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一、復合地基
(一)、地基處理簡介
地基處理(ground treatment): 是為了提高地基承載力,改善其變形性質或滲透性質而采取的人工地基處理方法。
具體來說,主要從以下五個方面改善原狀軟弱地基的性質。
1、改善剪切特性。
由于土體的強度主要是指其抗剪強度,土體的破壞是受剪破壞,而不是受壓破壞,所以改善剪切特性實際上是提高土體強度(兩個重要指標就是C,Φ值)。
2、改善壓縮特性
主要是提高地基土的壓縮模量,借以減少地基土的沉降。簡而言之,就是提高地基抗變形特性。
3、改善透水特性
主要是解決由于地下水的運動而出現的問題。如流沙,管涌等。
4、改善地基的動力特性
地震時飽和松散粉細沙(包括部分輕亞黏土)將會發生液化。主要解決地基的振動特性,提高抗震性能。
5、改善特殊土的不良特性
主要是消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的漲縮性。
(二)強夯法和強夯置換法
(1)強夯法的起源
強夯法起源于法國,1969年首先用于法國某海邊20來棟八層居住建筑的地基加固工程。現場的地質條件為:表層4-8米為采石場廢石棄土填海造地,以下15-20米為夾有高壓縮性淤泥的沙質粉土,再下為泥灰巖。原擬采用樁基礎,不僅樁長的長度要達到30-35米,而且負摩擦力所產生的荷載將占整個樁基礎承載力的60—70%,很不經濟。后改用堆土(高5m,100kpa)預壓加固,歷時三個月,沉降僅20cm,最后采用強力夯實,只一遍(錘重80kN,落距10m)就沉降了50㎝ 。隨即引起了人們的注意。我國從1978年在塘沽新港首次使用以后,發展很快。
(2)強夯法施工簡介及適用條件
強夯和強夯置換法是用起重設備將很重的夯錘(一般10~40t)起吊到一定高度(一般10~40m),然后使其自由下落,利用其產生的較大的沖擊能對土進行強力夯實,以提高其強度、降低其壓縮性的一種地基加固處理方法。強夯法使用的設備簡單,施工速度快,加固效果好,節約三材,經濟效益顯著。
工程實踐證明,經強夯處理后的地基,其承載力可提高2~5倍,地基壓縮性可減小2~10倍,有效加固深度可達5~15m,可消除飽和砂土地基的液化。強夯法多年來廣泛應用在建筑、水利、交通、港口和石化等多種工程的地基加固上。
強夯法是一項動力固結技術,能否迅速的使水從土體內排走,是決定強夯效果好壞的關鍵。強夯法主要適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,對于高飽和度的粉土與粘性土應謹慎采用。如單純用強夯法處理高飽和度的粉土與粘性土,可在場地內布置一定數量的碎石樁、砂樁或塑料排水板,形成排水通道,也能起到一定的加固處理效果。
強夯置換法是采用在夯坑內回填塊石、碎石等粗顆粒材料,用夯錘夯擊形成連續的強夯置換墩。強夯置換法一般適用于高飽和度的粉土與軟塑~流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。
強夯工程采用的夯擊能一般為1000~8000kN.m,也有少量地基采用更高的夯擊能,所處理的場地大多數為劈山填海及山地溝谷回填的地基,如回填土主要為碎石素填土,則非常適合強夯處理。
(3)強夯法加固地基的原理
強夯法以很大的沖擊能量作用在地基上,在土中產生沖擊波,以克服土顆粒間的各種阻力,使地基密實。因此,沖擊波在土中的傳播過程是這種地基處理方法的基礎。中天強夯工程隊,是專業化的強夯隊伍,處理過各種復雜地形地貌,強夯處理淤泥質土,強夯處理高飽和含水粉質粘土。
由沖擊引起的震動,在土中是以振動波的形式向地下傳播的。這種振動波可分為體波和面波。體波包括壓縮波和剪切波,可在土體內部傳播;而面波如瑞利波,只能在地表土層中傳播。
如果降地基視為半彈性空間體,則重錘自由落下過程,就是勢能轉化為動能的過程。在落到地面以前的瞬間,勢能的大部分轉換成動能。重錘夯擊地面時,這部分動能除一部分以聲波形式向四周傳播,一部分由于摩察產生熱能外,大部分施工沖擊動能則使土體產生自由振動。并以壓縮波(亦稱縱波,波)、剪切波、和瑞利波的波體系聯合在地基內傳播,在地基中產生一個波場。