地基处理技术课件项目三 压实与夯实地基

地基处理技术项目三压实与夯实地基资环系压实法的选用压实填土地基的施工压实填土地基质量检验夯实法的选用夯实法施工技术夯实法的质量检验项目3压实与夯实地基教学目标：1.熟悉压实和夯实法的概念、作用及适用范围；2.能了解压实和夯实法加固机理和设计流程；3.能掌握压实和夯实地基的施工特点、施工程序；4.能进行压实和夯实地基施工的质量检验项目3压实与夯实地基压实填土地基包括压实填土及其下部天然土层部分，压实填土地基的变形也包括压实填土及其下部天然土层的变形。压实填土需要通过设计，按设计要求分层压实，并对其填料性质和施工质量有严格控制，其承载力和变形满足地基设计要求。压实地基适用于处理大面积填土地基。浅层软弱地基以及局部不均匀地基的换填处理按照项目二中换填垫层给出的方案执行。任务3.1压实法的选用砂土和粘土的压实曲线

任务3.1压实法的选用3.1.1土的压实原理1.土的压实原理压实过程实际上是排除空气、降低孔隙度的过程，其强度自然会提高，压缩系数相应下降。试验表明，在一定的压(振)实能量作用下，不论是粘性还是砂性土类，其压实结果均与其颗粒和水的相对含量有关，通常用干密度rd与含水量(w)的关系曲线来表达。当粘性土的含水量较小时，土粒表面的结合水膜很薄（主要是强结合水），颗粒间很大的分子力阻碍着土的压实，这时压实效果就比较差；当含水量增大时，结合水膜逐渐增厚，粒间联结力减弱，水起着润滑的作用，使土粒在相同压实功能条件下易于移动而挤密，所以压实效果较好；但当土样含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自由水，压实时，孔隙水不易排出，形成较大的孔隙压力，势必阻止土粒的靠拢，所以压实效果又趋下降，这就是土的压实机理。任务3.1压实法的选用任务3.1压实法的选用2.影响土压实效果的因素1）最优含水量在一定的压实机械的功能条件下，土最易于被压实、并能达到最大密实度时的含水量，称为最优含水量，相应的干密度称为最大干密度。最优含水量大致为塑限＋2％。土中粘土矿物含量大，则最优含水量越大。砂土和粘土的压实曲线2）压实功能

当压实功能较小时，土压实后的最大干密度较小，对应的最优含水量则较大。所以，在压实工程中，若土的含水量较小，则需选用夯实功能较大的机具，才能把土压实至最大干密度。

在加大压实功能时，最大干密度增大，最优含水量却减小，即压实功越大，则愈容易克服颗粒间的吸了，因此在低含水量下可以达到更大的密实程度。任务3.1压实法的选用2.影响压实效果的因素3）压实条件指压实时被压实土层的特点，所采用压实机械的功能和性能，压实的方法和方式等。室内击实试验的结果只能作为工程实践的参考。

