軟弱地基和特殊土地基處理講義87

地基處理第一章概述一、地基、基礎(chǔ)和地基處理地基（foundation，subgrade)是指承托建筑物基礎(chǔ)的這一部分很小的場地。建筑物建造在軟弱地基和特殊土地基時面臨的四個問題:⑴強(qiáng)度及穩(wěn)定性：當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以承受上部結(jié)構(gòu)的自重及附加荷載時，地基就會發(fā)生局部或整體破壞。⑵變形：當(dāng)?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及附加荷載作用下產(chǎn)生過大的變形時，會影響建筑物的正常使用；當(dāng)超過建筑物所能容許的不均允沉降時，結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生開裂；濕陷性黃土遇水濕陷，膨脹土遇水膨脹、失水收縮也屬于這類問題。⑶滲漏：滲漏是由地下水在運動中產(chǎn)生的動水壓力而引起的，當(dāng)?shù)鼗臐B漏或水力坡降超過容許值時，會導(dǎo)致流砂（土）和管涌事故。⑷液化：在地震、機(jī)器及車輛的振動、波浪作用和爆破等動力荷載作用下，會引起飽和松散粉細(xì)砂（包括部分粉土）產(chǎn)生液化，使土體類似于液體而失去抗剪強(qiáng)度，從而造成地基失穩(wěn)和震陷?；A(chǔ)（foundation，footing)具有承上啟下的作用。處于上部結(jié)構(gòu)的荷載及地基反力的相互作用下，承受由此而產(chǎn)生的內(nèi)力（軸力、剪力、彎矩）?；A(chǔ)底面的反力反過來又作為地基上的荷載，使地基土產(chǎn)生應(yīng)力和變形?；A(chǔ)設(shè)計時，基礎(chǔ)本身應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時地基的變形和強(qiáng)度滿足規(guī)范的要求。地基處理（soiltreatment,soilimprovement)

當(dāng)天然地基很軟弱，不能滿足地基強(qiáng)度和變形等的要求時，事先要經(jīng)過人工處理后再建造基礎(chǔ)，這種地基加固稱為地基處理。地基處理的目的是利用置換、夯實、擠密、排水、膠結(jié)等方法對地基進(jìn)行加固，用以改變土的特性：壓縮性、滲透性等地基處理的對象是軟弱土地基和特殊土地基二、軟弱地基和特殊土地基的工程性質(zhì)及其對建筑物的危害軟弱土地基（softfoundation)：指由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。軟土（softsoil)

淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。分布在：天津、上海、武漢、杭州、寧波、溫州、福州、廈門、廣州等沿海地區(qū)，昆明、武漢等內(nèi)陸地區(qū)。特性：含水量高、孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮系數(shù)高、滲透系數(shù)小。沖填土（Hydraulicfill)在整治河道時，用挖泥船通過泥漿泵將泥砂夾大量水分吹到江河兩面岸形成的沉積土。分布在：天津、上海黃浦江和廣州珠江兩岸。特性：主要取決于顆粒組成、均勻性和排水固結(jié)條件。如以粘土為主，屬于強(qiáng)度低和壓縮性高的欠固結(jié)土。以砂或其他粗料為主，基本上與粉細(xì)砂類似，不屬于軟土。雜填土（Miscellaneous)是由人類的活動而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾。特性：強(qiáng)度低、壓縮性高和均勻性差、一般具有浸水濕陷性。對有機(jī)質(zhì)含量較大的生活垃圾和對基礎(chǔ)有侵蝕性的工業(yè)廢料等雜填土，未經(jīng)處理不宜作為持力層。其它高壓縮性土：飽和松散粉細(xì)砂在動荷載作用下將產(chǎn)生液化。