强夯法和引夯置换法讲稿ppt121

山东科技大学土建学院岩土所2019年4月强夯夯法法和和强强夯夯置置换换法法主要内容1加固固机机理理设计计计计算算3施工工方方法法4质量量检检验验6发展展趋趋势势5工程程实实例例强夯夯是是法法国国Menard技术术公公司司于于1969年首首创创的的一一种种地地基基加加固固方方法法，，我我国国于于1978年首首次次由由交交通通部部一一航航局局科科研研所所及及其其协协作作单单位位在在天天津津新新港港三三号号公公路路进进行行了了强强夯夯法法试试验验研研究究。。它它通通过过一一般般8～30t的重重锤锤(最重重可可达达200t)和8～20m的落落距距(最高高可可达达40m)，对对地地基基土土施施加加很很大大的的冲冲击击能能，，提提高高地地基基土土的的强强度度、、降降低低土土的的压压缩缩性性、、改改善善砂砂土土的的抗抗液液化化条条件件等等。。概述述等等等强夯法适用土层碎石土砂土低饱和度的粉土与粘性土湿陷性黄土杂、素填土对于于高高饱饱和和度度的的可可采采用用强强夯夯置置换换法法概述述《建筑筑地地基基处处理理技技术术规规范范》(JGJ79-2019)规定定概述述强夯夯法法适适用用于于处处理理碎碎石石土土、、砂砂土土、、低低饱饱和和度度的的粉粉土土与与粘粘性性土土、、湿湿陷陷性性黄黄土土、、素素填填土土和和杂杂填填土土等等地地基基。。强强夯夯置置换换法法适适用用于于高高饱饱和和度度的的粉粉土土与与软软～～塑塑流流塑塑的的粘粘性性土土等等地地基基上上对对变变形形控控制制要要求求不不严严的的工工程程。。强强夯夯置置换换法法在在设设计计前前必必须须通通过过现现场场试试验验确确定定其其适适用用性性和和处处理理效效果果。。概述强夯法、、强夯置换换法的优点加固效果果好使用经济济施工简单单强夯法加加袋装砂砂井软粘土地基的综合治理概述国内发展展阶段自引进到80年代初，约8年。本阶段工程应用强夯能级比较小，一般仅为1000kN*m，处理深度5m左右，以处理浅层人工填土为主。80年代初到90年代初。本阶段兴建国家重点工程山西化肥厂，为了消除黄土地基的湿陷性，国家化工部组织开发了6250kN*m能级强夯，使有效处理深度提高到了10m左右。90年代初到2019年，本阶段以兴建国家重点工程三门峡火力发电厂为契机，成功开发了8000kN*m能级强夯，使强夯消除黄土湿陷性的深度达到15m。2019年底至今今，强夯夯工程最最高应用用能级已已经达到到10000kN*m。为了更更进一步步扩大强强夯的应应用范围围，在强强夯技术术的基础础上，还还形成了了强夯置置换和柱柱锤冲扩扩等新技技术。概述以处理饱饱和软土土为目的的低能级级强夯技技术；三个研究究方向强夯与其其他地基基处理技技术优势势互补，，发展成成为组合合式地基基处理技技术。以处理高高填土和和深厚湿湿陷性黄黄土，以以及消除除湿陷为为目的的的高能级级强夯技技术；设计计算算施工方法法质量检验验发展趋势势加固机理理工程实例例夯锤地面挤压土体体隆起夯击能冲击力冲击波冲切上部部土体结构破坏坏形成夯夯坑挤压周围围土体1加固机理理1加固机理理某工程测测得的单单点夯夯夯坑夯沉沉量及周围地表表隆起情情况1加固机理理对非饱和和土地基基压密过程程基本上上同实验验室中的的击实实实验相同同，挤密密振密效效果明显显。对饱和无无粘性土土地基土体可能能会产生生液化，，其压密密过程同同爆破和和振动密密实的过过程相同同。对饱和粘粘性土地地基产生超孔孔压，并并且逐渐渐消散，，地基土土固结，，孔隙比比减小，，强度提提高。三种加固机理动力密实实加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土动力荷载载减小土土孔隙，，提高强强度超孔隙水压力消散，土体固结

