知识分享|夯实地基处理设计要点及参数设置

2025-08-05 2061 0

夯实地基处理设计要点

夯实地基
反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基土密实处理或置换形成密实墩体的地基。
强夯处理地基适用于碎石土、砂土湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基;
强夯置换适用低饱和度的粉土与黏性土、于高饱和度的粉土与软塑~流塑的黏性土地基上对变形要求不严格的工程
强夯和强夯置换施工前,应在施工现场有代表性的场地选取一个或几个试验区进行试夯或试验性施工。每个试验区面积不宜小于20mx20m,试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。
场地地下水位高,影响施工或夯实效果时,应采取降水或其它技术措施进行处理,强夯置换处理地基,必须通过现场试验确定其适用性和处理效果,

加固原理与加固机理

加固原理

利用强大的夯击能给地基一冲击力并在地基中产生冲击波在冲击力作用下,夯锤对上部土体进行冲切,土体结构破坏形成夯坑,并对周围土进行动力挤压。


加固机理

1.动力密实

2.动力固结

3.动力置换

4.震动波压密理论

取决于地基土的类别和强夯施工工艺,


动力密实


多孔隙、 粗颗粒、 非饱和土:用冲击型动力荷载 ,土体被破坏 ,土颗粒相互靠拢 ,排出孔隙中的气体、 颗粒重新排列 ,土在动荷载作用下被挤密压实 ,强度提高 ,压缩性降低。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


动力固结


用强夯法处理细颗粒饱和土时 ,是借助于动力固结的理论 ,即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。




动力置换


动力置换是指在冲击能量作用下 ,强行将砂、 碎石等挤填到饱和软土层中 , 置换饱 和软土 ,形成密实的砂、 石层或桩。

整式置换: 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:通过强夯将碎石填筑土体中 ,部分碎石桩(或墩)间隔地夯入软土中 ,形成桩 式(或墩式)的碎石墩(或桩)。

其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩 ,主要是靠碎石内摩擦角和墩间土的侧限 来维持桩体的平衡 ,并与墩间土起复合地基的作用



   整式置换                  桩式置换





目前强夯置换中常用的三种情况



1) 当地基表层为具有适当厚度的砂垫层、 下卧层为压缩性的淤泥质软土时 ,采用低能 量夯 ,通过强夯将表层砂挤入软土层中 ,形成一根砂桩 ,这种砂桩的承载力很高 , 同 时 ,下卧的软土也可通过置换砂桩加速固结 ,强度得以提高。动力置换砂桩


2) 同上 ,软地基的表面也常堆填一层一定厚度的碎石料 ,利用夯锤冲击成孔 ,再次回 填碎石料 ,夯实成碎石桩。动力置换碎石桩。


3) 在厚3~5米的淤泥质软土层上面抛填石块 ,利用抛石自重和夯锤冲击力使石块坐 到硬土层上 ,淤泥大部分被挤走 ,少量留在石缝中 ,形成强夯置换的块石层。利用石 块之间的相互接触 ,提高地基承载力。亦类似于垫层中的“抛石挤淤”法 , 同时下卧 层的软土也得以快速固结 ,提高了下卧层的强度。动力置换挤淤。


震动波压密理论

强夯时 ,重锤由高处自由落下 ,产生强大的动能 (振动源) 作用于地基土中 ,动 能变成波能 ,从震源向深层扩散 ,能量释放于一定范围的地基中 ,使土体得到不同 程度的压密加固。 强大的夯击能 ,使土体表层产生剪切压缩和侧向挤压等 ,而横波 的存在 ,使土体表层松动 , 当达到一定深度范围时 ,只有压缩波 (纵波) 才对土体 起压密加固作用。随加固深度的增加 ,纵波强度衰减 ,而压密作用逐渐减少。




地基土压密状态的模式

第一层是地基土因冲击力而受扰动 ,主要是横波和面波的干扰。横波传播方向和质点振动 方向垂直 ,瑞利波、 乐甫波分别按椭圆形运动和按地面水平向运动 ,在地表层传播使土体 产生上下运动 ,土体松动而形成松弛区域。


第二层是压缩波的反复作用 ,使地下应力超过了地基的破坏强度σ L 的区域 , 因土中吸收纵 波放出的能量最多 ,所以这一层的固结效果最好。


第三层是压缩波渐减 ,也就是地下应力在σL与屈服值σy之间 ,是固结效果迅速下降的区域。


第四层是地下应力处于地基的弹性界限内 ,能量消耗已无法克服土体的塑性变形 ,此层基   本上没有固结作用。如图中的By、 ZY是一个夯击点的加固范围 ,即纵波传播的有效距离。


注意:

对于不同土类强夯法的作用不同:

1. 软土地基 ,提高地基承载力和减少沉降量;

2. 饱和砂土和粉土 ,消除液化趋势;

3. 黄土和新近堆积黄土 ,消除湿陷性、 提高承载力。



强夯的参数选择

一、有效加固深度


二、夯击能


三、夯击点布置及间距


四、夯击遍数


五、 间歇时间



1.有效加固深度

强夯法的有效加固深度是指起夯面算起的强夯有效影响地基深度 ,该深度范围内 ,土的物理力学指标已达到或超过设计值。该土层强度和变形等指标能满足设计要求的土层范围。它是选择地基处理方法的重要依据 ,反映处理效果的重要参数 。

影响有效加固深度的因素:
除锤重和落距外 ,还有地基土的性质 ,不同土层的厚度和埋藏顺序 ,地下水位以及 其他强夯的设计参数等都与有效加固深度有着密切的关系。
因此 ,强夯的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定



式中: 

H——有效加固深度(m)

M——锤重(kN)

h——落距(m)

α——为小于1的修正系数 ,其变动范围为0.35~0.70。

一般对粘土取0.5 ,对砂性土取0.7 ,对黄土取0.35~0.50。



二、2.夯击能

A.单击夯击能

B.单位夯击能 (平均夯击能)

C.最佳夯击能


由于字数限制,后续详解可以参考公众号链接



三、夯击点布置及间距(详解参考文档)


四、夯击遍数(详解参考文档)


五、 间歇时间(详解参考文档)



评论 (0

成功提示

错误提示

警告提示

TOP