濕陷性黃土（Collapsible)：凡天然黃土在上覆土的自重應(yīng)力作用下，或在上覆土自重應(yīng)力和附加應(yīng)力作用下，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生破壞顯著下沉的黃土。分布：甘肅、陜西、黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙、山東、河北、河南、山西、青海、新疆等到地。膨脹土（ExpansiveSoil)：是指粘粒成分主要由親水性粘土礦物組成的粘性土，它是一種吸水膨脹和失水收縮，具有較大的脹縮變形性能，且變形往復(fù)的高塑性粘土。分布：廣西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山東、陜西、江蘇、貴州、和廣東等地。特性：土的強(qiáng)度較高、壓縮性較低。粘粒成分中含有大量的親水性礦物。土呈黃、紅、灰白等色。紅粘土（RedClay):石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽類巖石在亞熱帶溫濕氣候條件下，經(jīng)風(fēng)化作用所形成的褐紅色粘性土。通常紅粘土是較好的地基土，但由于下臥巖面起伏及存在軟弱土層，一般容易引起地基不均勻變形。凍土（frozensoil):季節(jié)性凍土(seasonallyfrozenground):冬季凍結(jié)，夏季融化的土層；永凍土（permafrost):凍結(jié)狀持續(xù)3年以上的土層。季節(jié)性凍土在我國東北、華北和西北廣大地區(qū)均有分布，因其呈周期性的凍結(jié)和融化，對地基穩(wěn)定性影響較大。巖溶（Karst)：廣泛分布在貴州和廣西兩省內(nèi)。特性：地基主要受力范圍內(nèi)受水的化學(xué)和機(jī)械作用而形成溶洞、溶溝溶槽、落水洞以及土洞等。危害：基巖面起伏大、且可能有大塊孤石；常會遇到滑波、崩塌和泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。三、地基處理的方案選擇調(diào)查研究：結(jié)構(gòu)條件：建筑體型、剛度、受力體系、建筑材料、基礎(chǔ)類型、地基承載力等地基條件：地形及地質(zhì)條件，地基成層狀況，軟弱土層厚度，不均勻性和分布范圍，持力層位置及狀況，地下水情況及地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)。環(huán)境影響：強(qiáng)夯法和砂樁擠密法施工時，振動和噪音對鄰近建筑物和居民產(chǎn)生影響和干擾；采用堆載預(yù)壓法時，將會有大量的土方運進(jìn)輸出，即要有堆放場地，又不能妨礙交通；采用石灰樁或灌漿法時，有時會污染周圍環(huán)境。地基處理方案的確定：資料收集：搜集工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)的設(shè)計資料；根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求，結(jié)合地形、地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素，初步選定幾種可能的地基處理方案，同時考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的相互作用，方案分析：對初選的方案從處理效果、材料來源及消耗、機(jī)具條件、施工進(jìn)度、環(huán)境影響等方面進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對比?，F(xiàn)場試驗：對已選定的地基處理方法，應(yīng)按建筑物重要性和場地復(fù)雜程度，可進(jìn)行應(yīng)的現(xiàn)場試驗和試驗性施工。(a)山墻的的對稱稱斜裂裂縫和和垂直直裂縫縫；由由于墻墻角部部兩面面與大大氣接接觸，，其蒸蒸發(fā)量量大于于中部部，使使墻角角沉降降大于于山墻墻中部部沉降降而開開裂。。