設(shè)計(jì)內(nèi)容:有效加固深度及加固范圍、單擊夯擊能、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距及平面布置、夯擊遍數(shù)和分遍的間歇時(shí)間、確定墊層厚度等。強(qiáng)夯設(shè)計(jì)還應(yīng)包括施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)計(jì)。

強(qiáng)夯法在設(shè)計(jì)前必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。

有效加固深度

經(jīng)強(qiáng)夯加固后,該土層強(qiáng)度和變形等指標(biāo)能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的土層范圍。

1.jpg

修正系數(shù),根據(jù)地基土性質(zhì)決定,α=0.34~0.8

影響H的因素除了錘重和落距外,還有地基土的性質(zhì)、不同土層的厚度和埋藏順序、地下水位以及其它強(qiáng)夯的設(shè)計(jì)參數(shù)。

應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定有效加固深度

如果沒(méi)有則根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》的建議取值。

2.jpg

強(qiáng)夯置換墩的深度

對(duì)淤泥、泥炭等粘性軟弱土層,置換墩應(yīng)穿透軟土層,著底在較好土層上。

對(duì)深厚飽和粉土、粉砂,墩身可不穿透該層。

置換深度不宜超過(guò)7m

影響加固深度的因素:

(1)單位面積上施加的總夯擊能(不包括滿(mǎn)夯)及遍數(shù)

增大單位面積夯擊能不僅增大了加固深度,且增大了土層強(qiáng)度。對(duì)飽和粘性土及含水量大的濕陷性黃土,增加夯擊遍數(shù),不僅逐遍增大土的強(qiáng)度及密實(shí)度,且增大有效加固深度。但含水量大的非飽和土第一遍的夯擊效果大,分遍夯的效果不及飽和土分遍夯作用顯著,遍數(shù)可較少。

(2)土本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響

從有效加固深度影響系數(shù)的比較可知,填土最大,一般粘性土、砂土次之,黃土較小。

(3)錘底面積

當(dāng)單擊夯擊能相同時(shí),錘底面積大,則錘底動(dòng)應(yīng)力大,夯坑淺,因分布面積大,衰減慢,錘底影響深度大;當(dāng)錘底面積小時(shí),錘底動(dòng)應(yīng)力小,夯坑深,因分布面積小,衰減快,錘底影響深度小。

(4)混凝土錘與鑄鐵錘對(duì)比

夯擊時(shí),混凝土錘由于重心較高,接地不穩(wěn),沖擊后晃動(dòng)大,夯坑較深且開(kāi)口較大,坑側(cè)壁摩擦小,容易起錘。鑄鐵錘落地穩(wěn),夯坑開(kāi)口較小,夯坑較深后側(cè)壁摩阻力大,且夯坑塌土容易堆在錘頂,堵塞氣孔而引起提錘困難,兩者加固作用相差不大。

(5)土層分布影響

一些工程實(shí)測(cè)表明,當(dāng)土層上層較下層硬,或中間層有薄層硬層的下部軟弱土,其下部軟弱土加固效果差,尤其下部軟弱土分布深時(shí)加固效果差。

對(duì)所有夯點(diǎn)應(yīng)分批次分遍夯擊,若對(duì)所有夯點(diǎn)都先夯擊一遍,將造成淺層先加固,降低以后深層加固的效果。

夯錘和落距

3.jpg

飽和粘性土所需的能量不能一次施加,否則土體會(huì)產(chǎn)生側(cè)向擠出,強(qiáng)度反而有所降低,且難于恢復(fù)。根據(jù)需要可分幾遍施加,兩遍間可間歇一段時(shí)間。

4.jpg

錘底面積的的選用原則:

(1)土層加固厚度 對(duì)加固土層厚度小于5m,錘著地面積為2~5m2,加固土層厚度大于5m時(shí),錘著地面積一般要求4.5m2。根據(jù)理論分析,土體壓縮沉降,底面積大小的影響比外力強(qiáng)度大小影響更敏感,所以在同樣條件下,加大基底面積比加大錘重效果更明顯。

(2)土的性質(zhì) 對(duì)顆粒較細(xì)的粘性土,錘底面積要加大,一般取4~6m2;對(duì)砂性土、含水量較低的回填土,錘底面積取2~4m2。

(3)控制夯錘的高寬比

最佳夯擊能

砂土地基孔隙水壓力增加和消散過(guò)程很快,孔隙水壓力不能隨夯擊能增加而疊加,當(dāng)孔隙水壓力增量隨夯擊次數(shù)的增加而趨于穩(wěn)定時(shí),可認(rèn)為砂土能接受的能量已達(dá)到飽和狀態(tài)。

5.jpg

砂性土的最大孔隙水壓力增量與夯擊次數(shù)的關(guān)系

夯擊擊數(shù)和遍數(shù)

強(qiáng)夯夯擊擊數(shù)

