强夯法加固机理及其在工程中的应用
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地基工程强夯法施工1.1加固原理及适用范围强夯法是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,将地基土夯实的地基处理方法,属于夯实地基。
强大的夯击能给地基一个冲击力,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,并对周围士进行动力挤压。
根据地基土的类别和强夯施工工艺的不同,强夯法加固地基有两种不同的加固机理动力密实和动力固结。
1.2动力密实机理强夯加固多孔隙、粗颗粒,非饱和土是基于动力密实机理,即强大的冲击能强制压密地基,使土中气相体积大幅度减小。
13动力固结机理强夯加固细粒饱和土是基于动力固结机理,即强大的冲击能,在土中产生很大的应力波,破坏土的结构,使土体局部液化并产生许多裂隙,作为孔隙的排水通道,加速土体固结土体发生触变,强度逐步恢复。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。
2.阿强夯法的设计应符合下列规定:⑴有效加固深度有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又是反映处理效果的重要参数。
影响有效加固深度的因素很多,除了和锤重和落距有关外,还与地基土的性质、不同土层的厚度和埋置JII页序、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,强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。
在缺少试验资料或经验时可按表1预估。
强夯的有效加固深度(m)表1单击夯击能碎石土、砂土粉土、黏性土、湿陷(kN∙m)等粗颗粒土性黄土等细颗粒土IOOO 4.0-5.0 3.0〜4.02000 5.0-6.0 4.β~5.03000 6.φ-7.05∙0~6.040007.β~8.06,0s7.050008.0-8.57.0-'7.560008.5-9.07.5~8.080009.0-9.58.0~9.0100009.5-10.510.071O1200011,5S12.511.0-12.01400012.5S13.512.0SI3.01500013.5〜14.013QS13.51600014.074,513.574.01800014.575.5—注:强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起。
强夯法在市政道路工程中的应用摘要:本文通过论述了强夯法处理软土地基的机理、设计参数及施工方法,介绍了采用强夯法加固道路软土地基的施工实践,论证了在市政道路施工中强夯法的重要作用。
关键词:强夯加固;设计参数;施工方法1. 前言强夯法处理地基是20世纪60年代由法国menard技术公司首先创用的,这种方法是利用大型履带式起重机将8-40吨的重锤从6-40米高度自由落下给地基以冲击力和振动,从而提高地基土的强度并降低其压缩性。
此法最初仅用于加固砂土和碎石土地基。
经过十几年的应用与发展,它已适用于加固从砾石到黏性土的各类地基土,在我国强夯法主要应用素填土、碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土地基的处理。
2. 强夯加固机理强夯加固作用应与土层在被处理过程中的三种不同机理有关。
其一是加密作用,以空气和气体的排出为特征;其二是固结作用,以孔隙水的排出为特征;其三是预加变形作用,以各种颗粒成分在结构上的重新排列和颗粒结构和形态的改变为特征。