（b)墻面的的交叉叉裂縫縫；（c)外縱墻墻的水水平裂裂縫。。由于于地基基不均均勻脹脹縮變變形而而導(dǎo)致致外縱縱墻在在門窗窗洞口口的上上下部部位出出現(xiàn)斜斜裂縫縫，外外側(cè)地地基收收縮較較大，，條基基轉(zhuǎn)動動所致致。軟弱地地基處處理第二章章復(fù)復(fù)合合地基基理論論一、復(fù)復(fù)合地地基的的概念念與分分類復(fù)合地地基是是指由由基體體(天然地地基土土體））和增增強(qiáng)體體（樁樁體））兩部部分組組成。。復(fù)合地地基在在荷載載作用用下，，基體體和增增強(qiáng)體體共同同承擔(dān)擔(dān)荷載載。二、復(fù)復(fù)合地地基與與“天天然地地基和和樁基基”的的不同同點復(fù)合地地基的的分類類：（一））按成成樁材材料分分1、散體體土類類樁2、水泥泥土類類樁3、混凝凝土類類樁（二））按成成樁后后樁體體的強(qiáng)強(qiáng)度分分類1、柔性性樁2、半剛剛性樁樁3、剛性性樁（三））按成成樁后后樁體體的強(qiáng)強(qiáng)度分分類1、縱向向增強(qiáng)強(qiáng)體復(fù)復(fù)合地地基2、橫向向增強(qiáng)強(qiáng)體復(fù)復(fù)合地地基三、復(fù)合地地基的的作用用機(jī)理理與破破壞模模式三、復(fù)復(fù)合地地基的的作用用機(jī)理理與破破壞模模式（一一））作作用用機(jī)機(jī)理理1、樁樁體體作作用用；；2、墊墊層層作作用用；；3、擠擠密密作作用用；；4、加加速速固固結(jié)結(jié)作作用用；；5、加加筋筋作作用用。。（二二））破破壞壞模模式式1、刺刺入入破破壞壞；；2、鼓鼓脹脹破破壞壞；；3、整整體體剪剪切切破破壞壞；；4、滑滑動動破破壞壞。。四、、復(fù)復(fù)合合地地基基承承載載力力特特性性和和設(shè)設(shè)計計計計算算1、對對水水泥泥土土類類樁樁：：式中中：：分別別為為復(fù)復(fù)合合地地基基、、樁樁體體和和樁樁間間土土承承載載力力的的特征征值值。。2、對對散散體體材材料料樁樁：：五、、復(fù)復(fù)合合地地基基變變形形計計算算1、加加固固區(qū)區(qū)土土層層壓壓縮縮變變形形量量計計算算（1）復(fù)復(fù)合合模模量量法法；；（2）應(yīng)應(yīng)力力修修正正法法；；（3）樁樁身身壓壓縮縮模模量量法法。。2、加加固固區(qū)區(qū)下下臥臥層層的的變變形形量量計計算算（1）應(yīng)應(yīng)力力擴(kuò)擴(kuò)散散法法；；（2）等等效效實實體體法法。。軟弱弱地地基基處處理理第三三章章?lián)Q換填填法法一、、概概述述換填填法法（（replacementmethod):當(dāng)軟軟弱弱土土地地基基的的承承載載力力和和變變形形不不滿滿足足要要求求而而軟軟弱弱土土層層的的厚厚度度又又不不是是很很大大時時，，將將基基礎(chǔ)礎(chǔ)底底面面下下處處理理范范圍圍內(nèi)內(nèi)的的軟軟弱弱土土層層部部分分或或全全部部挖挖去去，然然后后分分層層填填入入強(qiáng)強(qiáng)度度較較大大的的砂砂、、碎碎石石、、素素土土、、灰灰土土以以及及其其它它性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定和和無無侵侵蝕蝕性性的的材材料料，，并并夯夯實實（（或或振振實實））至至要要求求的的密密實實度度。。換填填材材料料：：砂砂、、碎碎石石、、素素土土、、干干渣渣、、粉粉煤煤灰灰墊墊層層。。按施施工工機(jī)機(jī)械械可可分分為為：：重錘錘夯夯實實法法，，機(jī)機(jī)械械碾碾壓壓法法和和振振動動壓壓實實法法。。適用用范范圍圍：：淤淤泥泥、、淤淤泥泥質(zhì)質(zhì)土土、、素素填填土土、、雜雜填填土土、、暗暗溝溝、、暗暗浜浜等等的的淺淺層層處處理理。。常常用用于于輕輕型型建建筑筑、、地地坪坪、、堆堆料料場場地地和和道道路路工工程程等等地地基基處處理理。。二、、墊墊層層設(shè)設(shè)計計(一)砂墊層層的的設(shè)設(shè)計計1.