地基处理技术第三章.ppt

地基处理技术 岩土工程施工(总论、工程施工技术) 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 第三章 强夯法 * * 一、概述 强夯施工法（又称强夯法、动力固结法）是使用起重设备，将具有一定重量（80～300kN）和一定外形夯锤起吊至某一高度（一般为6～30m），然后让夯锤自由下落，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使地基土产生强烈的振动和很高的动应力，从而在一定范围内使土体强度提高，压缩性降低。 + 水 = 密实的方法之一 强夯法由法国Menard技术公司于1969年试验成功，经过30多年的发展和应用，它已适用于碎石土、黄土、砂土、黏性土等类地基的处理。对饱和度较高的黏性土，强夯效果不太显著，使用时应慎重。我国于1973年开始使用，已在数百项工程中应用，效果显著。强夯法是建设部“八五”期间科技进步推广项目。此外，有些单位采用在夯坑内回填块石、碎石或其它粗颗粒材料，强行夯入并排开软土，最终形成砂石桩与软土的复合地基，称之为强夯置换（或动力置换、强夯挤淤）。 强夯法加固地基特点：施工设备简单；施工工艺、操作简单；适用土质范围广；加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2～5倍；变形沉降量小，压缩性可降低2～10倍，加固影响深度可达6～10m；土粒结合紧密，有较高的结构强度；工效高、施工速度快（一套设备每月可加固5000～10000m2地基）、较换土回填和桩基缩短工期一半；节省加固原材料；施工费用低，节省投资，比换土回填节省60%费用，与预制桩加固地基相比节省50～70%，与砂桩相比节省40～50%； 适用范围十分广泛，不但能在陆地上施工，而且也可在水下夯实。其缺点是施工时噪声和振动较大，因而不宜在人口密集的城市内使用。? 二、强夯法加固地基的原理 ? 根据检测，夯锤在极短时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量（震源），这一突然释放的巨大的能量使地基产生强烈振动，并以波的形式从震源向四周传播。波主要由剪切波P、压缩波S和瑞利波R（质点运动由竖向和水平分量组成）联合传播的。剪切波、压缩波沿半球波阵面径向向外传播，而瑞利波沿圆柱波阵面径向向外传播。 弹性介质中，由于介质内各部分间有弹性联系，一个质点受冲击作用发生振动位移，必波及相邻质点，相邻质点振动后，又引起下一个质点振动，循此下去，振动往前传播，这个振动传播的过程就是波动。 1.土体受到以毫秒计的夯锤冲击，锤侧土受到挤压和冲切发生剪切破坏，形成圆柱形坑（b）； 2. 在夯锤底面土体受到巨大冲击压力，形成压密体（a）； 3.夯锤冲压和冲切土体形成夯坑同时，还产生强烈震动以三种震波的形式（P、S、R波）向土体深部传播，基于多种机理（振动液化、排水固结和振动挤密）的联合作用，加固土体。 P、S统称为体波，有两种类型的体波，一是纵波，又称压缩波、P波、初波、无转动波。另一种是横波，又称剪切波、S波、次波、等体积波。 P波质点振动方向与波动方向平行。这种波系沿波动方向的一种推拉运动，沿此方向有压缩和扩张，综合效果有利于颗粒质点的靠拢（压密）； S波质点振动方向与波动方向垂直，这两种波波速不同，Vp最快，最先到达远处某点故称初波（初至波），Vs要慢，后到达故称次波。 R波是表面波（瑞丽波），半无限介质体表面有一振动源就可能出现R波，它沿表面呈柱面辐射。  对于位于均质各向同性半径间表面上竖向振动均布的圆形振源，其P波、S波、R波所占的相对能量为：P波占7%，S波占26%，R波占67% 。 P波大部分通过液相运动，使孔隙水压力增大，同时使土粒错位，土体骨架解体，随后到的S波使土颗粒处于更密实的状态。R波其竖直分量起到松动土的作用，水平分量可使土得到密实。 在强夯过程中，地基强度的变化和增加可分为四个阶段： ①夯击能转换，使土体中气体排出，孔隙水压力上升并伴随土体被强制压密和振密； ②土体产生液化或结构破坏，土体渗透性能改变，土体裂缝发展； ③排水固结压密，土体强度提高； ④触变恢复，土体继续固结压密，强度进一步提高。土体旧的平衡体系被打破后，新的平衡体系建立了起来。 三、设计计算——确定强夯参数