饱和土存在孔隙水排出并被压实固结这一问题,应区分粘性土和无粘性土,他们的渗透不同,粘性土存在固化内聚力,砂土则不然;另外对一些特殊土,如湿显性黄土、填土、淤泥等,由于它们具有各自的特殊性能,其加固机理也存在特殊性。
3. 强夯参数的确定3.1强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定;在初步设计时,可按下面公式估算:h = α wh式中:h——有效加固深度,m;w ——锤的质量,t;h ——落距,m;α——有效加固深度修正系数,与土质、含水率、锤型、锤底面积、工艺和设计标准等多种因素有关;按经验取值时:1)可液化砂土地基α取0.45(应给一个幅度);2)粘性土地基,当r s <60%时,取0.4;3)湿陷性黄土地基α取值见下表;3.2 最佳夯击能从理论上讲,在最佳夯击能作用下,地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力,这样的夯击能称最佳夯击能。
在黏性土中,由于孔隙水压力消散较慢,当夯击能逐渐增大时,孔隙水压力相应叠加,因此可根据孔隙水压力增加值来确定最佳夯击能。
强夯法加固地基的原理和设计、施工以及质量控制山西一建集团有限公司张江涛邮政编号043000关键词:强夯法、布点形式、加固深度、机械设备、最佳夯击能、强夯施工、质量摘要:本文简要介绍了强夯法加固地基的原理和设计、施工方法以及质量控制。
一、强夯法的施工优点强夯法地基处理是以重锤从高处自由落下,给地基土施以冲击力,使土体得以夯实,从而达到提高地基地的强度,降低压缩性,消除湿陷性,并改善其抗振液化的能力。
机具简单,施工方便,加固地基效果显著。
适用范围广:碎石土、砂土、低饱和度的粉土、湿陷性黄土、杂填土、素土。
缩短工期,降低工程造价(与达到同样处理要求的施工方法相比较)。
二、强夯加固机理关于强夯法加固地基的机理,目前有关专家学者意见还不很一致,但对于地基处理中经常遇到的几种类型的土,一般的观点认为:强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一巨大的冲击能量(一般而言此冲击能量不小于1000kN-m),加荷历时约几十毫秒,对含水量较大的土层,加荷时间约100毫秒左右。
这种突然释放的巨大能量,将转化为各种波型传到地下。
首先到达某指定范围的波是压缩波,它使土体受压或受拉,能引起瞬时的孔隙水汇集,因而使地基土的抗剪强度大为降低,据理论计算这种波以振动能量的7%传播出去,紧随压缩波之后的是剪切波,以振动能量26%传播出去,剪切波会导致土体结构的破坏。
此外的瑞利波(面波)以振动能量的67%传出,在夯点附近造成地面隆起。
土体在这些波的综合作用下,土体颗粒重新排列相互靠拢,排出孔隙中的气体,使土体挤密压实,强度提高。
根据上述观点,地基土经强夯法加固后,其强度提高过程大致可分为四个阶段:1.夯击能量转化,同时伴随强制压缩或振密(表现为土体中水及气体排出,孔隙水压力上升);2.土体液化或土体结构破坏(表现为土体强度降低或抗剪强度丧失);3.排水固结压密(表现为渗透性能改变,土体裂隙发展,土体强度提高);4.触变恢复并伴随固结压密(包括部分自由水又变成薄膜水,土的强度继续提高)。
强夯法加固地基是一种常见的地基加固方法,通过利用冲击力和振动力将土壤密实化,从而提高土壤的承载能力和稳定性。
这种方法适用于各种土质,包括粉土、壤土和砂土等。
强夯法加固地基的机理和适用条件是非常重要的研究内容,可以帮助工程师和设计师选择适合的地基加固方法,保障工程的安全和稳定性。
1. 机理:强夯法加固地基的机理主要包括以下几个方面:1.1 冲击作用:在施工过程中,夯击机通过高频率的冲击作用,可以使土粒产生相对位移和变形,从而降低土体的孔隙率,增加土体的密实度。