墊層層的的設(shè)設(shè)計計原原則則⑴足足夠夠的的厚厚度度以以置置換換可可能能受受剪剪破破壞壞的的軟軟弱弱土土層層；；⑵足足夠夠的的寬寬度度以以防防止止砂砂墊墊層層向向兩兩側(cè)側(cè)擠擠出出；；⑶設(shè)設(shè)計計墊墊層層為為排排水水墊墊層層。。2.砂墊墊層層的的厚厚度度z的確確定定3.墊層層寬寬度度應(yīng)根根據(jù)據(jù)墊墊層層側(cè)側(cè)面面土土的的承承載載力力來來決決定定，，砂砂墊墊層層底底部部寬寬度度b′可由下式式或根據(jù)據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)經(jīng)驗確定定。(二)土墊層設(shè)設(shè)計素土、灰灰土、二二灰土墊墊層總稱稱土墊層層。適于于處理1～4m厚的軟弱弱土層。。灰土墊層層即通常常講的2：8或3：7灰土。墊墊層強(qiáng)度度隨灰量量的增加加而提高高。二灰墊層層是將石石灰和粉粉煤灰兩兩種材料料按2：8或3：7體積比加加適當(dāng)水水拌和均均勻后分分層夯實實。其強(qiáng)強(qiáng)度比灰灰土墊層層高得多多，常用用于處理理濕陷性性黃土。砂墊層的的厚度一一般不宜宜大于3m，太厚則則施工困困難；也也不宜小小于0.5m，太簿則則換土墊墊層的作作用不顯顯著。(二)土墊層設(shè)設(shè)計素土、灰灰土、二二灰土墊墊層總稱稱土墊層層。適于于處理1～4m厚的軟弱弱土層。?；彝翂|層層即通常常講的2：8或3：7灰土。墊墊層強(qiáng)度度隨灰量量的增加加而提高高。二灰墊層層是將石石灰和粉粉煤灰兩兩種材料料按2：8或3：7體積比加加適當(dāng)水水拌和均均勻后分分層夯實實。其強(qiáng)強(qiáng)度比灰灰土墊層層高得多多，常用用于處理理濕陷性性黃土。。1、厚度確確定軟土地基基上土墊墊層厚度度的確定定與砂墊墊層相同同。1.對非自重重濕陷性性黃土地地基上的的墊層厚厚度應(yīng)保保證天然然黃土層層所受的的壓力小小于其濕濕陷起始始壓力值值。2.對自重濕濕陷性黃黃土地基基上，墊墊層厚度度應(yīng)大于于非自重重濕陷性性黃土地地基上墊墊層的厚厚度，或或控制剩剩余濕陷陷量不大大于20cm才能取得得好的效效果。2、寬度確確定：灰土墊層層的寬度度可取3、平面處處理范圍圍素土墊層層或灰土土墊層可可分為局局部墊層層和整片片墊層。。(三)、粉煤灰灰墊層1.化學(xué)性質(zhì)質(zhì)粉煤灰和和天然土土中的化化學(xué)成分分具有很很大的相相似性，，具有火火山灰的的特性，，在潮濕濕條件下下具有凝凝硬性，，與二氧氧化硅，，三氧化化二鋁等等物質(zhì)進(jìn)進(jìn)行水化化反應(yīng)，，生成水水化產(chǎn)物物，使碾碾壓密實實的粉煤煤灰顆粒粒膠結(jié)固固化形成成塊狀結(jié)結(jié)構(gòu)，可可提高粉粉煤灰的的強(qiáng)度，，降低壓壓縮變形形，增強(qiáng)強(qiáng)抗?jié)B性性和水穩(wěn)穩(wěn)定性。。2.物理性質(zhì)質(zhì)粉煤灰的的壓實曲曲線與粘粘性土相相似，具具有相對對較寬的的最優(yōu)含含水量區(qū)區(qū)間，其其干密度度對含水水量的敏敏感性比比粘性土土小，最最優(yōu)含水水量易于于控制。。四、墊層層施工方方法機(jī)械碾壓壓法、重重錘夯實實法和振振動壓實實法三種種。（一）機(jī)械械壓實法機(jī)械碾壓法法是采用壓壓路機(jī)、推推土機(jī)、羊羊足碾、振振動碾或其其它壓實界界些來壓實實軟弱地基基土或分層層填土墊層層。施工步驟1.現(xiàn)將擬建范范圍內(nèi)一定定深度內(nèi)的的軟弱土挖挖出至設(shè)計計要求，2.再將底部土土體碾壓加加固，3.然后分層填填筑，逐層層加密。土類和場地地對碾壓設(shè)設(shè)備選用的的影響粘性土等軟弱土雜填土砂土、濕陷性黃土、碎石土狹窄場地，邊角平碾或羊足碾平碾振動碾或振動壓實機(jī)蛙式夯實機(jī)機(jī)械碾壓法法是采用各各種壓實機(jī)機(jī)械來壓實實地基土，，此法常用用于基坑面面積寬大和和開挖土方方量較大的的工程。在工程實踐踐中，對墊墊層碾壓質(zhì)質(zhì)量的檢驗驗，要求獲獲得填土最最大干密度度。