4）其他因素

土的颗粒粗细、级配、矿物成分和添加的材料等因素对压实效果是有影响的。颗粒越粗，就越能在低含水量时获得最大的干密度；颗粒级配越均匀，压实曲线的峰值范围就越宽广而平缓；对粘性土，其压实效果与其中的粘土矿物成分含量有关。任务3.1压实法的选用1.压实填土地基填料的选择2.设计参数的确定3.压实填土的质量控制4.设置在斜坡上的压实填土5.压实填土的边坡坡度允许值6.压实填土地基承载力确定7.压实填土地基的变形任务3.1压实法的选用3.1.2压实填土设计要点3.1.2压实填土设计要点压实填土地基填料的选择可选用粉质粘土、灰土、粉煤灰、级配良好的砂土或碎石土，以及质地坚硬、性能稳定、无腐蚀性和无放射性危害的工业废料等。以碎石土作为填料时，其最大粒径不宜大于100mm；以粉质粘土、粉土作填料时，其含水率宜为最优含水率，可采用击实试验确定；不得采用淤泥、耕土、冻土、膨胀土以及有机质含量大于5%的土料；采用振动压实法时，宜降低地下水位到振实面下600mm。任务3.1压实法的选用任务3.1压实法的选用2.设计参数的确定碾压法和振动压实法施工时，应根据压实机械的压实性能，地基土性质、密实度、压实系数和施工含水率等，并结合现场试验确定碾压分层厚度、碾压遍数、碾压范围和有效加固深度等施工参数。初步设计可按表3-2选用。表3-2填土每层铺填厚度及压实遍数施工设备每层铺填厚度（mm）每层压实遍数平碾（8t～12t）200～3006～8羊足碾（5t～16t）200～3508～16振动碾（8t～15t）500～12006～8冲击碾压（冲击势能15kJ～25kJ）600～150020～40对于已经回填完成且回填厚度超过表3-1中的铺筑厚度，或粒径超过100mm的填料含量超过50%的填土地基，应用较高性能的压实设备或采用夯实法进行加固。任务3.2压实填土地基的施工3.2.1压实填土地基压实机械的选用3.2.2压实填土地基的施工要点任务3.3压实填土地基质量检验压实填土地基质量检验包括施工过程质量检验和竣工验收检验。1.压实地基施工过程质量检验应分层进行，每完成一道工序应按设计要求进行验收，未经验收或验收不合格时，不得进行下一道工序的施工。2.施工过程中，应分层取样检验土的干密度和含水量；每50～100m3面积内应不少于1个检测点，每一个独立基础下，检测点不少于1个点，条形基础每20延米设监测点不少于1个点，压实系数满足表3-2的要求。采用灌砂或灌水法检测碎石土干密度不得低于2.0t/m3。3．有地区经验时，可采用动力触探、静力触探、标准贯入等原位试验，并结合干密度试验的对比结果进行质量检验。4．冲击碾压法施工宜分层进行变形量、压实系数等土的物理力学指标监测和检测。5．压实填土地基竣工验收采用静载荷试验检验地基承载力，并结合动力触探、静力触探、标准贯入试验结果进行综合判定。每个单体工程静载荷试验不应少于3点，大型工程可按单体工程的数量或面积确定检验点数。强夯法1

工程引例强夯法选用

3施工方法

4质量检验任务3.4强夯法的选用

强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，我国于1978年首次由交通部一航局科研所及其协作单位在天津新港三号公路进行了强夯法试验研究。它通过一般8～30t的重锤(最重可达200t)和8～20m的落距(最高可达40m)，对地基土施加很大的冲击能，提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件等。任务3.4强夯法的选用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、素填土对于高饱和度的可采用强夯置换法任务3.4强夯法的选用《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)规定

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软～塑流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。

任务3.4强夯法的选用强夯法、强夯置换法的优点加固效果好使用经济施工简单强夯法加袋装砂井软粘土地基的综合治理任务3.4强夯法的选用国内发展阶段自引进到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2002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。2002年底至今，强夯工程最高应用能级已经达到10000kN*m。为了更进一步扩大强夯的应用范围，在强夯技术的基础上，还形成了强夯置换和柱锤冲扩等新技术

。任务3.4强夯法的选用以处理饱和软土为目的低能级强夯技术；

三个研究方向强夯与其他地基处理技术优势互补，发展成为组合式地基处理技术。以处理高填土和深厚湿陷性黄土，以及消除湿陷为目的的高能级强夯技术；

任务3.4强夯法的选用夯锤地面挤压土体隆起夯击能冲击力冲击波冲切上部土体结构破坏形成夯坑挤压周围土体任务3.4强夯法的选用3.4.1加固机理某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及周围地表隆起情况

任务3.4强夯法的选用3.4.1加固机理对非饱和土地基压密过程基本上同实验室中的击实实验相同，挤密振密效果明显。

对饱和无粘性土地基土体可能会产生液化，其压密过程同爆破和振动密实的过程相同。对饱和粘性土地基产生超孔压，并且逐渐消散，地基土固结，孔隙比减小，强度提高。

3.4.1加固机理任务3.4强夯法的选用三种加固机理动力密实加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土动力荷载减小土孔隙，提高强度

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

处理细颗粒饱和土

局部产生裂缝，增加排水通道

动力固结动力置换任务3.4强夯法的选用3.4.1加固机理动力密实

冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相被挤出的过程，其变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。

实际工程表明，在冲击动能作用下，地面会立即产生沉降，一般夯击一遍后，其夯坑深度可达0.6～1.0m，夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高2～3倍。

非饱和土在中等夯击能量1000～2000kN·m的作用下，主要是产生冲切变形，在加固深度范围内气相体积大大减少，最大可减少60%。

任务3.4强夯法的选用3.4.1加固机理动力固结

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。

任务3.4强夯法的选用3.4.1加固机理动力置换整式置换：将碎石整体挤入淤泥中，作用机理类似于换土垫层。

桩式置换：形成桩式或墩式的碎石墩或桩。其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩。

任务3.4强夯法的选用3.4.1加固机理3.4.2强夯法设计计算任务3.4强夯法的选用1.有效加固深