强夯施工方法之强夯地基处理山区地基有哪些优势？
强夯地基处理山区地基、分层回填地基有以下优势:
1、强夯夯击功能大,且能级选择的自由度大。强夯的能级目前国内多采用1000kN·m~8000kN·m,可根据地基条件和回填分层厚度不同,通过经济技术比较,选择不同的能级进行处理。
强夯的夯击能,远大于分层碾压的能量,夯点的压实度在地基土级配良好,条件适合的情况下,其压实度常常大于1.0,夯点墩体处于超压密、超强状态,对滑动面有分割作用。
2、强夯的影响深度大,上层土的夯点压实墩,可以嵌入下层土层,形成相互交错之势,对于层面之间具有锁紧作用,消除了层面之间的软弱结构
3、强夯可以对填筑体下的原地基进行加固,增强了填筑体基础的强度,使原地基可能产生的滑动的软弱结构面消失,消除了高填土地基深层滑动的可能性。
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1、强夯地基加固机理
强夯法加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土中的孔隙减少，土体变得密实，从而提高地基土强度；然而，用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助于动力固结的理论，即巨大的冲击能量在土中产生很大的
应力波，破坏了原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利溢出，待超孔隙水压力消散后土体固结。
强夯置换桩的作用机理类似于碎石桩。通过置换挤密形成碎石墩，构成复合地基，提高地基承载力，降低了地基的沉降。同时，碎石墩具有较好的透水性，有利于超孔隙水压力消散，加快了地基的固结和土体强度恢复。
2.有效加固深度
有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据，又是反映处理效果的重要参数。一般可按下式估算有效加固深度：。目前，国内外尚无关于有效加固深度的确切定义，但一般可以理解为：经强夯加固后，该土层强度和变形等指标能满足设计要求的土
层范围。
3.夯锤与落距
夯锤可用砼及铁制作，夯锤形状现多为圆形，锤重宜取100～250 kN。夯锤宜设若干个排气孔，孔径宜取250～ 500 mm，过小易堵孔，丧失排气作用。
落距应从实际夯击面算起至夯锤底面止，但为了有效利用夯击能，应合理确定夯击面高程。夯击面过高，夯击能浪费在表层，持力层加固效果减弱；夯击面过低，则地下水位过高，增加施工难度，同时也往往使基础底面位于受面波和剪切波的干扰而形
成的表层松动区内。根据工程经验，夯击面的高程应确定在建筑物相对高程+0.00m至+0.50m范围内。由于强夯过程中产生的面波和剪切波的影响，地基表层2.0 m左右深度范围内的加固效果反而不如其以下区域。
单击夯击能为夯锤和落距的乘积。一般夯击时锤要重和落距要大，则单击能量大，夯击击数少，夯击遍数也相应减少，加固效果和技术经济较好。强夯的单位夯击能应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理的深度等综合考虑，并可通过
试验确定。
4.夯点布置与间距
夯点需有一定间距，使冲击时夯坑产生冲剪，在夯坑底形成一挤压加固区，为使所产生的挤压力受周围土约束，侧面应不隆起，因此侧面应有一定间距的不扰动土，不能一夯挨一夯。由于夯点间距大，夯点间需增设夯点以加固未挤密土，故需增加遍数
，这种分遍实际上是夯点分批夯击。
夯击点位置可根据基底平面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。遍夯击点问距可取夯锤直径的2.5～3.5倍，第二遍夯击点位于遍夯击点之间。以后各遍夯击点问距可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，遍
夯击点间距宜适当增大。
5.垫层
对软弱饱和土或地下水很浅时，常需在表面铺设砂砾石、碎石垫层，厚0.5～1.5 m，以形成一覆盖压力，减少坑侧土隆起，使坑侧土得到加固，也有利于机械作业。垫层厚度不宜过小，过小不起作用；也不宜过厚，过厚时在锤底形成大的垫，扩散动应
力，减少下部软弱土的加固作用。
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强夯施工中单击夯击能为夯锤重M与落距h的乘积。一般说夯击时锤重和落距大,则单击能量大,夯击击数少,夯击遍数也相应减少,加固效果和技术经济较好。整个加固场地的总夯击能量(即锤重×落距X总夯击数)除以加固面积称为单位夯击能。强夯和强夯
置换的单位夯击能应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理的深度等综合考虑,并可通过试验确定
但对饱和粘性土所需的能量不能一次施加,否则土体会产生侧向挤出,强度反而有有所低,且难于恢复。根据需要可分几遍施加,两遍间可间歇一段时间,这样可逐步增加土的强度,改善土的压缩性。
在设计中,根据需要加固的深度初步确定采用的单击夯击能,然后再根据机具条件因地制宜地确定锤重和落距。
一般国内夯锤可取10-25t,夯锤材质用铸钢,也可用钢板为外壳内灌混凝土的锤。夯锤的平面一般为圆形,夯锤中设置若干个上下贯通的气孔,孔径可取250~300mm，它可减小起吊夯锤时的吸力(在上海金山石油化工厂的试验工程中测出,夯锤的吸力达三
倍锤重)；又可减少夯锤着地前的瞬时气垫的上托力。锤底面积宜按土的性质确定,锤底静压力值可取25-40Fa,对砂性土和碎石填士,一般锤底面积为24m对一般粘性土建议用3-4m:对于淤泥质土建议采用4m对于黄上建议采用4.5-5.5m,同时应控制夯锤的高宽比,
以防止产生偏锤现象,如黄土,高宽比可采用1:2.5~1:2.8.强夯置换锤底静接地压力值可取100-200kPa
夯锤确定后,根据要求的单点夯击能量,就能确定夯锤的落距。国内通常采用的落距是8~25m。对相同的夯击能量,常选用大落距的施工方案,这是因为增大落距可获得较大的接地速度,能将大部分能量有效地传到地下深处,增加深层夯实效果,减少消耗在地表
土层塑性变形的能量。
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