[最新]強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)及施工（24頁詳細(xì)）

1、,地 基 處 理,建筑工程學(xué)院,：,呂桂林,2,第五講,強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)及施工, 強(qiáng)夯法加固地基設(shè)計(jì)包括下述內(nèi)容： 確定強(qiáng)夯法加固地基的有效加固深度和單擊夯擊能， 選用夯錘的重量、形狀以及夯擊落距， 確定強(qiáng)夯施工夯擊范圍、夯擊點(diǎn)的平面布置、每點(diǎn)夯 擊擊數(shù)、強(qiáng)夯施工夯擊遍數(shù)以及間歇時間， 還有確定墊層厚度。強(qiáng)夯設(shè)計(jì)還應(yīng)包括施工現(xiàn)場測試 設(shè)計(jì)。 3,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),4,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),1.加固深度的確定 （1）公式計(jì)算,Wh 10,H = k,(5-1),式中：H 加固土層深度，m； W 錘重，kN； h 落距，m； k 強(qiáng)夯有效加固深度影響系數(shù)（根據(jù)不同 土質(zhì)條件取值：一般粘性土、砂土取 0.450

2、.6；高填土取0.60.8；濕陷性黃土,取0.340.5）。,5,（2）經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值,根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002）規(guī) 定，強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn) 確定，在缺少試驗(yàn)資料或經(jīng)驗(yàn)時可按表5.1預(yù)估。 表5.1 強(qiáng)夯法的有效加固深度(m),注：強(qiáng)夯法的有效加固深度從最初起夯面算起。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),（3）現(xiàn)場試夯 按式（5-1）與表5.1初步確定強(qiáng)夯的有效加固深度與 夯擊功能的關(guān)系，選用強(qiáng)夯的重錘與落距，最終以進(jìn) 行現(xiàn)場試夯為準(zhǔn)。 （4）影響k值的因素研究, ,單位面積上施加的總夯擊能（不包括滿夯）及遍數(shù)； 土本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響； 錘底面積； 混凝土錘與鑄錘對比；

3、 土層分布影響。 6,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),7,2. 單位面積夯擊能,（1）總單位面積夯擊能,極限單位面積夯擊能,土的類型 加固深度 錘底面積, 單擊夯擊能為夯錘重W與落距h的乘積。錘重和落距越 大，加固效果越好。 整個加固夯擊能應(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，并可通過試驗(yàn)確定。 在一般情況下，對粗顆粒土可取10003000(kN.m/)/m2， 對細(xì)顆粒土可取15004000(kN.m/)/m2。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),8,（2）每遍單位面積夯擊能, 對飽和土需要分遍夯擊，這是因?yàn)槊恳槐楹粨粢泊嬖?一極限夯擊能，每遍極限夯擊能為地基中孔隙水壓力 到達(dá)土的自重應(yīng)力時的夯擊

4、能，此時土已液化，稱之 為每遍最佳夯擊能或飽和夯擊能。單遍夯擊飽和夯擊 能(或其夯擊數(shù))可通過相似工程類比決定或根據(jù)以下三 條原則之一通過試夯決定。 1) 坑側(cè)不隆起(包括不向夯坑內(nèi)擠出)，或每擊隆起量小 于每擊夯沉量，這表明土仍可擠壓。 2) 夯坑不得過深，以免造成提錘困難，為增大加固深 度，必要時在夯坑內(nèi)加填粗粒料，形成土塞，增多錘 擊數(shù)。,3) 每擊夯沉量不得過小，過小無加固作用。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),3.孔隙水壓力增長和消散規(guī)律 測定孔隙水壓力的意義為： 研究加固機(jī)理，了解土體動力固結(jié)時孔隙水壓產(chǎn)生 增長，消散與固結(jié)的關(guān)系； 研究加固深度和范圍； 確定兩遍夯擊的間歇時間。 9,一、強(qiáng)夯法設(shè)

5、計(jì),（1）孔壓的增長特征, 在粘性土中由于土的透水性差，在夯次間歇時間內(nèi)， 孔壓來不及消散，孔壓逐次增長，并趨于穩(wěn)定值，表 示錘底主壓實(shí)區(qū)已形成。增加夯次，或使土隆起，或 使主壓實(shí)區(qū)下移，以不增加錘底主壓實(shí)區(qū)的擠壓力和 范圍，只要夯坑不隆起，加固仍有效。 在砂土中，孔壓往往經(jīng)一二錘即達(dá)最大值，以后也不 累計(jì)增長，而是在二擊間歇期消散。 在非飽和黃土中，強(qiáng)夯時結(jié)合水可轉(zhuǎn)化為自由水，產(chǎn) 生滲流及孔壓。 10,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),11,（2）孔壓的消散特征,1) 與土的類別有關(guān)，砂土滲透系數(shù)大，一般23h即可消 散完，粘性土滲透差，一般需1周以上。 2) 與周圍排水條件有關(guān)。在單點(diǎn)夯中，土體周圍側(cè)面均可

