第3章 强夯与强夯置换ppt课件.ppt

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1、第三章强夯和强夯置换13.1、概述（1）强夯法在国际上称为动力压实法或动力固结法,是法国Menard技术公司在1969年首创的，通过8t～30t的重锤（最重达200t）和8m～20m的落距（最高达40m），对地基土施加很大的冲击能，一般能量为500kN·m～8000kN·m。（2）强夯在地基土中所出现的冲击波和动应力，可以提高地基土的强度、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作用。同时。夯击能还可以提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的地基差异沉降。2（3）（适用范围）强夯法适用于碎石土、砂土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土和人工

2、填土等地基的加固处理。对饱和度较高的淤泥和淤泥质土，使用时应慎重。近年来，对高饱和度的粉土与粘性土地基，有人采用在坑内回填碎石、块石或其它粗颗粒材料，强行夯入并排开软土，最后形成碎石桩与软土的复合地基，该方法称之为强夯置换（或强夯挤淤、动力置换）。如深圳际机场即采用强夯块石墩法加固跑道范围内地基土。（4）特点：强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，因而被世界各国工程界所重视。我国于七十年代末首次在天津新港三号公路进行了强夯试验，随后在各地进行了多次实践和应用。到目前为止，国内已有多项工程采用了强夯法，并取得了良好的加固效果。33.2、加固机理强夯法虽然在实践

3、中已被证实是一种较好的地基处理方法，但到目前为止。还没有一套成熟和完善的理论及设计计算方法。目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：即动力密实（DynamicCompaction）、动力固结（DynamicConsolidation）和动力置换（DynamicReplacement）各种加固机理与特性的性取决于地基土的类别和强夯施工工艺。43.2、加固机理3.2.1动力密实强夯法加固多孔隙、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，使土体中的孔隙体积减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相被挤出的过程，夯实变形主要是

4、由于土颗粒的相对位移引起的。实际工程表明，在冲击能作用下，地面会立即产生沉陷，夯击一遍后，其夯坑深度一般可达0.6m～1.0m，夯坑底部形成一超压密硬壳层，承载力可比夯前提高2倍～3倍。53.2、加固机理3.2.2动力固结强夯法处理细颗粒饱和土时，则是动力固结机理，即巨大的冲击能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，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结，加上软土具有触变性，土的强度得以提高。Menard教授根据强夯法的实践，首次对传统的固结理论提出了不同的看法，阐述了“饱和土是可以压缩的”新的机理（1）．饱和土的压

5、缩性（气体体积压缩）对渗透性很小的饱和细粒土，孔隙水的排出被认为是产生沉降的必要和充分条件，这是传统的固结理论的基本假定。Menard认为，第四纪土中大多数都含有以微气泡形式存在的气体，含气量约在1％～4％范围内。进行强夯时，气体体积压缩，孔隙水压力增大，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时压力逐渐减小。这样每夯击一遍，液相体积和气相体积都有所减少。根据试验，每夯击一遍，气体的体积可减少40％。63.2.2、动力固结（2）产生液化土中气体按体积百分比接近于零时，土体即变成不可压缩的了。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，如图3－3所示。液化度为孔

6、隙水压力与液化压力之比，而液化压力即为覆盖压力。当液化度为100％时，即为土体产生液化的临界状态，对应的能量称为“饱和能”。此时，土中吸附水变成自由水，土的强度下降到最小值。一旦达到“饱和能”而继续施加能量，除了对土体起重塑的破坏作用外，纯属浪费能量。应当指出，天然土层的液化常常是逐渐发生的。绝大多数沉积物是层状的和结构性的。粉质和砂质土层比粘性土层先进入液化。另外。强夯时所产生的液化不同于地震时的液化，只是土体的局部液化。7图3-3夯击一遍的情况(p43)83.2.2、动力固结（3）．渗透性变化在很大夯击能量作用下，地基土体中出现冲击波和动应力。当出现的超孔隙水压力

7、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，使孔隙水顺利排出。（对于饱和土，孔隙中充满水，这些水在稳定状态时有一个平衡的压力,这是孔隙水压力。当土体受到外力挤压，土中原有水压力也会上升，上升的这部分压力就是超孔隙水压力了。一般来说，超孔隙水压力都有消散的趋势，随着时间的推移会消散掉。但上层土层是不透水时，可能长期存在。）在有规则的网格布置夯点的施工现场，由于夯击能量的积聚，在夯坑四周会形成有规则的垂直裂缝，并出现涌水现象。所以，应规化好强夯的施工顺序，而不规则的乱夯，只会破坏这些天然排水通道的连续性。因此，在现场