【正文】 (39) ? 密實(shí)度 U和時(shí)間系數(shù) T的關(guān)系如圖 39所示。 ? 但是，另一方面壓實(shí)土體應(yīng)具有最佳含水量，以降低壓實(shí)能量的消耗。 ? 二、土壓實(shí)方法 ? (一 )重錘淺層夯實(shí) ? 重錘淺層夯實(shí)適用于地下水位以上的非飽和粘性土、砂土、濕陷性黃土和回填土等。 ? 重錘夯實(shí)的加固深度和壓實(shí)程度，根據(jù)土質(zhì)、含水量和夯實(shí)制度而定。夯實(shí)制度的內(nèi)容為：錘重、錘尺寸、落錘高度、落點(diǎn)形式、錘擊遍數(shù)等。 2HtCT VV?? ? 重錘采用鋼筋混凝土塊、鑄鐵塊或鑄鋼塊等。外形如圖 310所示。重錘一般為 10~40kN，錘落距一般為~5m，錘重與錘底面積的關(guān)系，應(yīng)使底面靜壓力為15~20kN／ m2。 ? 當(dāng)錘擊遍數(shù)達(dá)到一定值后，最后兩遍的平均下沉量不超過(guò) 10~20mm，即為下沉極限值。此時(shí)的錘擊遍數(shù)一般可作為重錘加固的錘擊遍數(shù)。 ? 重錘加固前應(yīng)挖坑進(jìn)行試夯，確定夯實(shí)制度。 ? 施工時(shí)，重錘由移動(dòng)式起重機(jī)吊掛而錘擊土層。 ? (二 )機(jī)械碾壓和其他壓實(shí)方法 ? 機(jī)械碾壓工具有壓路機(jī)、夯搗式壓路機(jī)、輪胎式壓路機(jī)、振動(dòng)式壓路機(jī)等。夯搗式壓路機(jī)是圓筒碾按上安裝羊蹄或蟹足形突塊，即為羊足碾等。碾壓的影響深度一般為 ~。如果換土回填壓實(shí)地基，還土厚度每層一般為 ~。土含水量，碾壓的每層鋪土厚度、 ? 、碾壓遍數(shù)，碾壓荷裁和碾壓密實(shí)度要求等關(guān)系，應(yīng)出試驗(yàn)測(cè)定。 ? 蛙式夯、內(nèi)燃夯、震動(dòng)夯等都可以對(duì)淺層地基進(jìn)行壓實(shí)工作。 第四節(jié) 深層加固 ? 一、土的動(dòng)力固結(jié)方法 ? 土的動(dòng)力固結(jié)法，又名強(qiáng)夯法，是以很大的沖擊能量對(duì)土層進(jìn)行較大深度的固結(jié)。強(qiáng)夯的單擊夯擊能量可達(dá) 1500~500DkN／ m2。夯錘重為 100~2020kN，錘底面積達(dá) 2~6m2，落錘高度十幾米到幾十米。加固深度達(dá)10~40m。 ? 夯錘重量可由下式確定； ? (311) 10MhH ?? ? 式中 H— 加固深度； ? M— 錘重 (KN)； ? h— 落距 (m)； ? ?— 小于 1的系數(shù)。 ? 強(qiáng)夯法對(duì)粉砂、細(xì)砂、粉質(zhì)粘土、粘土、濕陷性黃土都適用。與傳統(tǒng)的重錘表面夯實(shí)方法不同，強(qiáng)夯法還適用于軟鉆土和飽和土加固。強(qiáng)夯法還廣泛應(yīng)用于海灘和地下地基加固。強(qiáng)夯處理軟弱地基，方法簡(jiǎn)單，施工速度優(yōu)一般夯擊 3~6遍，每遍每點(diǎn)夯 5~20次，夯擊間距為 5~15m，加固軟粘土兩遍，夯擊間隔為 1~4周。加固后，地基承載力可提高 2~5倍，沉降量達(dá) ~3m。強(qiáng)夯法的加固費(fèi)用一般遠(yuǎn)較其他加固方法低。 ? 在大夯擊能量作用下，土中出現(xiàn)高能量的沖擊波和由此產(chǎn)生的高應(yīng)力，導(dǎo)致干砂或可排水的飽和砂土壓密。砂土顆粒重新排列要消耗一定能量，因此壓密程度取決于夯擊的 KNm值。