检验,工程实例,目 录,强夯施工结束后应间隔,定时间方能对地基加固质量进行检验。其间隔时间对碎石土和砂土地基可取,l2,周：对粉土和粘性土地基可取,34,周。,室内试验,十字板试验,动力触探试验,静力触探试验,旁压试验,载荷试验,波速试验,旁压试验,加固效果检验,加固效果检验,评价指标,承载力载荷试验,压缩模量标准贯入试验,有效加固深度标准贯入试验,湿陷性,载荷试验测变形,加固效果检验,1,、承载力,加固效果检验,2,、压缩模量,加固效果检验,3,、有效加固深度,加固效果检验,4,、湿陷性检测,加固效果检验,5,、强夯地基桩基与回填土地基桩基试验对比。,进行了未经处理的回填土地基和强夯地基上混凝土灌注桩载荷现场对比试验。,概 述,加固机理,设计与计算,施工工艺,加固效果检验,工程实例,目 录,（一）工程概括,（二）地基处理方案的可行性分析,（三）强夯参数的设计,试夯研究,（四）强夯加固效果的检测评价,（五）工程应用概括,工程实例,工程实例,茂名,30,万,t,乙烯工程,60,万,m,2,砾质,粘性土回填地基的强夯处理,（一）工程概括,回填土地基，一般深度,4,7m,，最深达,8,9m,。回填土质量差，土质不均匀，结构松散，密实性差，承载力很低，存在不同程度的湿陷性，不宜作为天然地基持力层。,（二）地基处理方案的可行性分析,