分为整式置换和桩式置换

加密、碎石墩置换、排水的组合

处理细颗颗粒饱和和土局部产生裂缝，增加排水通道

1加固机理理动力固结结动力置换换动力密实冲击型动动力荷载载，使土土体中的的孔隙减减小，土土体变得得密实，，从而提提高地基基土强度度。非饱饱和土的的夯实过过程，就就是土中中的气相相被挤出出的过程程，其变变形主要要是由于于土颗粒粒的相对对位移引引起。1加固机理理实际工程程表明，，在冲击击动能作作用下，，地面会会立即产产生沉降降，一般般夯击一一遍后，，其夯坑坑深度可可达0.6～1.0m，夯坑底底部形成成一层超超压密硬硬壳层，，承载力力可比夯夯前提高高2～3倍。非饱和土土在中等等夯击能能量1000～2000kN··m的作用下下，主要要是产生生冲切变变形，在在加固深深度范围围内气相相体积大大大减少少，最大大可减少少60%。非饱和土土的夯实实过程，，就是土土中的气气相(空气)被挤出的的过程，，其夯实实变形主主要是由由于土颗颗粒的相相对位移移引起。。1加固机理理在冲击动动能作用用下，地地面会立立即产生生沉降，，一般夯夯击一遍遍后，其其夯坑深深度可达达0.6——1.0m，夯坑底底部形成成一层超超压密硬硬壳层，，承载力力可比夯夯前提高高2—3倍。AbuDhabiCorniche(UnitedArabEmirates)夯坑动力密实实的应用用范围动力密实实的应用用范围肇庆—花都—博罗输变变电工程程花都站站土石方方强夯施施工动力密实实的应用用动力密实实的应用用水下地基基加固动力固结

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，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。

1加固机理理1加固机理理Menard首次对传传统的固固结理论论提出了了不同的的看法，，认为饱饱和土是是可压缩缩的新机机理。饱和土的的压缩性性：进行行强夯时时，气体体体积压压缩，，孔压增增大，随随后气体体有所膨膨胀，孔孔隙水排排出的同同时，孔孔压就减减少。产生液化化：土体体中气体体体积百百分比为为零时，，就变成成不可压压缩的。。相应于孔隙隙水压力力上升到到覆盖压压力相等等的能量量级，土土体即产产生液化化。继续施加能能量，除除了使土土起重塑塑的破坏坏作用外外，能量量纯属是是浪费。。渗透性变变化：超超孔压大大于颗粒粒间的侧侧向压力力时，致致使土颗颗粒间出出现裂隙，形成成排水通通道。此此时，土的渗渗透系数数骤增，，孔隙水水得以顺顺利排出出。孔孔压消散散到小于于颗粒间间的侧向向压力时，裂隙隙即自行行闭合。。4.触变恢复复：土体体的强度度逐渐减减低，当当出现液液化或接接近液化化时，强强度达到最低值值。此时时土体产产生裂隙隙，而吸吸附水部部分变成成自由水水，随着着孔压的消散，，土的抗抗剪强度度和变形形模量都都有大幅幅度的增增长。1加固机理理夯击三遍遍的情况况从左图可可以看出出，每夯夯击一遍遍时，体体积变化化有所减减少，而而地基承承载力有有所增长长，但体体积的变变化和承承载力的的提高，，并不是是遵照夯夯击能的的算术级级数规律律增加的的。1加固机理理弹簧活塞模型静力固结结理论与与动力固固结理论论的模型型比较a)静力固结结理论模模型b)动力固结结理论模模型静力固结理论(图a)动力固结理论(图b)①不可压缩的液体②固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是不变的③弹簧刚度是常数④活塞无摩阻力①含有少量气泡的可压缩液体②固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是变化的③弹簧刚度为变数④活塞有摩阻力青岛港8号码头强强夯工程程动力置换整式置换换：将碎碎石整体体挤入淤泥泥中，作作用机理理类似于于换土垫垫层。桩式置换换：形成成桩式或墩式的的碎石墩墩或桩。。其作用机机理类似似于振冲冲法等形形成的碎碎石桩。。1加固机理理桩式置换换动力置换换(Railwaytrack,Malaysia)整式置换换动力置换换ALEXANDRIACITYCENTER(Shoppingcenter-Egypt)桩式置换换动力置换换的应用用范围动力置换换的应用用范围设计计算算施工方法法质量检验验发展趋势势加固机理理工程实例例2设计计算算有效加固固深度有效加固固深度？经强夯加加固后，，该土层层强度和和变形等等指标能能满足设设计要求求的土层层范围。。系数，根根据地基基土性质质决定夯锤重（（t）落距（m）2设计计算算有效加固固深度影响H的因素除除了锤重重和落距距外，还还有地基基土的性性质、不不同土层层的厚度度和埋藏藏顺序、、地下水水位以及及其它强强夯的设设计参数数。应根据现现场试夯夯或当地地经验确确定有效效加固深深度如果没有有则根据据《建筑地基基处理技技术规范范》的建议取取值强夯置换换墩的深深度土质条件件决定对淤泥、、泥炭等等粘性软软弱土层层，置换换墩应穿穿透软土土层，着着底在较较好土层层上对深厚饱饱和粉土土、粉砂砂，墩身身可不穿穿透该层层2设计计算算夯锤和落落距夯锤落距单击夯击击能=M*h总夯击能能=N*M*h单位夯击击能=N*M*h/A应根据地地基土类类别、结结构类型、、荷载大大小和要要求处理深深度等综综合考虑虑，并通通过试验验确定。。对饱和粘粘性土所所需的能能量不能能一次施施加，否否则土体体会产生生侧向挤挤出，强强度反而而有所降降低，且且难于恢恢复。根根据需要要可分几几遍施加加，两遍遍间可间间歇一段段时间。。2设计计算算夯锤和落落距选择合适的夯锤和落距圆形和方形气孔式和封闭式