施工參數(shù)：：如施工機(jī)機(jī)械、鋪筑筑厚度、碾碾壓遍數(shù)與與填筑含水水量等都必必須由工地地試驗確定定。(二)重錘夯實法法重錘夯實法法是用起重重機(jī)械將夯夯錘提升到到一定高度度，然后自自由落錘，，不斷重復(fù)復(fù)夯擊以加加固地基。。1、施工順序序重錘夯實宜宜一夯挨一一夯順序進(jìn)進(jìn)行。在獨獨立柱基基基坑內(nèi)，宜宜按先外后后里的順序序夯擊。同同一基坑底底面標(biāo)高不不同時，應(yīng)應(yīng)按先深后后淺的順序序逐層夯實實。2.施工要點⑴現(xiàn)場試夯夯⑵夯擊前應(yīng)應(yīng)檢查坑中中土的含水水量⑶施工夯打打工藝⑷現(xiàn)場有邊邊坡或鄰近近建筑物時時，應(yīng)當(dāng)采采用必要的的防護(hù)措施施。3.質(zhì)量檢驗不僅要檢查查施工記錄錄及試夯最最后下沉量量，而且要要檢查加固固質(zhì)量?；勖?0m一點，整片片地基每100m22點以上(三)平板振動法法振動壓實法法是利用各各種振動壓壓實機(jī)，將將松散土振振壓密實。。適用于處理理無粘性土土或粘粒含含量少，透透水性較好好的松散雜雜填土地基基。振動壓實機(jī)機(jī)的工作原原理是由電電動機(jī)帶動動兩個偏心心塊以相同同速度反向向轉(zhuǎn)動而產(chǎn)產(chǎn)生很大的的垂直振動動力。壓實效果：：一般雜填填土經(jīng)振實實后，地基基承載力特特征值可達(dá)達(dá)100～120kPa。振動壓實的的效果與填填土成分、、振動時間間等因素有有關(guān)，一般般振動時間間越長，效效果越好，，但振動時時間超過某某一值后，，振動引起起的下沉基基本穩(wěn)定，，再繼續(xù)振振動就不能能起到進(jìn)一一步的壓實實作用。振實范圍應(yīng)應(yīng)從基礎(chǔ)邊邊緣放出0.6m左右，先振振基槽兩邊邊，后振中中間，其振振實的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)是以振動動機(jī)原地振振實不再繼繼續(xù)下沉為為合格，并并輔以輕便便觸探試驗驗檢驗其均均勻性及影影響深度。。（四）砂（（砂礫、碎碎石）墊層層施工1.墊層材料砂石：顆粒粒級配良好好、質(zhì)地堅堅硬的砂石石，不得含含有草根、、垃圾，含含泥量應(yīng)小小于5％。2.施工要點⑴施工機(jī)具具宜采用振振動碾和振振動壓實機(jī)機(jī)，壓實參參數(shù)由現(xiàn)場場試驗確定定；⑵不同施工工機(jī)具應(yīng)采采用不同的的最優(yōu)含水水量；⑶如存在不不良地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象，應(yīng)先先進(jìn)行清理理，然后再再施工墊層層；⑷施工過程程中嚴(yán)禁擾擾動墊層下下臥的淤泥泥和淤泥質(zhì)質(zhì)土等軟弱弱土層；⑸砂石墊層層的底面宜宜鋪設(shè)在同同一標(biāo)高上上；⑹當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r時，應(yīng)采取取排降水措措施3.質(zhì)量檢驗采用環(huán)刀法法或貫入測測定法⑴環(huán)刀法：：用容積不不小于200cm3的環(huán)刀壓入入每層2/3的深度處取取樣，測定定其干密度度，干密度度應(yīng)不小于于該砂石料料在中密狀狀態(tài)的干密密度值。⑵貫入測定定法：先將將砂墊層表表面3cm左右厚的砂砂刮去，然然后用貫入入儀、鋼叉叉或鋼筋以以貫入度的的大小來定定性地檢查查砂墊層質(zhì)質(zhì)量。⑶采用貫入入法時，檢檢驗點的間間距應(yīng)小于于4m；環(huán)刀法：：基坑50～100m2不小于1個，基槽每每10～20m不應(yīng)少于1個。作業(yè)題1某條形基礎(chǔ)礎(chǔ)，寬1.3m，埋深為1.5m，作用于基基礎(chǔ)的荷載載每米200kN，基礎(chǔ)平均均重度為。表層土為為雜填土，，厚1.5m，重度為17.5kN/m3；第二層土土為淤泥質(zhì)質(zhì)粘土，厚厚8m，重度為16.5kN/m3，fak＝80kPa；試設(shè)計基基礎(chǔ)的墊層層。