地基处理技术强夯和强夯置换法.ppt

强夯和强夯置换法第三章强夯与强夯置换法强夯法强夯法适用性
应用强夯法处理的工程范围极为广泛，有工业与民用建筑、仓库、油罐、储仓、公路和铁路路基、飞机场跑道及码头等。强夯法的适用性在某种程度上比其它机械的、化学的加固方法更为广泛和有效。根据国外资料，经强夯处理的砂性土基，其承载能力可提高200%-500%，压缩性可降低200%-1000%。它的适用范围十分广泛，不但能在陆地上施工，而且也可在水下夯实。
适用于碎石土、砂土、低饱和度粉土和粘性土、杂填土、塑填土、失陷性黄土。
对于w>60%,e>1.5,粘里含量>30%的饱和粘性土，尤其是淤泥和淤泥质土地基，不宜用强夯法。强夯法的优缺点
强夯法的优点
强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点。
强夯法的缺点
施工时噪音和振动较大，不宜在人口密集的城市内使用。强夯法加固机理强夯法加固机理1、动力密实（粗颗粒土，非饱和土）
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颗粒的相对位移引起
的。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。A区：主压实区，动应力超过土的强度，土结构破坏后压
实，侧向压力较大，加固效果好。
B：次压实区，动应力小于土的强度但大于土的弹性极限。
C：隆起区。
D：未加固区。
最佳夯击能：夯击次数增加到隆起量与下沉量相等时对应的
夯击能量。动应力等值线

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
超静孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触
变性，强度得到提高。Menard提出的饱和土可压缩的新机理
1．饱和土的压缩
2．土体液化
3．渗透性增加
4．触变恢复1．饱和土的压缩
在工程实践中，不论土的性质如何，夯击时能立即引起地基土的很大沉降，这个结果对粒状土是可以理解的。对渗透性很小的饱和细颗粒土，孔隙水的排出被认为是发生体积压缩的必要条件和充分条件，这是传统的固结理论的基本假定。由于饱和细颗粒土渗透性低，在瞬时荷载作用下，孔隙水不能迅速排出，这样就无法理解在强夯时会立即引起很大沉降的机理。
Menard认为，由于土中有机物的分解，第四纪土中大多数都含有以微气泡形式出现的气体，其含气量大约在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，孔隙水压力就减少。这样每夯击一遍，液相气体和气相气体都有所减少。根据实验，每夯击一遍，气体体积可减少40%。2．土体液化
在重复夯击过程中，施加在土体上的夯击能量，使气体逐渐受到压缩。因此，土体的沉降量与夯击能成正比。当气体含量按百分比接近零时，土体便变成不可压缩的。这时，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。
液化度为孔隙水压力与液化压力之比，而液化压力即为上覆土的压力。当液化度为100%时，亦即为土体产生液化的临界状态，而该能量级称为“饱和能”。此时，吸着水开始变成自由水，土的强度下降到最小值。一旦达到“饱和能”而继续施加能量时，继续夯击不能提高加固效果，仅会使土体发生塑性变形。夯一遍3．渗透性增加
在强大夯击能量作用下，在土体中出现冲击波和动应力。
当所出现的超静孔隙水压力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。
在有规则网格布置夯点的现场，通过积聚的夯击能量，在
夯坑四周会形成有规则的垂直裂缝，夯坑附近出现涌水现象
。当孔隙水压力消散到小于颗粒间的侧向压力时，裂隙开始闭
合，土中水的运动又恢复常态。4．触变恢复
在重复夯击作用下，土体的强度逐渐减低，当土体出现
液化或接近液化时，使土体的强度达到最低值。此时土体产
生裂隙，而土中吸着水部分变成自由水，随着孔隙水压力的
消散，土的抗剪强度和变形模量都有了大幅度的增长。
这是由于颗粒间紧紧接触以及新吸着水层逐渐固定的原
因，而吸着水逐渐固定的过程可能会延续至几个月。在触变
恢复期间，土体的变形（沉降）却是很小的，有的资料中介
绍在1‰以下。如果用传统的固结理论就不能解释这一现象
，这时自由水重新被土颗粒所吸附而变成了吸着水，这也是
具有触变性土的特性。动力置换
动力置换可分为整体置换和桩式置换，如图所示。整体置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，其作用机理类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石填入土体中，部分碎石桩（或墩）间隔地夯入软土中，形成桩式（或墩式）的碎石桩（或墩）。其作用机理类似于振冲法等
形成的碎石桩