选择夯锤

锤重

确定落距

根据单点夯击能量

较适合的夯击能

夯击能最低值

介于底面积按土的性质确定

2设计计算算最佳夯击击能最佳夯击击能？在这样的的夯击能能作用下下，地基基中出现现的孔隙隙水压力力达到土土的自重重压力。。粘性土中中的确定定根据孔隙隙水压力力的叠加加值砂性土中中的确定定绘制孔隙隙水压力力增量与与夯击击击数(夯击能)的关系曲曲线2设计计算算夯击点的的布置夯击点的布置根据基底平面形状等边三角形等腰三角形正方形应考虑施工时吊机的行走通道

强夯置换墩位布置

等边三角形正方形独立基础或条形基础根据基础形式布置处理范围围应大于于建筑物物基础范范围，具具体的放放大范围围，可根根据建筑筑物类型型和重要要性等因因素决定定。对一一般建筑筑物，每每边超出出基础外外缘宽度度宜为设设计深度度的1/2～2/3，并不宜宜小于3m。2设计计算算夯击点的的布置夯击点的的间距确定原则则：一般般根据地地基土的的性质和和要求处处理的深深度而定定，以保保证使夯夯击能量量传递到到深处和和保护邻邻近夯坑坑周围所所产生的的辐射向向裂隙。。1.强夯第一一遍夯击击点间距距可取夯夯锤直径径的2.5～3.5倍，第二二遍夯击击点位于于第一遍遍夯击点点之间。。以后各各遍夯击击点间距距可适当当减小。。2.对处理深深度较深深或单击击夯击能能较大的的工程，，第一遍遍夯击点点间距宜宜适当增增大。3.强夯置换换墩间距距应根据据荷载大大小和原原土的承承载力选选定，当当满堂布布置时可可取夯锤锤直径的的2～3倍。对独独立基础础或条形形基础可可取夯锤锤直径的的1.5～2.0倍。墩的的计算直直径可取取夯锤直直径的1.1～1.2倍。3.4夯击点布布置及间间距等边三角角形或正正方形布布置夯击击点。工工业厂房房可根据据柱网来来布置夯夯击点。。夯距通常常为5—15m2设计计算算夯击点的的布置ThermalK-12EducationalPark,CoachellaValleyCalifornia(US)美国加州州某工程程夯点布布置（正方形形）NICEAIRPORT(France)AbuDhabiCorniche(UnitedArabEmirates)2设计计算算夯击击数数和遍数数夯击击数国内确定夯夯击击数的的方法有所所不同：有有的以孔隙隙水压力达达到液化压压力为准则则；有的以以最后一击击的夯沉量量达某一数数值为限值值；也有的的以上、下下二击所产产生的沉降降差小于某某一数值为为标准。总总之，各夯夯击点的夯夯击数，应应使土体竖竖向压缩最最大，而侧侧向位移最最小为原则则，一般为为4～10击。2设计计算夯击击数和和遍数夯击击数强夯夯点的的夯击击数按现场试夯夯得到的夯夯击击数和和夯沉量关关系曲线确确定还要满足1.最后两击平平均夯沉量量不宜大于于下列数值值：单击夯夯击能量小于4000kN*m时为50mm；夯击能为为4000～6000kN*m时为100mm；夯击能大大于6000kN·m时为200mm;2.夯坑周围地地面不应发发生过大隆隆起;3.不因夯坑过过深而发生生起锤困难难。2设计计算夯击击数和和遍数夯击击数强夯置换点点的夯击击数数按现场试夯夯得到的夯夯击击数和和夯沉量关关系曲线确确定还要满足1.墩底穿透软软弱土层，，且达到设设计墩长;2.累计夯沉量量为设计墩墩长的1.5～2.0倍;3.最后两击的的平均夯沉沉量不大于于强夯的规规定值。2设计计算夯击击数和和遍数夯击遍数夯击遍数应应根据地基基土的性质质确定，可可采用点夯夯2～3遍，对于渗渗透性较差差的细颗粒粒土，必要要时夯击遍遍数可适当当增加。最最后再以低低能量满夯夯2遍，满夯还还可采用轻轻锤或低落落距锤多次次夯击，锤锤印搭接。。2设计计算垫层铺设强夯前要求求拟加固的的场地必需需具有一层层稍硬的表表层，使其能支承承起重设备备；并便于于对所施工工的“夯击能”得到扩散；；同时也可可加大地下下水位与地地表面的距距离。对场地地下下水位在-2m深度以下的的砂砾石土土层，可直直接施行强强夯，无需需铺设垫层层；对地下下水位较高高的饱和粘粘性土与易易液化流动动的饱和砂砂土，需要要铺设砂、、砂砾或碎碎石垫层才才能进行强强夯，否则则土体会发发生流动。。垫层厚度随随场地的土土质条件、、夯锤重量量及其形状状等条件而而定。当场场地土质条条件好，夯夯锤小或形形状构造合合理，起吊吊时吸力小小者，也可可减少垫层层厚度。垫垫层厚度一一般为0.5～2.0m，保证地下下水位低于于坑底面以以下2m。铺设的垫垫层不能含含有粘土。。2设计计算间歇时间取决于加固固土层中孔孔隙水压力力消散所需需要的时间间砂性土消散快间歇时间很很短连续夯粘性土消散慢孔压叠加间歇时间长长设置袋装砂砂井加速消散缩短间歇时时间2设计计算现场测试设设计地面及深层变形目的：1.