1.2 振动作用:夯击机在夯实土体时还会产生振动作用,这种振动可以使土粒产生相互振动和摩擦,从而有利于土粒之间的排列和堆积,提高土体的承载能力。
1.3 摩擦阻力增加:由于土体的孔隙率降低和土粒之间的紧密排列,土体的摩擦阻力也会得到增加,从而提高土体对外部荷载的抵抗能力。
2. 适用条件:强夯法加固地基的适用条件主要包括以下几个方面:2.1 土质条件:适用于各种土质,包括粉土、壤土和砂土等,但对于含有较多水分和有机物质的土壤效果较差。
2.2 土层厚度:适用于土层较薄的地区,如城市建设中的压实场地、填土场地等。
2.3 地下水位:适用于地下水位不太高的地区,因为夯击机在施工过程中需要排除地下水。
在我看来,强夯法加固地基是一种非常有效的地基加固方法,它可以快速、高效地提高土体的承载能力和稳定性。
在工程建设中,正确理解强夯法加固地基的机理和适用条件可以为工程设计和施工提供重要参考,帮助工程师选择最合适的地基加固方法,保障工程的安全和稳定性。
强夯法加固地基的机理包括冲击作用、振动作用和摩擦阻力增加,适用条件包括土质条件、土层厚度和地下水位。
正确理解这些内容,对于工程建设具有重要的意义。
希望以上内容能够帮助你更好地理解强夯法加固地基的机理和适用条件。
地基加固是建筑工程中非常重要的一环,它直接关系到建筑物的安全和稳定性。
而强夯法加固地基作为一种常见的地基加固方法,其机理和适用条件对于工程建设具有重要意义。
广西城镇建设84 -强夯法加固地基的机理及施工要点□ 侯 蕊[摘 要] 建筑施工过程中,经常会遇到砾石土和砂土等土质地基,使用强夯法能够保证地基加固的效果,同时能够提高建筑施工的效率以及质量。
通过概述强夯法,提出以加固地基施工、机械设备的选用、确保施工工艺和保障施工质量,以有效提高建筑工程的基础质量,供相关人士参考与交流。
[关键词] 强夯法;加固地基;机理及施工要求做好建筑物地基的加固工作对于保证人们的生命财产安全非常重要。
为避免出现地基不稳定的情况,需保证地基加固的效果以及质量,在地基处理过程中使用强夯法。
强夯法运用范围广泛,在地基加固工作中发挥重要的作用。
该施工方法简单、易操作,设备的机械化施工质量较好,能够有效提高建筑工程的基础质量。
1 强夯法的概述强夯法在地基加固工作中发挥着极其重要的作用,主要应用于加固砂土以及碎石土地基。
其主要是利用重锤的重力以及自由落下所产生的冲击,对地基进行加固,从而提高地基的抗震性能,同时也能够有效降低地基压缩性以及膨胀性。
随着我国建筑业的不断发展,建筑施工过程中面临的环境越来越复杂,在施工过程中经常会遇到软土地基。
为了提高地基的稳定性以及安全性,满足人们对于建筑质量的需求,强夯法的应用范围越来越广泛,逐渐应用到各类软体地基施工过程当中[1]。
2 强夯法的加固地基施工随着社会经济的不断发展,信息技术在建筑行业发挥极其重要的作用,促进建筑业进一步发展,在信息技术的帮助下强夯法逐渐和信息技术相互融合。
在施工过程中,利用电子信息计算机技术,能够及时勘测和检查施工现场情况,及时分析和处理检测结果,对地基的改良结果进行准确评价,得出地基实际的情况,及时发现施工设计中不相符合的地方,并重新核实施工,以保证地基的工程质量达到规定的标准[2]。
在加固地基施工的过程中,存在施工人员并未对施工现场进行详细勘察,未收获详细的相关数据等现象,影响地基加固的质量以及效率。
因此,在制订强夯法施工方案时,所设计的施工方案无法与实际施工现场的地基夯实要求相符,导致地基改良效果并不理想。
阐述强夯法在地基处理的应用与发展一、强夯技木的发展概况与研究动态1强夯技术的发展概况强夯法又名动力固结法或动力压实法。
强夯是法国MENARD技术公司于1969年首创的一种地基加固方法。
人工地基经强夯法的处理以后,可以大幅度的提高地基承载力和压缩模量,增加土的干容重,减少土的孔隙比,降低土的压缩系数,并增加场地土的均匀性,消除土的湿陷性和膨胀性,防止土体的振动液化。
