2019巖土工程師基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)：強(qiáng)夯

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強(qiáng)夯

(一)加固機(jī)理

強(qiáng)夯是通過一般10～40t的重錘(最重可達(dá)200t)和8～20m的落距(最高可達(dá)40m)，對(duì)地基土施加很大的沖擊能，一般能量為500—8000kN·m。在地基土中所出現(xiàn)的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，可提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。同時(shí)，夯擊能還可提高土層的均勻程度，減少將來可能出現(xiàn)的差異沉降。

工程實(shí)踐表明，強(qiáng)夯法具有施工簡單、加固效果好、使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，因而被世界各國工程界所重視。對(duì)各類土強(qiáng)夯處理都取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但對(duì)飽和軟土的加固效果，必須給予排水的出路。為此，強(qiáng)夯法加袋裝砂井(或塑料排水帶)是一個(gè)在軟粘土地基上進(jìn)行綜合處理的加固途徑。

目前，強(qiáng)夯法加固地基有三種不同的加固機(jī)理：動(dòng)力密實(shí)、動(dòng)力固結(jié)和動(dòng)力置換，它取決于地基土的類別和強(qiáng)夯施工工藝。

(二)設(shè)計(jì)計(jì)算

1.有效加固深度

有效加固深度既是選擇地基處理方法的重要依據(jù)，又是反映處理效果的重要參數(shù)。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。在缺少試驗(yàn)資料或經(jīng)驗(yàn)時(shí)可按表17-5-1預(yù)估。

2.夯錘和落距

在設(shè)計(jì)中，根據(jù)需要加固的深度初步確定采用的單擊夯擊能，然后再根據(jù)機(jī)具條件因地制宜地確定錘重和落距。

3.夯擊點(diǎn)布置及間距

(1)夯擊點(diǎn)布置夯擊點(diǎn)布置一般為三角形或正方形。強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，具體的放大范圍，可根據(jù)建筑物類型和重要性等因素考慮決定。對(duì)一般建筑物，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1/2—2/3，并不宜小于3m。

(2)夯擊點(diǎn)間距夯擊點(diǎn)間距(夯距)的確定，一般根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求處理的深度而定。第一遍夯擊點(diǎn)間距可取夯錘直徑的2.5—3.5倍，第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間，以后各遍夯擊點(diǎn)間距可適當(dāng)減小。一般以保證使夯擊能量傳遞到深處和保護(hù)夯坑周圍所產(chǎn)生的輻射向裂隙為基本原則。

【例題9】對(duì)于一般建筑物地基，當(dāng)采用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理時(shí)，其處理范圍為()。

A. 每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1/2—2/3

B. 每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度不宜小于3m

C. 每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1/3—2/3

D. 每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1/2—2/3，并不小于3m

答案:D

4.夯擊擊數(shù)與遍數(shù)

(1)夯擊次數(shù)：應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，并應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：

1)最后兩擊的平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值：當(dāng)單擊夯擊能小于4000kN·m時(shí)為50mm;當(dāng)單擊夯擊能為4000～6000kN·m時(shí)為100mm;當(dāng)單擊夯擊能大于6000kN·m時(shí)為200mm;

2)夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起;

3)不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難;

(2)夯擊遍數(shù)：應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，可采用點(diǎn)夯2～3遍，對(duì)于滲透性較差的細(xì)顆粒土，必要時(shí)夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加。最后再以低能量滿夯2遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊，錘印搭接。

5.墊層鋪設(shè)

強(qiáng)夯前要求擬加固的場地必需具有一層稍硬的表層，使其能支承起重設(shè)備;并便于對(duì)所施工的“夯擊能”得到擴(kuò)散;同時(shí)也可加大地下水位與地表面的距離，因此有時(shí)必需鋪設(shè)墊層。墊層厚度一般為0.5—2.0m。鋪設(shè)的墊層不能含有粘土。

6. 間歇時(shí)間

各遍間的間歇時(shí)間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時(shí)間。對(duì)砂性土，孔隙水壓力的峰值出現(xiàn)在夯完后的瞬間，可連續(xù)夯擊。對(duì)粘性土，其間歇時(shí)間取決于孔隙水壓力的消散情況，一般為3～4周。

【例題10】在對(duì)軟弱地基采用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理時(shí)，往往需要鋪設(shè)碎石墊層，其墊層鋪設(shè)的時(shí)間為()。

A. 強(qiáng)夯處理前

B. 強(qiáng)夯處理后

C. 強(qiáng)夯處理過程中

D. 不確定

答案:A

【例題11】對(duì)于粘性土地基采用強(qiáng)夯處理時(shí)，其第一遍夯和第二遍夯之間的間歇時(shí)間為()。

A. 1周

B. 2周

C. 3~4周

D. 7周

答案:C

(三)施工方法

起重設(shè)備宜為大噸位的履帶式起重機(jī)，穩(wěn)定性好，行走方便。我國絕大多數(shù)強(qiáng)夯工程只具備小噸位起重機(jī)的施工條件，所以只能使用滑輪組起吊夯錘，利用自動(dòng)脫鉤的裝置。夯錘一般選用圓形氣孔狀鋼質(zhì)錘，錘底靜接地壓力可取25—40kPa。

當(dāng)?shù)叵滤�位較高，夯坑底積水影響施工時(shí)，宜采用人工降低地下水位或鋪設(shè)一定厚度的松散材料。夯坑內(nèi)或場地的積水應(yīng)及時(shí)排除。

當(dāng)強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)臨近建筑物或設(shè)備產(chǎn)生有害影響時(shí)，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，并采取挖隔振溝等隔振或防振措施。

(四)質(zhì)量檢驗(yàn)

強(qiáng)夯施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時(shí)間方能對(duì)地基加固質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)碎石土和砂土地基，其間隔時(shí)間可取1～2周;對(duì)粉土和粘性土地基可取3—4周。

質(zhì)量檢驗(yàn)方法可采用：

1)室內(nèi)試驗(yàn);

2)十字板試驗(yàn);

3)動(dòng)力觸探試驗(yàn);

4)靜力觸探試驗(yàn);

5)旁壓儀試驗(yàn);

6)載荷試驗(yàn);

7)波速試驗(yàn)。

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