了解地表隆隆起的影响响范围及垫垫层的密实实度变化；；2.研究夯击能能与夯沉量量的关系，，用以确定定单点最佳佳夯击能量量；3.确定场地平平均沉降和和搭夯的沉沉降量，用用以研究强强夯的加固固效果。手段：地面沉降观观测、深层层沉降观测测和水平位位移观测。。2设计计算现场测试设设计地面及深层变形夯击次数(或夯击能)与夯坑体积积和隆起体体积关系曲曲线阴影面积为为有效压实实体积，越越大表示效效果越好。。2设计计算现场测试设设计孔隙水压力一般可在试试验现场沿沿夯击点等等距离的不不同深度以以及等深度度的不同距距离埋设双管封闭式式孔隙水压压力仪或钢钢弦式孔隙隙水压力仪仪，在夯击作作用下，进进行对孔隙隙水压力沿沿深度和水水平距离的的增长和消消散的分布布规律研究究。从而确确定两个夯击点点间的夯距距、夯击的的影响范围围、间歇时时间以及饱饱和夯击能能等参数。2设计计算现场测试设设计侧向挤压力将土压力盒盒事先埋入入土中后，，在强夯加加固前，各各土压力盒盒沿深度分分布的土压压力的规律律，应与静静止土压力力相近似。。在夯击作作用下，可可测试每夯夯击一次的的压力增量量沿深度的的分布规律律。2设计计算现场测试设设计振动加速度通过测试地地面振动加加速度可以以了解强夯夯振动的影影响范围。。通常将地地表的最大大振动加速速度为0.98m/s2处作为设计计时振动影影响安全距距离。但由由于强夯振振动的周期期比地震短短得多，强强夯产生振振动作用的的范围也远远小于地震震的作用范范围，所以以强夯施工工时，对附附近已有建建筑物和正正在施工的的建筑物的的影响肯定定要比地震震的影响为为小。为了了减少强夯夯振动的影影响，常在在夯区周围围设置隔振振沟。设计计算施工方法质量量检检验验发展展趋趋势势加固固机机理理工程程实实例例3施工工方方法法施工工机机械械西欧欧国国家家大吨吨位位的的履履带带式式起起重重机机稳定定性性好好，，行行走走方方便便日本本轮胎胎式式起起重重机机国外外还还制制造造了了三三足足架架和和轮轮胎胎式式强强夯夯机机，，用用于于起起吊吊40t夯锤锤，，落落距距可可达达40m国外外所所用用履履带带吊吊都都是是大大吨吨位位的的吊吊机机，，通通常常在在100t以上上3施工工方方法法施工工机机械械我国国只只具具备备小小吨吨位位起起重重机机的的施施工工条条件件，，只只能能使使用用滑滑轮轮组组起起吊吊夯夯锤锤，，利利用用自自动动脱脱钩钩装装置置强夯夯脱脱钩钩装装置置图图1-吊钩钩2-锁卡卡焊焊合合件件3、6-螺栓栓4-开口口销销5-架板板7-垫圈圈8-止动动板板9-销轴轴10-螺母母11-鼓形形轮轮12-护板板3施工工方方法法施工工步步骤骤强夯夯法法施施工工的的步步骤骤：：1)清理理并并平平整整施施工工场场地地；；2)铺设垫层，使使在地表形成成硬层，用以以支承起重设设备，确保机机械通行和施施工。同时可可加大地下水水和表层面的的距离，防止止夯击的效率率降低;3)标出第一遍夯夯击点的位置置，并测量场场地高程；4)起重机就位，，使夯锤对准准夯点位置；；5)测量夯前锤顶顶标高；3施工方法施工步骤6)将夯锤起吊到到预定高度，，待夯锤脱钩钩自由下落后后放下吊钩，，测量锤顶高高程；若发发现因坑底倾倾斜而造成夯夯锤歪斜时，，应及时将坑坑底整平；7)重复步骤6)，按设计规定定的夯击次数数及控制标准准，完成一个个夯点的夯击击；8)换夯点，重复复步骤4)～7)，完成第一遍遍全部夯点的的夯击；9)用推土机将夯夯坑填平，并并测量场地高高程；10)在规定的间隔隔时间后，按按上述步骤逐逐次完成全部部夯击遍数，，最后用低能能量满夯，将将场地表层土土夯实，并测测量夯后场地地高程。3施工方法施工步骤强夯置换法施施工的步骤：：1.清理并平整施施工场地，当当表土松软时时可铺设一层层厚度为1.0～2.0m的砂石施工垫垫层；2.标出夯点位置置，并测量场场地高程；3.起重机就位，，夯锤置于夯夯点位置；4.测量夯前锤顶顶高程；5.夯击并逐击记记录夯坑深度度。当夯坑过过深而发生起起锤困难时停停夯，向坑内内填料直至与与坑顶平，记记录填料数量量，如此重复复直至满足规规定的夯击次次数及控制标标准完成一个个墩体的夯击击；3施工方法施工步骤6.按由内向外，，隔行跳打原原则完成全部部夯点的施工工；7.推平场地，用用低能量满夯夯，将场地表表层松土夯实实，并测量夯夯后场地高程程；8.铺设垫层，并并分层碾压密密实。设计计算施工方法质量检验发展趋势加固机理工程实例4质量检验强夯施工结束束后应间隔一一定时间方能能对地基加固固质量进行检检验，对碎石石土和砂土地地基，其间隔隔时间可取7～14d；对粉土和粘粘性土地基可可取14～28d。