地基经过强夯法的加固处理以后,除含水量过高的软粘土外,一般均可在夯实后投入使用。
这项技术己在世界各地广泛使用。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基土。
它不仅能提高地基土的强度,降低其压缩性,还能改善其抗振动液化的能力以及消除土的湿陷性,所以还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等,但需要注意的是,对饱和软粘土地基应慎用。
目前,采用强夯法来处理的工程范围是比较广的,包括各类工业与民用建筑、仓库、油罐、贮仓、飞机场跑道、铁路和公路路基及码头堆场等。
总之,强夯法和其他处理方法相比较,其应用的更为广泛,更为有效和更为经济,是我国较为常用的地基处理方法之一。
2强夯法的机理及施工方法采用强夯法来处理地基土,应该能够正确掌握强夯法处理地基土的机理以及其施工方法,才能达到理想的效果。
2.1强夯法的机理强夯法是对建筑物其所在场地的地基土迸行强力的夯实。
其中,夯击的重锤在我国一般选用10~20t左右,落程为5~30m左右,强夯法类似过去处理湿陷性黄土地基的重锤夯实法,与之不同之处在于强夯的冲击能量较大,使土层中出现冲击波以及很大的瞬间应变和应力,致使土中的孔隙缩小,土体的局部发生液化,夯击点周围土体产生裂缝,形成了顺畅的排水通道,孔隙水能够迅速溢出,使土体再固结,从而达到加固的目的。
另外,强夯法与重锤夯实法区别还在于处理深度不同,重锤夯实由于夯击能量较小,加固有效深度均在0.8~l.2m左右,而强夯法的有效处理深度按下列经验公式计算:H=式中:H一有效处理深度(m);m一锤重(kN);h一落程(m);K一修正系数,其值建议选用0.5—0.6。
强夯法加固地基的机理_谈地基加固措施强夯法的应用摘要】地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。
作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
地基有自然?地基和人工地基两类。
自然?地基是不需要人加固的自然?土层。
人工地基需要人加固处理,常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。
阐述了强夯法由来、施工优点和地基适用范围,分析了强夯法加固地基在建筑施工应用和施工质量保证措施,并给予了分心案例。
关键词】强夯法;地基;建筑;施工;应用加固地基指的是用换土、夯实、有机或无机结合料稳定等方法加固处理的地基。
地基处理的技术主要有:排水固结法,振密、挤密法,置换及拌入法,灌浆法,加筋法及冷热处理法等。
自然?地基:不需要对地基进行处理就可以直接放置基础的自然?土层。
人工地基:自然?土层的土质过于脆弱或不良的地质条件,需要人工加固或处理后才能修建的地基。
支承由基础传递的上部结构荷载的土体〔或岩体〕。
为了使建筑物安全、正常地使用而不遭到破坏,要求地基在荷载作用下不能产生破坏;组成地基的土层因膨胀收缩、压缩、冻胀、湿陷等缘由产生的变形不能过大。
这些技术的作用机理,可分为:(1)土质改进;(2)土的置换;(3)土的补强。
1 有关强夯法概述1.1 强夯法由来强夯法处理地基是上世纪60年月末由法国梅纳德(Ménrd)技术公司首先创用的。
该方法是籍重锤从高处自由落下给地基土施以冲击力和振动,从而到达提高地基土的强度并降低其压缩性,还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性。
1.2 强夯法施工优点强夯施工方法具有施工机具简洁,施工方便,加固地基效果显著,适用范围广泛,能缩短工期和降低工程造价等优点。