砂墊層層深度修正正系數(shù)ηd＝1.0，壓力擴(kuò)散散角θ取30度。（1）墊層材料料選取粗砂砂=20kN/m3，并設(shè)墊層層厚度z=1.5m，z/b=1.5/1.2>0.5,θ=30度(2)墊層厚度的的驗算,根據(jù)題意,基礎(chǔ)底面處處的平均壓壓力值為:說明滿足強(qiáng)強(qiáng)度要求,墊層厚度.(3)確定墊層寬寬度按1:1.5放坡.工程概況：：上海機(jī)械學(xué)學(xué)院動力館館，三層混混合結(jié)構(gòu)，，建在沖填填土的暗浜浜上，正立立面與基礎(chǔ)礎(chǔ)平面布置置如圖。設(shè)計方案的的選擇，挖除填土，，加大基礎(chǔ)礎(chǔ)埋深，如如將基礎(chǔ)落落至淤泥質(zhì)質(zhì)粉土層內(nèi)內(nèi)，需挖土土4m施工困難。。打鋼筋混凝凝土短樁，，長度5～～8m，單樁承載力力50～80kN，造價高。采用基礎(chǔ)梁梁跨越，但但本工程暗暗浜太寬；；采用砂墊層層置換部分分沖填土。。砂墊層厚厚選用0.9m和1.5m，工程地質(zhì)條條件：建筑場地系系一池塘沖沖填時塘底底淤泥未挖挖除地下水水位較高。。地基容許許承載力為為50kpa。施工情況砂墊層采用用中砂，使使用平板振振動器分層層振實，控控制土的干干密度為1.6t/m3建筑物四周周布置井點點，效果評價由于縱橫條條形基礎(chǔ)和和砂墊層處處理起到了了均勻傳遞遞擴(kuò)散壓力力的作用，，并改善了了暗浜內(nèi)沖沖填土的排排水固結(jié)條條件。軟弱地基處處理第四章強(qiáng)強(qiáng)夯法法第一節(jié)強(qiáng)強(qiáng)夯法（動力固結(jié)結(jié)法）強(qiáng)夯法：是法國Menard技術(shù)公司于于1969年首創(chuàng)的的一種地基基處理加固固方法，它它通過一般般8～30t的重錘和8～20m的落距，對對地基土施施加很大的的沖擊能，，一般能量量為500～8000kN·m。在地基土中中所出現(xiàn)的的沖擊能和和動應(yīng)力，，可提高地地基土的強(qiáng)強(qiáng)度、降低低土的壓縮縮性、改善善砂土的抗抗液化條件件，消除濕濕陷性黃土土的濕陷性性。強(qiáng)夯法最初初使用于法法國的Riviera夯實濱海填填土。該現(xiàn)現(xiàn)場是新近近填筑的約約9m厚的碎石填填土，其下下是12m厚的疏松的的砂質(zhì)粉土土，場地上上要求建造造20幢8層居住建建筑，由于于碎石填土土是新近填填筑的，使用樁基，，將產(chǎn)生占占單樁承載載力60%～70%的負(fù)摩阻阻力。堆載預(yù)壓法法：經(jīng)3個個月的堆載載預(yù)壓，沉沉降值達(dá)200mm。強(qiáng)夯法：錘錘重10t，落距13m，用100t起重機(jī)起吊吊夯錘。夯夯后整個場場地沉降量量達(dá)到500mm。建造的8層層居住建筑筑物后，其其平均沉降降量為13㎜。按現(xiàn)行規(guī)范范《建筑地基處處理技術(shù)規(guī)規(guī)范》（JGJ79-2002）強(qiáng)夯法可可定義為兩兩種：強(qiáng)夯法和強(qiáng)強(qiáng)夯置換法法1.強(qiáng)夯法反復(fù)將夯錘錘提到一定定高處使其其自由落下下，給地基基以沖擊和和振動能量量，將地基基土夯實的的地基處理理方法。此法適用于于處理碎石石土、砂土土、低飽和和度的粉土土與粘性土土、濕陷性性黃土、素素填土和雜雜填土等地地基。2.強(qiáng)夯置換法法將重錘提到到高處使其其自由下落落形成夯坑坑，并不斷斷夯擊坑內(nèi)內(nèi)回填的砂砂石、鋼渣渣等硬粒料料，使其形形成密實的的墩體的地地基處理方方法。此法適用于于高飽和度度的粉土與與軟塑～流流塑的粘性性土等地基基上對變形形控制要求求不嚴(yán)的工工程。第二節(jié)強(qiáng)強(qiáng)夯夯加固機(jī)理理靜力固結(jié)理理論和動力力固結(jié)理論論模型比較較強(qiáng)夯法加固固機(jī)理強(qiáng)夯法加固固機(jī)理1.動力固結(jié)2.動力夯實3.動力置換一、動力固固結(jié)1.