强夯置换地地基的间隔时时间可取28d。强夯处理后的的地基竣工验验收时，承载载力检验应采采用原位测试和室室内土工试验验；强夯置换后后的地基，承承载力检验除除应采用单墩载荷试验验检验外，尚应采用用动力触探等有有效手段查明置换墩着着底情况及承承载力与密度度随深度的变变化，对饱和和粉土地基允允许采用单墩复合地基基载荷试验代替单墩载荷荷试验。4质量检验竣工验收承载载力检验的数数量，应根据据场地复杂程程度和建筑物物的重要性确确定，对于简简单场地上的的一般建筑物物，每个建筑筑地基的载荷荷试验检验点点不应少于3点；对于复杂场场地或重要建建筑地基应增增加检验点数数。强夯置换换地基载荷试试验检验和置置换墩着底情情况检验数量量均不应少于墩点数的的1％，且不应少少于3点。检测点位置可可分别布置在在夯坑内、夯夯坑外和夯击击区边缘。检检验深度应不不小于设计处处理的深度。。设计计算施工方法质量检验发展趋势加固机理工程实例5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理工程概况上海浦东国际际机场位于长长江入海口南南岸的濒海地地带，是我国国和上海市九九五期间重大大的基础设施施建设项目。。其中机坪，，滑行道为“围海促淤”造成，本次地地基处理大部部份位于稻田田内，地表水水系发育，沟沟浜纵横。在在地基处理强强夯影响深度度范围内地层层有粉质粘土土、淤泥质粉粉质粘土，含含水量为36％～47％，孔隙比大大于1，粘粒含量高高，粘性较强强，且呈流塑塑状，基本承承载力是很低低的，经强夯夯加固后，需需要触变固结结的时间较长长。设计要求经强强夯法加固后后其静力触探探比贯入阻力力当量值大于于2MPa，标贯击数当当量值大于6击，地基反应应模量大于30MN／m，垫层干密度度大于1.9g/cm3，并按相应频频率检测各项项考核指标，，评价强夯施施工质量。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验(一)试夯目的1、通过试夯试试验，确定适适合本地质条条件的强夯施施工措施。2、总结强夯垫垫层一次摊铺铺，进行强夯夯后表层地基基反应模量检检测指标难以以达标的主要要原因，旨在在强调强夯垫垫层分二次摊摊铺的技术效效果。3、预测技术、、经济效果。。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验(二)试夯区试验设设计1、试夯区位置置选择在地基基条件具有代代表性的滑行行道上，面积积约10000m2，分4个区试夯。2、试夯机具为为强夯机W1001-25型履带式吊车车，自动脱钩钩，夯锤质量量15t，直径2.52m，锤底静压力力25kPa～30kPa，圆柱形铸铜铜锤，带有四四个排气孔。。3、强夯垫层材材料及其摊铺铺，采用山皮皮土(碎石土)作为强夯垫层层，最大粒径径小于10cm，山皮石(碎石)，粒径2～10cm的质量大于总总质量的50％，含水、含含泥量小于20％，不均匀系系数Cu≥5，曲率系数Cc=1～3。试夯区首次次摊铺厚度为为(60±5)cm或(70±5)cm，末次摊铺厚厚度(40±5)cm和(30±5)cm，设计总厚度度为1.0m。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验4、试夯参数选选择，根据《上海浦东国际际机场飞行区区机坪、滑行行道工程地基基处理技术文文件》选择试夯参数数。分区编号分区名称垫层厚度k/cm夯型单击夯能R/kJ夯击遍数单点击数/击夯点间距l/m夯点布置A滑行道停机坪60+4070+30点夯2000第一遍8-103.5*3.5正方形1500第二遍6-8满夯1000第一遍3-5夯间连接800第二遍2-3普夯搭接d/4B道肩60+40点夯1000第一遍8-103.5*3.5正方形1000第二遍6-8满夯800第一遍3-5夯间连接500第二遍2-3普夯搭接d/4试夯参数选择择表5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验现场场址地表表水系发育，，沟浜纵横，，地下水位埋埋深较浅，地地基土含水量量大，且地下下水受潮汐影影响而周期性性变动，使地地下渗流不稳稳定，加之地地基处理面积积大，施工期期又处于梅雨雨季节，为施施工排水造成成困难。根据据强夯加固执执理，降排水水尤其重要。。1、充分利用现现有水系降排排水。2、充分利用明明(暗)浜降排水。3、间隔10～15m和30m纵横向开挖盲盲沟和明排水水沟，使其与与场区明(暗)浜连通强制排排水。