强夯法在开始时仅用于加固砂性土和碎石土地基,经过几十年的应用与进展,通过改良施工方法和改善地基土的排水条件,强夯法渐渐适用于加固从砾石到粘性土的各类地基。
在我国强夯法用来加固碎石土、砂土、粘性土、杂填土及湿陷性黄土等地基土。
强夯法的加固机理强夯法是一种地基处理技术,可用于改善软土地基的承载力和变形性能。
它通过将钢筋混凝土桩连续地打入土中,达到在土中形成一定的刚性体系,从而提高地基的稳定性和承载力。
本文将从强夯法的加固机理方面进行探讨。
强夯法的加固机理主要有以下几点:1. 钢筋混凝土桩的作用强夯法采用钢筋混凝土桩作为加固材料,桩的直径一般为0.3-0.5m,长度为10-25m。
钢筋混凝土桩具有较高的抗压、抗弯和抗剪性能,可以承受较大的荷载。
当桩被打入土中时,桩周土体受到挤压和摩擦力的作用,桩与土体之间形成了一定的摩擦阻力和侧向支撑力,从而增加了土体的稳定性和承载力。
2. 土体的密实作用在强夯法中,钢筋混凝土桩在打入土中的过程中,会不断地向土体周围排开土屑,使土体受到了一定程度的振动和冲击作用。
这种作用可以促进土粒之间的紧密排列,增加土体的密实度,从而提高了土体的承载能力和稳定性。
3. 土体的破坏作用在钢筋混凝土桩被强夯入土体的过程中,土体受到了较大的振动和冲击力,土体内部的颗粒会发生相对于原来位置的位移和重新排列,从而使土体内部的结构发生了改变。
在一定程度上,这种作用可以改变土体的力学性质,使其承载能力和稳定性得到提高。
4. 土体的排水作用强夯法采用钢筋混凝土桩作为加固材料,桩的直径较大,打入土中后可以形成一定的孔隙和缝隙。
这些孔隙和缝隙可以促进土体内部的水分流动和排泄,从而改善了土体的排水性能。
在软土地基中,排水作用的改善可以显著降低土体的压缩变形和稳定性问题。
强夯法的加固机理是多方面的,包括了钢筋混凝土桩的作用、土体的密实、破坏和排水作用等。
通过这些作用,强夯法可以有效地改善软土地基的承载能力和稳定性,为建筑工程的安全和可持续发展提供了重要支撑。
强夯法在地基处理中的应用强夯法是一种常用的地基处理方法,它在土壤改良、地基加固和地震灾害预防中起到了重要的作用。
本文将介绍强夯法的基本原理、施工过程以及在地基处理中的应用。
一、强夯法的基本原理强夯法是通过利用重锤的自由落体作用,使得地下土层受到连续的冲击荷载,从而改变土体的物理性质和力学特性。
其基本原理主要有以下几点:1. 频繁的冲击荷载可以改变土体的结构,使土颗粒重新排列并增加土体的密实度。
2. 冲击荷载可以提高土体的剪切强度和抗压强度。
3. 强夯过程中产生的振动能够改善土体的排水性能和孔隙水压力。
二、强夯法的施工过程强夯法的施工过程一般包括以下几个步骤:1. 土壤勘察和试验:在施工前需要进行土壤勘察和试验,确定土壤的类型、含水量和力学性质等参数,以便合理选择夯击参数和确定施工方案。
2. 准备工作:包括场地平整、搭建夯击平台、设置测量点等。
3. 夯击施工:将重锤提升至一定高度,然后使其自由落体冲击地面,每次冲击都会产生冲击波传播至土中,引起土体的振动和变形。
4. 检测和监测:在施工过程中需要对夯击效果进行实时监测,包括土体的沉降、振动、水位变化等参数的记录和分析。
三、强夯法在地基处理中的应用强夯法在地基处理中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1. 土壤改良:强夯法可以改善土壤的工程性质,提高土壤的密实度和稳定性,从而增加地基的承载力和抗震性能。
特别是对于松散的砂土和粉土地基,强夯法可以有效地增加其密实度,减小其沉降和变形。
2. 地基加固:对于存在地基沉降和变形问题的建筑物,可以通过强夯法进行地基加固。
通过夯击作用,可以使地基土体重新排列,填补空隙,提高地基的稳定性和承载力。
3. 地震灾害预防:强夯法可以改变土体的物理性质和力学特性,提高土体的抗震性能。
通过强夯处理,可以增加土壤的密实度,提高土体的剪切强度和抗压强度,从而减小地震对建筑物的影响。