對(duì)飽和而不能排水的砂土，由于孔隙中微氣泡存在，使孔隙水具有壓縮性。強(qiáng)夯使孔隙水壓力增如，土的滲透性加強(qiáng)，土體液化，自由水，毛細(xì)水從顆粒間隙析出，由強(qiáng)夯導(dǎo)致的土體裂隙中排水，土顆粒間隙減少。 ? 強(qiáng)夯還能使細(xì)顆粒土的薄膜水有一部分轉(zhuǎn)化為自由水。地下水位較高的地基，經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯使地下水位下降，而且由于夯后基土密實(shí)，地下水位不再回升。 ? 對(duì)于非飽和黃土類土，大夯擊能量導(dǎo)致土體大量沉陷，使原來(lái)欠壓密狀態(tài)轉(zhuǎn)化為超壓密狀，消除濕陷性。而在再次受水浸時(shí)由于土吸附水而造成土體微量膨脹。在錘底范圍內(nèi)的土層形成超壓密土的硬殼，承載力提高。 ? 施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)加固要求，確定強(qiáng)夯的夯實(shí)制度。 ? 強(qiáng)夯的夯實(shí)效果可用靜力觸探、動(dòng)力觸探、或荷載試驗(yàn)等方法檢驗(yàn)。 ? 二、擠密樁地基深層加固 ? (一 )擠密樁種類和加固作用 ? 在承壓軟弱土層內(nèi)，一般用振動(dòng)或沖擊的方法在地基中打設(shè)很多樁孔，以擠密原土層，同時(shí)在樁孔內(nèi)灌入各種密實(shí)填充物，使原土受到振動(dòng)或沖擊作用而密實(shí)，同時(shí)樁孔內(nèi)填充物如砂土等的密實(shí)度提高，從而使原土地基孔隙比減少，密實(shí)度提高。 ? 根據(jù)灌注填料不同，有土樁、石灰樁、灰土樁、砂樁、礫石樁等。 ? 土樁填料一般為粉質(zhì)粘土、粉土、黃土等。 ? 石灰樁填料為生石灰或生石灰與砂混合物。生石灰灌入樁孔后，吸收土中水份，發(fā)生消解作用，體積膨脹 ? ，對(duì)樁孔壁橫向擠壓。這種擠壓作用導(dǎo)致土體內(nèi)水分繼續(xù)排出，使消解作用持續(xù)進(jìn)行。因此，石灰樁使土的孔隙比和含水量部減少。 ? 灰土樁孔的填料為三七灰土或二八灰土。 ? 砂樁，根據(jù)被加固土的不同，或起擠密土層的作用，或起排水的作用。前者稱擠密砂樁，后者稱排水砂井，簡(jiǎn)稱砂井。前者提高土體的密實(shí)度，增強(qiáng)地基的承載力和穩(wěn)定性。后者主要起排水作用。 ? 在樁孔內(nèi)灌注級(jí)配石或級(jí)配砂石，成為礫石樁。 ? 混凝土灌注樁根據(jù)所起作用的不同，或?yàn)閿D密樁，或?yàn)閼页袠?。前者填料為貧混凝土，后者填料為C15~C20級(jí)混凝土。 ? 深層擠密樁的作用，除了擠密土層外，還起換土作用。在樁孔內(nèi)以工程性質(zhì)更好的土置換原來(lái)的弱土或 ? 飽和土。擠密樁體與周圍原土組成復(fù)合地基，共同承受荷載作用。 ? 在含水粘土層內(nèi)，砂樁還作為排水井，成為土中水的逸水通道。擠密砂樁還可防止地震時(shí)松散砂土的液化，防止各種震動(dòng)對(duì)地基的消極影響，改善板樁前后兩面的土壓力，增強(qiáng)樁的水平阻力，防止挖掘時(shí)基底隆起等。 ? 深層擠密樁加固可用于各種給排水構(gòu)筑物和建筑物的地基加固，給水廠和污水廠的場(chǎng)地地基加固，管道地基加固等外，還使荷載較多地集中于砂樁，也使粘性土與砂樁成為整體的復(fù)合地基。 ? (二 )擠密砂樁加固 ? 1．?dāng)D密砂樁應(yīng)用范圍 ? 