飽和土的壓壓縮性2.局部液化3.滲透性變化化4.觸變恢復(fù)（（時間效應(yīng)應(yīng)）5.土強(qiáng)度的增增長過程機(jī)機(jī)理(一)飽和土的壓壓縮性土中存在一一些微小氣氣泡，強(qiáng)夯夯時，氣體體壓縮，孔孔隙水壓力力增大，隨隨后氣體膨膨脹，孔隙隙水排出，，液相、氣氣相體積減減小。這種種現(xiàn)象使飽飽和土具有有壓縮性。。強(qiáng)夯時，含含氣孔隙水水不能立即即消散而具具有滯后現(xiàn)現(xiàn)象，氣相相體積不能能立即膨脹脹，可由動動力固結(jié)模模型的摩擦擦活塞來模模擬。(二)局部液化強(qiáng)夯時，土土體被壓縮縮，夯擊能能越大，沉沉降越大，，孔隙水壓壓力也不斷斷增加，當(dāng)當(dāng)孔隙水壓壓力達(dá)到上上覆土壓力力時，土體體產(chǎn)生液化化，土中吸吸著水變?yōu)闉樽杂伤?，，土的?qiáng)度度降低到最最小。表明明土體壓縮縮模量是可可變的。(三)滲透性變化化在強(qiáng)夯沖擊擊能量作用用下，土中中超孔隙水水壓力大于于土顆粒間間的側(cè)向壓壓力是，土土顆粒間會會出現(xiàn)裂隙隙并形成樹樹枝狀排水水通道，使使土的滲透透性變好，，孔隙水順順利排出。。ai：臨界液化化度當(dāng)液化度超超過ai時，滲透系系數(shù)劇增，，夯坑周圍圍出現(xiàn)冒氣氣冒水現(xiàn)。。(四)觸變恢復(fù)土體在夯擊擊能量作用用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)被破壞，，當(dāng)出現(xiàn)液液化時，抗抗剪強(qiáng)度幾幾乎為零，，但隨著時時間的推移移，土的結(jié)結(jié)構(gòu)逐漸恢恢復(fù)，強(qiáng)度度逐漸增長長，這一過過程稱為觸觸變恢復(fù)，，也稱為時時效。地基土強(qiáng)度度增長與孔孔隙水壓力力有關(guān)。液化度為100％時，土的的強(qiáng)度為零零；隨著孔孔隙水的消消散，土的的強(qiáng)度逐漸漸增長，即即存在一個個觸變恢復(fù)復(fù)階段。(五)土強(qiáng)度的增增長過程機(jī)機(jī)理地基土強(qiáng)度度增長規(guī)律律與土體中中孔隙水壓壓力的狀態(tài)態(tài)有關(guān)。在在第(3)階段為土的的液化階段段時，土的的強(qiáng)度降到到零；而孔孔隙水壓力力消散階段段即為土的的強(qiáng)度增長長階段；第第(4)階段為土的的觸變恢復(fù)復(fù)階段。二、動力夯夯實夯錘夯擊底底面的沖擊擊能量是以以振動波的的形式在地地基中傳播播，縱波石石土體受拉拉、壓作用用，使孔隙隙水壓力增增加，導(dǎo)致致土骨架解解體；橫波波使解體的的土顆粒處處于更密實實的狀態(tài)。。土體在沖擊擊能量作用用下，被擠擠密壓實，，強(qiáng)度提高高，壓縮性性降低。三、動力置置換動力置換是是指在沖擊擊能量作用用下，強(qiáng)行行將砂、碎碎石等擠填填到飽和軟軟土層中，，置換飽和和軟土，形形成密實的的砂、石層層或樁。其有三種形形式：⑴動動力置換砂砂柱；⑵動動力置換碎碎石樁；⑶⑶動力置換換擠淤。第三節(jié)強(qiáng)強(qiáng)夯法設(shè)設(shè)計計算對于不同土土類強(qiáng)夯法法的作用不不同：1.軟土地基，，提高地基基承載力和和減少沉沉降量；；2.飽和砂土和和粉土，消消除液化趨趨勢；3.黃土和新近近堆積黃土土，消除濕濕陷性、提提高承載力力。一、強(qiáng)夯參參數(shù)選擇(一)有效加固深深度(二)夯擊能(三)夯擊點布置置及間距(四)夯擊遍數(shù)(五)間歇時間(一)有效加固深深度有效加固深深度：式中M-夯錘重h—落距強(qiáng)夯時的有有效加固深深度(m)單擊夯擊能(kN﹒m)碎石土、砂土粉土、粘性土10005.0～6.04.0～5.020006.0～7.05.0～6.030007.0～8.06.0～7.040008.0～9.07.0～8.050009.0～9.58.0～8.560009.5～10.08.5～9.5強(qiáng)夯法的有有效加固深深度是指起起夯面以下下，經(jīng)強(qiáng)夯夯加固后，，土的物理理力學(xué)指標(biāo)標(biāo)已達(dá)到或或超過設(shè)計計值的深度度。