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验4、在明暗浜及及排水盲沟角角点处设集水水井，并设泵泵将井内水抽抽至场外，尽尽量降低地下下水位。5、对强夯施工工分区进行调调整，先利用用水系、明(暗)浜及排水沟排排水，进行区区块内强夯，，强夯结束后后，回填处理理明暗浜，然然后进行下一一区块降排水水和强夯施工工，由此在施施工区形成小小排水范围，，从而保证强强夯效果。6、场区外围四四周设排水沟沟，将施工区区内小排水沟沟中水排至外外围，流向场场外河道，并并保证沟底积积水深小于20cm。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验(四)试夯区施工方方法及其控制制1、试夯I、Ⅱ、Ⅳ区点夯分两遍遍完成，隔点点不隔行，单单点击数一次次完成，试夯夯Ⅲ区点夯一次完完成。满夯分分两遍完成，，先夯间满夯夯，再普夯。。2、点夯停夯标标准，原则上上夯8击，夯坑深度度不足1.0～1.2m时夯10击，以确保能能量，再辅以以最后两击平平均夯沉量不不大于5～10cm，实际施工中中，当试夯区区单点击数4～5击，夯坑深度度1.2～1.3m，现场均已停停夯，此时强强夯机严重陷陷车，起锤也也相当困难。。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验3、控制间歇时时间，两遍点点夯间歇时间间不少于20天左右，以超超孔压消散大大于70％以上控制，，点夯与满夯夯间歇时间不不少于15天，具体以超超孔隙水压力力消散大于50％确定。4、为确保表层层地基反应模模量考核指标标满足设计要要求，满夯时时将表层20～40cm深推、耙松晾晾晒后，再拌拌合推平碾压压，最后补铺铺山皮土至道道槽设计标高高。5、每次摊铺山山皮土前或满满夯后，即夯夯前夯后开挖挖断面尺寸为为(底宽×上宽×高)60cm×70cm×80cm的盲沟，并和和80cm×200cm××150cm的明排水连通通，排水沟角角点开挖集水水井设泵抽水水，盲沟内回回填山皮石。。6、第二遍点夯夯在不推平第第一遍点夯夯夯坑前提下进进行，对此应应提前寻找行行车路线。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验－试试夯区检测孔压监测结果点夯间超孔隙隙水压力消散散大于70％以上所需的的间歇时间一一般为3～4周，点夯与满满夯间超孔隙隙水压力消散散大于50％所需的间歇歇时间为2周。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验－试试夯区检测强夯影响深度1)从理论计算强强夯影响深度度大于7m，但从孔压反反映的影响深深度曲线看出出本次强夯影影响深度大于于6m，但5m以上地层加固固效果比较明明显见图；2)3.5m以上地层孔压压增幅大，2.5m以上地层孔压压消散慢，3.5～6.0m地层孔压增幅幅相对较小，，消散很快。。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验－试试夯区检测地面变形监测地面隆起量的的计算－试夯夯区平均夯沉沉量计算5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验－试试夯区检测原位测试按施工过程跟跟踪检测和间间歇3～4周相结合的办办法进行，试试夯I区，检测三次次，二次在四四夯间、两夯夯间并进行标标贯试验；试试夯Ⅱ、Ⅲ区检测两次，，标贯试验两两次。当试夯夯I区第二遍点夯夯间歇46天，试夯Ⅱ、Ⅲ区点夯完间歇歇34天，对地基土土再次进行静静力触探和标标贯检测，其其检测结果，，标贯击数N为2.4～4.3，静力触探为为1.55～1.93MPa，分别小于设设计要求的6击和2MPa，均不满足设设计要求。本本次检测中在在4.5～6.0m仍有标贯试验验和静力触探探曲线的突变变，分析认为为须采取有效效措施降低地地下水位，使使软土尽快固固结，在垂直直滑行道中线线每10～15m开挖盲沟，每每30m开挖明排水沟沟，及时将地地表水和夯坑坑积水引排，，盲沟内回填填山皮石，并并与外围排水水体系形成排排水网络，经经间隔加压稳稳定，延长超超孔压消散时时间，由于软软土触变性，，强度逐渐提提高。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理强夯试验－试试夯区检测浅表层地基的模量检测试夯试验中，，满夯后采用用深推、耙松松和晾晒，每每间隔一定距距离开挖盲沟沟和明排水沟沟排水，采用用反挖夯点填填料和夯间涌涌土，并充分分拌合晾晒后后推平碾压，，表层指标检检测时均能达达到设计要求求。