总结:强夯法作为一种常用的地基处理方法,具有改善土壤工程性质、提高地基承载力和抗震性能的优势。
强夯法加固机理及其在工程中的应用
强夯法起源于法国, 1969 年首先用于法国嘎纳附近芒德利厄海边20多栋八层楼居住建筑的地基加固工程。
法国人梅纳首次提出采用强夯法加固填土地基, 该项技术已在世界各地广泛应用于碎石土、砂土、黄土、填土和非饱和黏性土等的地基加固中。
强夯法就是用施工设备将10-40t 的重锤从6-40m 落距处自由落下, 给地基以冲击和振动, 从而提高地基土的强度并降低其压缩性。
强夯法多年来广泛应用在建筑、水利、交通、港口和石化工程等多种工程的地基加固上。
强夯法加固机理
强夯法加固非饱和土机理
强夯加固非饱和粗粒土主要基于动力压实的概念, 土体是由固相、液相和气相三部分组成, 在压缩波能量的作用下, 土颗粒相互靠拢, 气体部分首先被排出, 颗粒进行重新排列, 由天然的紊乱状态进入稳定状态, 孔隙大为减小。
就是这种体积变化和塑性变化使土体在外荷作用下达到新的稳定状态。
在波能作用下土颗粒和液体受力, 可能变形, 但这些变形相对土颗粒间的移动、孔隙减少来说是较小的, 可以认为, 非饱和土的夯实过程, 就是土中的气相被挤出的过程, 其对应的外观现象则是土体产生冲切变形。
强夯法加固饱和土机理
强夯法加固饱和土细粒土时,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, 使孔隙水顺利溢出, 超孔隙水压力消散后, 土体固结, 由于软土的触变性, 强度会逐渐提高, 强夯阶段土的强度增长如图 2 所示。
其具体包括以下几个过程: 夯击能量转化, 同时伴有强制压缩或振密;土体液化或土体结构破坏( 表现为土体强度降低或抗剪强度降低);排水固结压密( 表现为渗透性能的改变, 土体裂隙发展, 土体强度提高);触变恢复并伴随固结压密( 包括部分自由水变成薄膜水, 土的强度继续提高) 。
其中第一阶段是瞬时发生的, 第四阶段是在强夯终止后很长时间才能达到, 可长达几个月以上, 中间两个阶段则介于前述两个阶段之间。
工程应用
2.1 工程概况
某工程需处理地基为一140m×55m( 长×宽) 平地,位于河流二级阶地上,原为旱地,后经回填素填土形成,平均回填深度为7m 左右,局部回填土深达9m,回填时未采取任何压实措施。
回填土为中湿,黏性,无杂质。
回填后一年,一直处于自然堆放状态,地基承载力较低,小于100kPa,压缩性也较大,不能满足设计要求。
为了确保施工质量,减少工程造价,缩短施工工期,实现节点目标,经研究对地基进行强夯加固处理。
2.2 施工工艺
施工工艺过程如下图所示:
图3 施工工艺流程图
2.3 强夯效果检测
为了进一步确认场地强夯的效果,随机选取了12个试验点进行静力触探岩土试验,静力触探测试结果如表1所示。
从以上静力触探结果可以看出,随机抽取的12 个静力触探孔,强夯填土层厚度为4. 9-8. 4m,各个探孔位置填土强夯后,承载力都大于200kPa,压缩模量都大于15MPa。
但是第JT12 号探孔,强夯土层厚4. 9m,相对其他探孔填土厚度较小,但是强夯后的承载力及压缩模量相对较小,可能是由于JT12 号孔位置位于场地边缘,强夯相对其他位置不够引起。
从整个测试结果来看,地基承载力标准值达到216kPa,地基土压缩模量标准值达到17MPa,强夯效果明显,已完全满足工程对地基的要求,达到了预期效果。
结语
强夯法具有施工设备、工艺简单,施工管理及质量容易控制,同时施工速度快、施工费用低等特点,工程运营两年来的监测结果表明,通过强夯法加固处理,场地土达到或超过了设计要求,特别是在改善挖土填方场地土的力学性能方面效果明显,取得了良好的社会和经济效益,值得推广使用。
注:文章内的图表及公式请以PDF格式查看。