上述各類深層擠密樁中，砂樁應(yīng)用最為普遍。擠密 ? 砂樁普遍。擠密砂樁用于砂土、粉土，還可用于粘土、填土、泥碳、火山灰土等地基，以及各類土的煤層地基。砂樁加固的較優(yōu)效果和原土顆粒級(jí)配有關(guān)。原土粒度大，加固效果好，可能達(dá)到的最大貫入度 (N)在 25左右，一般為 l5~20，如圖 311所示。 ? 回填料也應(yīng)有良好級(jí)配，粒徑范圍不應(yīng)小于圖 311中曲線 e0。 ? 管溝地基的砂樁加固如圖 3l2所示。 ? 擠密砂樁加固地基的范圍，常取 ，但基礎(chǔ)每邊至少必須放出 。兩者中取大值。加固深度根據(jù)地應(yīng)力分布曲線確定。 ? 為了增加加固深度，加固層上限標(biāo)高可取降低原地面后的某一標(biāo)高。上限標(biāo)高根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，但應(yīng)高于基礎(chǔ)地面。 ? ? 樁孔可按正方形或三角形布置，見(jiàn)圖 313所示。若按正三角形布置，假設(shè)松散土中的砂樁擠密效果可達(dá)100％，則加固前 ?ABC中土的總重等于加固后陰影部分土的總重，即： ? (312) ? (313) 1222)843(43 ??? dLL ???????1 dL ? 式中 L— 砂樁間距 (m)。 ? ?1— 加固后土重度 (KN／ m3)。 ? ?— 加固前土重度 (KN／ m3)。 ? d— 樁孔直徑 (m)。 ? 其中 (314) ? 式中 G— 土顆粒相對(duì)密度； ? e1— 加固后土孔隙比； ? ?— 土的含水量。 ? 根據(jù)對(duì)原地基所測(cè)定的 N值 ,參照相對(duì)密度 Dr與顆粒試驗(yàn)結(jié)果，可求出原地基的孔險(xiǎn)比 e0。今需要壓實(shí)后地基為 N’，也可求出 Dr’和 e1。因此，只需要使原地基 e0提高到 e1，即可滿足加固要求。 )(111 ?? ??? eG ? 松散中砂地基用砂樁加固時(shí)，通常要求加固后的相對(duì)密度 Dr‘＞ ,即： ? (315) ? 則加固后孔隙比為： ? (316) ? 式中 e1— 加固后地基土的孔隙比； ? emax— 土最大孔隙比； ? emin— 土最小孔隙比。 ? 粘性土地基的加固后孔隙比可按下式求出： ? (317) 39。m inmax1max ????eeeeDr)( m i nm a xm a x1 eeee ???)]([ PLPWe ???? ? ? 式中 ?— 土顆粒相對(duì)密度； ? ?W— 水密度； ? ?L— 液限含水量； ? ?P— 塑限含水量。 ? 根據(jù)加固后的 el，即可求出 ?l，從而決定 L。 ? 一般多選用加固施工地基的最大貫入度 N‘＝ 10~25。 ? 砂樁加固效果與樁距有關(guān)。樁距較密，如 L＝ 2d，土層各處加固效果較均勻。砂樁間距一般為 ~。超過(guò) ，邊緣部分密實(shí)度顯著降低。圖 314為砂樁加固的密實(shí)度分布。 ? 總樁數(shù)和每個(gè)樁孔用砂量可按下述計(jì)算。 ? 設(shè)原地基總體積為 V0，孔隙比為 e。 ，則顆粒體積 V為： ? ? (318) ? 設(shè)土內(nèi)樁孔總體積為 V1: ? (319) ? (320) ? 設(shè)樁孔長(zhǎng)為 h(m)，壓入砂量一般為 ~／ m，則每米深度用砂量為： ? (321) 001 eVV??001110 1 eVVVVee????)(1)( 300101 meVeeV???hV1?? ? 砂樁總面積 F為 : ?