文档介绍：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。
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地基处理技术
强夯法
+ 水=
密实的方法之一
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强夯法
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)。
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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。
强夯法
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强夯法
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。
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强夯法
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。
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,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);
,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。
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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。
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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。
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强夯法
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。
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