6、 排水，孔壓消散快，在群夯中，只能上下排水，孔壓 消散慢，如太原面粉二廠強(qiáng)夯，單點(diǎn)夯12h消散，群夯 8天以上只消散90，山西化肥廠群夯消散需1個月， 夯坑填砂，加打砂井，排水紙版可縮短排水時間。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),（3）分遍的間隔時間,根據(jù)上述孔壓的消散特征，分遍的間隔時間為：對非 飽和土，透水性好的砂土可連續(xù)夯擊；一般透水性較 好的粘性土12周，透水性差的粘性土、淤泥質(zhì)土不,少于34周。,12,4.夯點(diǎn)布置與分遍 （1）夯點(diǎn)間距,由前述加固機(jī)理的介紹可知，主要壓實(shí)區(qū)是夯坑底 下(1.22)D(其中D為錘底直徑)，側(cè)面至坑心計(jì)起 (1.31.7)D，考慮加固區(qū)的搭接，夯點(diǎn)間距一般取 (1.72

7、.5)D，密實(shí)度要求高時，取較小值；反之取 大值。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),13,（2）夯點(diǎn)布置, 夯擊點(diǎn)布置一般可采用三角形或正方形布置。第一遍夯,擊點(diǎn)間距可取59m，以后每遍夯擊點(diǎn)間距可以與第一遍 相同，也可適當(dāng)減小。對加固深度要求較深或采用的單 擊夯擊能較大的工程，所選用的第一遍夯擊點(diǎn)間距可適 當(dāng)增大。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),圖5.1 夯擊點(diǎn)布置及夯擊次序,14, 圖5.1(a)、(b)分別表示兩種夯擊點(diǎn)布置形式及夯擊次序。在圖,5.1(a)中，夯完一遍共需夯13個夯擊點(diǎn)，分三次完成： 第一次夯5點(diǎn)，夯點(diǎn)采用4.2m4.2m正方形布置； 第二次夯4點(diǎn)，夯點(diǎn)采用也是4.2m4.2m正方形布置； 第三次夯

8、4點(diǎn)，夯點(diǎn)采用3m3m正方形布置。, 在圖5.1(b)中，夯一遍共需夯9個夯擊點(diǎn)，也分三次完成：,第一次夯4點(diǎn)，夯點(diǎn)采用6m6m正方形布置形式； 第二次夯1點(diǎn)，以大面積計(jì)，第二次夯點(diǎn)采用也是6m6m正 方形布置形式； 第三次夯4點(diǎn)，夯點(diǎn)采用4.2m4.2m正方形布置。分三次完,成夯一遍后，9個夯擊點(diǎn)布置為3m3m正方形布置。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),15,（3）夯擊次數(shù), 強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，外邊超出基礎(chǔ)外,緣的寬度，宜為基底下處理深度H的1/2+1/3，并不宜小 于3m。, 夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉,量關(guān)系確定，并應(yīng)同時滿足下列條件。,最后兩擊的平均夯沉量不宜大

9、于下列數(shù)值：當(dāng)單擊夯擊,能小于4000kNm時為50mm；當(dāng)單擊夯擊能為4000 6000kNm時為100mm；當(dāng)單擊夯擊能大于6000kNm 時為200mm。,夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起。,不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),（4）夯點(diǎn)分遍,一般每個夯點(diǎn)夯擊13遍。對于軟弱土，每批夯點(diǎn)需,分遍時的第一遍擊數(shù)，常以控制場地隆起，起錘困難 設(shè)定擊數(shù)，一般選用510擊而無需控制夯沉量。對 每一夯點(diǎn)的最后一遍，為使場地均勻有效壓密，可以 用最后兩擊的平均貫入度來控制，其值可經(jīng)試夯根據(jù) 檢驗(yàn)的加固效果，確定適當(dāng)值，以控制大面積施工。 16,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),（5）滿夯,滿夯的作用是加固表層