5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理大面积强夯施施工本次地基处理理采用夯填料料分二次摊铺铺，并对强夯夯参数、施工工工艺在试夯夯试验基础上上做了相应的的调整。坚持持按分区分段段施工特点，，采用试夯降降排水方案实实施大面积强强夯降排水。。大面积强夯参参数选择5工程实例上海浦东国际际机场软土地地基强夯处理理1、点点夯夯分分两两遍遍完完成成，，隔隔点点不不隔隔行行，，单单点点击击数数一一次次完完成成，，满满夯夯一一次次完完成成。。2、点点夯夯停停夯夯标标准准，，原原则则上上夯夯8击，，夯夯坑坑深深度度不不足足1.0m时夯夯10击，，以以确确保保能能量量，，再再辅辅以以最最后后两两击击平平均均夯夯沉沉量量不不大大于于10cm控制制。。3、控控制制间间歇歇时时间间，，两两遍遍夯夯击击的的间间歇歇时时间间不不少少于于20天，，点点夯夯与与满满夯夯的的间间歇歇时时间间不不少少于于15天。。4、夯夯垫垫料料铺铺筑筑，，分分两两次次摊摊铺铺，，第第一一次次摊摊铺铺厚厚度度为为60±±5cm，第第二二次次摊摊铺铺厚厚度度为为40±±5cm。大面面积积强强夯夯施施工工方方法法及及现现场场控控制制5工程程实实例例上海海浦浦东东国国际际机机场场软软土土地地基基强强夯夯处处理理5、为为使使地地基基反反应应模模量量达达设设计计要要求求，，满满夯夯后后将将表表层层20～40cm深推推、、耙耙松松、、晾晾晒晒后后再再拌拌合合、、碾碾压压、、回回填填，，补补填填40cm山皮皮土土至至道道槽槽设设计计标标高高。。6、每每次次铺铺料料前前强强夯夯后后均均要要适适度度碾碾压压，，以以减减少少能能量量损损失失。。7、满满夯夯前前夯夯坑坑积积水水和和地地表表水水要要及及时时抽抽排排，，每每8m和16m挖主主次次盲盲沟沟，，并并和和外外围围排排水水沟沟形形成成排排水水网网络络。。大面面积积强强夯夯施施工工方方法法及及现现场场控控制制5工程程实实例例上海海浦浦东东国国际际机机场场软软土土地地基基强强夯夯处处理理1、土土基基面面标标高高的的施施工工控控制制考虑虑垫垫层层密密实实和和地地面面夯夯沉沉两两部部分分，，设设计计要要求求道道槽槽填填挖挖方方计计算算时时考考虑虑平平均均预预留留夯夯沉沉量量为为35cm，即即土土基基标标高高＝＝设设计计道道槽槽标标高高-65cm(山皮皮土土堆堆填填厚厚度度均均按按100cm)，实实测测土土基基标标高高平平均均3.61m比设设计计土土基基标标高高平平均均3.43m抬高高约约18cm，仅仅此此一一项项节节约约山山皮皮土土6.6万吨吨，，节节约约资资金金250万元元。。技术术经经济济效效果果经济效果5工程程实实例例上海海浦浦东东国国际际机机场场软软土土地地基基强强夯夯处处理理2、夯夯沉沉量量的的控控制制由于于大大面面积积强强夯夯时时，，夯夯点点间间距距扩扩大大为为4m××4m，个个别别区区域域4.5m××4.5m，单单点点夯夯击击能能减减少少到到1500kJ，单单点点击击效效6～8击，，满满夯夯推推平平后后，，实实测测全全场场区区平平均均夯夯沉沉量量为为20～23cm，实测标标高平均均为3.87m，设计平平均标高高为3.73m，山皮土土厚度节节约12～15cm，节约山山皮土约约4.8万吨，节节约资金金约180万元。以以上两项项共计节节约资金金430万元。技术经济济效果经济效果5工程实例例上海浦东东国际机机场软土土地基强强夯处理理技术经济济效果技术效果设计计算算施工方法法质量检验验发展趋势势加固机理理工程实例例6发展趋势势动力排水水固结法法动静结合合排水固固结法强夯法的的两种新新工法6发展趋势势动力排水水固结法法动静结合合排水固固结法强夯法的的两种新新工法动力排水水固结法1.Smoltczyk认为动力力固结法法只适于于塑性指指数Ip≤10的土，Gambin也给出类类似的结结论。软软粘土地地基动力力固结法法失败的的原因主主要是对对软粘土土的特性性了解不不够，所所采用的的动力固固结法工工艺不适适合软粘粘土地基基的加固固；2.冯遗兴等等人采取取了适应应软粘土土动力固固结加固固的有效效排水系系统，采采用了适适应软粘粘土地基基的“先轻后重重、逐级级加能、、少击多多遍、逐逐层加固固”的夯击方方式，确确立了一一整套动动力固结结法新工工艺。