有效固結(jié)深深度可按修修正的Menard公式估算：：(二)夯擊1.單擊夯擊能能單擊夯擊能能是指夯擊錘M和落距h的乘積。單擊夯擊能能越大，加加固效果越越好。應(yīng)根根據(jù)加固土土層的厚度度、土質(zhì)情情況和施工工條件確定定。2.單位夯擊能能整個加固場場地的總夯夯擊能除以以加固面積積稱為單位位夯擊能。。應(yīng)根據(jù)地基基土類別結(jié)結(jié)構(gòu)類型、、荷載大小小和要求處處理的深度度等綜合考考慮并通過過試夯確定定。包括：單擊擊夯擊能、、單位夯擊擊能和最佳佳夯擊能。。3.最佳夯擊能能（最佳夯夯擊次數(shù)））⑴最佳夯擊擊能：由動力固結(jié)結(jié)理論，使使地基中產(chǎn)產(chǎn)生的孔隙隙水壓力達(dá)達(dá)到土的覆覆蓋壓力時時的夯擊能能稱為最佳佳夯擊能。。⑵最佳夯擊擊次數(shù)：當(dāng)單擊夯擊擊能一定時時，與最佳佳夯擊能相相對應(yīng)的夯夯擊次數(shù)稱稱為最佳夯夯擊數(shù)。⑶最佳夯擊擊能(最佳夯擊次次數(shù))的確定①由孔隙水水壓力確定定a.對于粘性土土地基，可可根據(jù)有效效影響深度度孔隙水壓壓力的疊加加值來確定定最佳夯擊擊能。b.對砂性土地地基，可根根據(jù)最大孔孔隙水壓力力增量與夯夯擊次數(shù)的的關(guān)系曲線線來確定最最佳夯擊次次數(shù)。②由夯沉量量與夯擊次次數(shù)關(guān)系曲曲線確定a.確定原則：：夯坑的壓壓縮量最大大，而夯坑坑的隆起最最小。b.確定方法：：當(dāng)△S－N趨向趨于穩(wěn)穩(wěn)定，接近近常數(shù)，且且同時滿足足以下條件件時，可取取相應(yīng)夯擊擊次數(shù)為最最佳夯擊次次數(shù)。Ⅰ.最后兩擊的的平均夯沉沉量不大于于50mm，當(dāng)單擊夯夯擊能量較較大時不大大于100mm；Ⅱ.夯坑周圍底底面不應(yīng)發(fā)發(fā)生過大的的隆起；Ⅲ.不因夯坑過過深而發(fā)生生起錘困難難。(三)夯擊點布置置及間距1.夯擊點布置置夯擊點平面面位置可根根據(jù)建筑結(jié)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)進(jìn)行布置。。⑴基礎(chǔ)面積積較大建筑筑物，按等等邊三角形形或正方形形布置。⑵辦公樓、、住宅樓，，可按承重重墻位置布布置夯點，，取等腰三三角形布置置。⑶工業(yè)廠房房可按柱網(wǎng)網(wǎng)布置夯擊擊點。2.夯擊點間距距夯擊點間距距一般根據(jù)據(jù)地基土的的性質(zhì)和加加固深度確確定。第一遍一般可可取5～9m，對于處理深深度較深或單單擊夯擊能較較大的工程，，夯擊點間距距應(yīng)適當(dāng)增大大。3.夯擊點布置范范圍由于基礎(chǔ)應(yīng)力力擴(kuò)散作用，，夯擊點范圍圍應(yīng)大于建筑筑物基礎(chǔ)范圍圍。對于一般般建筑物，每每邊超出基礎(chǔ)礎(chǔ)外緣的寬度度宜為設(shè)計加加固深度的1/2～1/3，并不小于3m。1.夯擊遍數(shù)：是是指將整個強(qiáng)強(qiáng)夯場地中同同一編號的夯夯擊點，夯完完后算作一遍遍。2.夯擊遍數(shù)的確確定砂性土：1～3遍；粘性土：：2～4遍(五)間歇時間間歇時間是指指兩遍夯擊之之間的時間間間隔。間歇時間取決決于土中孔隙隙水壓力的消消散時間，對對砂性土，孔孔隙水壓力的的消散時間為為3～4分鐘，可連續(xù)續(xù)作業(yè)；對于于飽和粉土和和粘性土，一一般不少于3～4周。(四)夯擊遍數(shù)(一)施工前應(yīng)取得得的資料；(二)擬定初步施工工方案；(三)試夯二、施工方案案的制定⑴場地地層分分布、土層的的均勻性及承承載力；⑵土的物理力力學(xué)性質(zhì)、地地下水類型及及埋藏條件；；⑶場地周邊環(huán)環(huán)境以及各種種地下管線情情況。(二)擬定初步施工工方案⑴確定處理深深度和單擊夯夯擊能⑵選擇夯錘與與落距⑶初步確定夯夯擊點間距，，布置方式及及夯擊次數(shù)、、夯擊遍