10、，即加固單夯點(diǎn)間未壓密土，,深層加固時的坑側(cè)松土及整平夯坑填土，需加固深度 可達(dá)35m或更大，故滿夯單擊能可選用500 1000kNm或更大，布點(diǎn)選用一夯挨一夯交錯相切或一 夯壓半夯，每點(diǎn)擊數(shù)510擊，并控制最后二擊夯沉 量，宜小于35cm。 17,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),18,5.夯錘,1)夯錘可用混凝土及鑄鋼(鐵)制作，它們的加固效果沒有大的,差別?；炷铃N重心較高，沖擊后晃動大，夯坑易塌土， 夯坑開口較大，容易起錘，容易損壞。鑄鋼錘則相反，特 別是夯坑較深時，塌土錘頂容易造成起錘困難。,2)夯錘形狀可為圓形、方形。方錘落地方位改變，與夯坑形,狀不一致，影響效果。圓形無此弊病，故現(xiàn)多用圓錘。,3)

11、錘底面積一般根據(jù)錘重決定，錘重為100250 kN時，可,取錘底靜壓力2540kPa。細(xì)粒土，單擊能低，容易取較 小值。細(xì)粒土、黃土，單擊能高宜取較大值。以上適用于 單擊夯擊能小于8000kNm時，若夯擊能加大，錘重加 大，靜壓力值相應(yīng)加大。,4)夯錘宜設(shè)若干排氣孔，孔徑宜取250500mm，孔徑過小,容易堵孔，喪失作用。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),19,6.起夯面 為使強(qiáng)夯加密土不被挖除，有效利用其加固深度，起夯 面可高于基底或低于基底。高于基底是預(yù)留一壓實(shí)高 度，使夯實(shí)后表面與基底為同一標(biāo)高。低于基底是當(dāng)要 求加固深度加大，能級達(dá)不到所需加固深度時，降低起 夯面。在滿夯時再回填至基底以上，使?jié)M夯后與

12、基底標(biāo),高一致，這時滿夯加固深度加大，需增大滿夯單擊能。 7.墊層 對軟弱飽和土或地下水很淺時。常需在表面鋪設(shè)砂礫,石，碎石墊層厚0.51.5m，其作用如下：, 1)形成一覆蓋壓力，減少坑側(cè)隆起，使坑側(cè)土得到加,固。, 2)夯擊后形成坑底容易透水土塞，從而增大加固深,度，并可防止夯坑涌土，有利于坑底土孔隙水壓消 散。,一、強(qiáng)夯法設(shè)計(jì),20,1.強(qiáng)夯的場地變形, 強(qiáng)夯引起的場地變形可以分為沉陷、隆起及震陷。,1)強(qiáng)夯時夯坑附近的地表變形(沉陷、隆起)隨土質(zhì)、土的含,水量差異不同。在飽和軟土中，夯坑附近將隆起；在黃 土中則與含水量有關(guān)，含水量大時的開始幾擊，夯坑淺 時地表有幾毫米的隆起及外移，隨后

13、轉(zhuǎn)為下沉及向坑心 位移；對砂土、灰渣等松散土則主要引起沉降。,2)強(qiáng)夯震陷對建筑的影響。在黏性土中，特別是黃土中，,距夯坑5m外的場地位移變形不大，建筑物不受振動影 響，不產(chǎn)生震陷。而在灰渣地基中，距50m處也有4mm 的沉降，即振動引起的震陷比較均勻，這在強(qiáng)夯方案選,擇時應(yīng)予考慮。,二、強(qiáng)夯時的場地變形及振動影響,21,2.強(qiáng)夯振動對建筑物的影響,3. 強(qiáng)夯振動、噪聲對人的影響, 強(qiáng)夯引起的振動與地震顯著不同，因此危害也不同。一,般認(rèn)為，強(qiáng)夯振動對建筑物的危害與爆破相當(dāng)，危害判 別標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在很不統(tǒng)一，有的以爆破地震烈度表控制；有 的以地表振動速度控制；有的建議以加速度控制，控制 值也相差很大。

14、, 強(qiáng)夯時產(chǎn)生振動與噪聲，對人的生理、心理均產(chǎn)生影,響，垂直振動、水平振動隨著樓層增高而增大，故高層 的住戶感覺振動大。對強(qiáng)夯時室外噪聲的測試表明，,60m外噪聲仍超出國家規(guī)定。,二、強(qiáng)夯時的場地變形及振動影響,22,三、強(qiáng)夯的施工工藝,1)清理并平整施工場地。,2) 標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測量場地高程。,3) 起重機(jī)就位，使夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn)位置。,4) 測量夯前錘頂高程。,5) 將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后放下吊,鉤，測量。,6) 重復(fù)步驟5)，按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成,一個夯點(diǎn)的夯擊。,7) 重復(fù)步驟3)6)，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊。,8) 用推土機(jī)將夯坑填平，并測量夯后場地高程。,9) 在規(guī)定的間隔時間后，按上述布驟逐次完成全部夯擊遍