6发展趋势势动力排水水固结法法加固机理在砂垫层层(或吹填砂砂层)上往下插插设塑料料排水板板至软土土层中，，然后以以严格控控制的强强夯动力力产生附附加应力力，作用用到软土土中，产产生相应应的超孔孔隙水压压力；借借助于插插设塑料料排水板板所形成成的“水柱”作为传递递工具，，将强夯夯产生的的附加应应力迅即即传到“水柱”的底部，，从而使使排水板板所达到到的深度度范围内内的软土土都受到到强夯的的影响；；同时，，动载压压缩波传传到地表表临空面面时反射射则成为为拉伸波波再传入入土中，，土愈是是软，抗抗拉强度度愈低，，则愈容容易产生生拉伸微微裂纹，，在很高高的孔隙隙压力梯梯度作用用下，软软土中的的拉伸微微裂纹贯贯通成排排水通道道，与排排水板构构成横竖竖交叉的的网状排排水系统统，使软软土中高高压孔隙隙水经网网状排水水系统很很快排到到地表夯夯坑或排排水砂层层中，立立即排出出或流散散。6发展趋势势动力排水水固结法法加固机理随着土中中孔隙压压力消散散，软土土含水量量和孔隙隙比明显显降低，，软土固固结后变变成较密密实的可可塑状土土，强度度大幅度度增长，，压缩性性大大减减低；因因强夯时时附加动动应力很很高，往往往比后后续使用用荷载高高2~3个数量级级，用动动力排水水固结工工法加固固后，浅浅层地基基土成为为超固结结土，即即使深层层土有一一些差异异沉降，，由于地地表12m已成为硬硬壳层，，能调整整地基差差异沉降降，从而而使表层层仅呈现现小量的的较均匀匀沉降，，而不会会出现明明显的不不均匀沉沉降。6发展趋势势动力排水水固结法法主要优点(1)传统强夯夯法为一一种大能能量和能能量积聚聚的动力力固结方方法，采采用重锤锤多击，，适用砂砂性土加加固。而而动力排排水固结结工法采采用严格格控制强强夯动力力和夯击击能，使使软粘土土中产生生的超孔孔隙水压压力不过过快上升升，以确确保软土土不变成成“橡皮土”，成功地地克服了了传统强强夯法用用于软土土的致命命弱点；；(2)利用塑料料排水板板所形成成的“水柱”将强夯产产生的附附加应力力快速向向土体深深部传递递，从而而大大扩扩展了强强夯的影影响深度度，使动动力排水水固结工工法用于于加固深深厚软土土成为可可能，已已有的工工程实例例表明，，动力排排水固结结工法的的加固深深度已超超过25m，大大突突破了传传统强夯夯法有限限的加固固深度(6m)；6发展趋势势动力排水水固结法法主要优点(3)巧妙利用用动载压压缩波在在层状土土中传播播与反射射而使软软土产生生的拉伸伸微裂纹纹，以及及在较高高孔压梯梯度作用用下，拉拉伸微裂裂纹又贯贯通成水水平排水水通道，，并与排排水板构构成横竖竖交叉的的网状排排水系统统，从而而使软土土中高压压孔隙水水经网状状排水系系统很快快排出，，大大加加速了软软土的固固结过程程；(4)将受到严严格控制制的强夯夯动力反反复、逐逐步增强强地作用用于软土土，使软软土中的的超孔隙隙水压力力维持在在较高的的、必要要的、合合理的水水平上，，既不破破坏软土土的结构构，又能能加速软软土中孔孔隙水的的快速排排出，达达到快速速、稳步步加固软软土的目目的，这这是传统统强夯法法无法做做到的。。6发展趋势势动力排水水固结法法动力排水水固结工工法与传传统强夯夯法对比比表自1989年以来，，新强夯夯法在我我国已成成功地完完成了50余项工程程，如上上海某机机场，深深圳世界界之窗填填海区，，深圳多多座立交交桥，深深圳春风风路高架架桥，深深圳机场场达利花花园，海海南大学学图书馆馆，海南南边防局局三亚海海警基地地，深圳圳保安中中心区罗罗田路、、兴华西西路等，，所有工工程均取取得上佳佳的工程程效果。。6发展趋趋势动力排排水固固结法法三项加加固前前后部部分测测点地地基土土物理理力学学指标标比较较6发展趋趋势动力排排水固固结法法动静结结合排排水固固结法法强夯法法的两两种新新工法法动静结结合排水固固结法法动静结结合排排水固固结法法的基基本思思想是是，通通过改改善地地基土土的排排水条条件，，将强强夯法法和填填土预预压法法相结结合，，利用用动荷荷载较较大的的冲击击能激激发较较高的的孔隙隙水压压力，，在静静荷载载作用用下孔孔压消消散固固结，，土体体强度度得以以提高高。6发展趋趋势动静结结合排排水固固结法法特点(1)夯击前前应铺铺设足足够厚厚度的的垫层层(如砂垫垫层和和预压压填土土)，避免免夯锤锤直接接接触触软土土而导导致橡橡皮土土现象象，同同时填填土亦亦作为为静荷荷载。。(2)必须有有较好好的排排水条条件，，保证证动荷荷载作作用下下产生生的孔孔隙水水压力力能迅迅速消消散，，土体体固结结。这这是软软土强强度得得以提提高的的根本本原因因，也也是该该法与与一般般强夯夯法的的区别别所在在。(3)强调动动静荷荷载的的联合合使用用。静静荷载载作用用下的的固结结排水水份额额是基基本的的，动动荷载载作用用下的的固结结量是是附加加的，，但其其作用用不是是两者者简单单的叠叠加，，而是是相辅辅相承承、相相互