按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定。

1.最后兩擊平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值:?jiǎn)螕艉粨裟芰啃∮?000kN·m時(shí)為50mm;夯擊能為4000~6000kN·m時(shí)為100mm;夯擊能大于6000kN·m時(shí)為200mm;

2.夯坑周?chē)孛娌粦?yīng)發(fā)生過(guò)大隆起;

3.不因夯坑過(guò)深而發(fā)生起錘困難。

強(qiáng)夯置換夯擊擊數(shù);按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定 ;

1.墩底穿透軟弱土層,且達(dá)到設(shè)計(jì)墩長(zhǎng);

2.累計(jì)夯沉量為設(shè)計(jì)墩長(zhǎng)的1.5~2.0倍;

3.最后兩擊的平均夯沉量不大于強(qiáng)夯的規(guī)定值。

夯擊遍數(shù)

一般采用點(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(mǎn)夯1~2遍,滿(mǎn)夯還可采用輕錘或低落距錘多次夯擊,錘印搭接。

(1)作用 加固表層土,即加固夯點(diǎn)間未壓密土。

(2)夯擊能量 滿(mǎn)夯單擊能可選用500~1000kN·m,每點(diǎn)擊數(shù)5~10擊,并控制最后兩擊夯沉量,宜小于3~5cm。

6.jpg

夯擊點(diǎn)的布置

7.jpg

處理范圍:對(duì)一般建筑物,每邊超出基礎(chǔ)外緣寬度宜為設(shè)計(jì)深度的1/2~2/3,并不宜小于3m。

夯擊點(diǎn)的間距:

強(qiáng)夯第一遍夯擊點(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。

對(duì)處理深度較深或單擊夯擊能較大的工程,第一遍夯擊點(diǎn)間距宜適當(dāng)增大。

強(qiáng)夯置換墩間距應(yīng)根據(jù)荷載大小和原土的承載力選定,當(dāng)滿(mǎn)堂布置時(shí)可取夯錘直徑的2~3倍。對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)可取夯錘直徑的1.5~2.0倍。墩的計(jì)算直徑可取夯錘直徑的1.1~1.2倍。

墊層鋪設(shè)

墊層作用:

(1)支承起重設(shè)備,確保機(jī)械設(shè)備通行和施工;

(2)加大地下水位與地表面的距離,防止夯擊時(shí)夯坑積水。

對(duì)場(chǎng)地地下水位在-2m深度以下的砂礫石土層,可直接施行強(qiáng)夯,無(wú)需鋪設(shè)墊層;對(duì)地下水位較高的飽和粘性土與易液化流動(dòng)的飽和砂土,需要鋪設(shè)砂、砂礫或碎石墊層才能進(jìn)行強(qiáng)夯,否則土體會(huì)發(fā)生流動(dòng)。

墊層材料:松散性材料(如粗顆粒的碎石、礦渣、砂礫石等,粗顆粒粒徑宜小于10cm)

厚度:0.5~2.0m

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)計(jì)

目的:

1.了解地表隆起的影響范圍及墊層的密實(shí)度變化;

2.研究夯擊能與夯沉量的關(guān)系,用以確定單點(diǎn)最佳夯擊能量;

3.確定場(chǎng)地平均沉降和搭夯的沉降量,用以研究強(qiáng)夯的加固效果。

手段:

地面沉降觀測(cè)、深層沉降觀測(cè)和水平位移觀測(cè)。

8.jpg

夯擊次數(shù)(或夯擊能)與夯坑體積和隆起體積關(guān)系曲線

陰影面積為有效壓實(shí)體積,越大表示效果越好。

一般可在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)沿夯擊點(diǎn)等距離的不同深度以及等深度的不同距離埋設(shè)雙管封閉式孔隙水壓力儀或鋼弦式孔隙水壓力儀,在夯擊作用下,進(jìn)行對(duì)孔隙水壓力沿深度和水平距離的增長(zhǎng)和消散的分布規(guī)律研究。從而確定兩個(gè)夯擊點(diǎn)間的夯距、夯擊的影響范圍、間歇時(shí)間以及飽和夯擊能等參數(shù)。

將土壓力盒事先埋入土中后,在強(qiáng)夯加固前,各土壓力盒沿深度分布的土壓力的規(guī)律,應(yīng)與靜止土壓力相似。在夯擊作用下,可測(cè)試每夯擊一次的壓力增量沿深度的分布規(guī)律。

目的:通過(guò)測(cè)試了解強(qiáng)夯振動(dòng)的影響范圍。

標(biāo)準(zhǔn):通常將地表的最大振動(dòng)加速度為0.98m/s2處(相當(dāng)于7度地震烈度)作為設(shè)計(jì)時(shí)振動(dòng)影響安全距離。

措施:一般夯點(diǎn)離建筑物距離至少15m以上。若不滿(mǎn)足要求,為減少?gòu)?qiáng)夯振動(dòng)的影響,常在夯區(qū)周?chē)O(shè)置隔振溝。