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强夯施工中存在的问题及原因分析

一般来说,强夯地基的固结过程是压实过程中土层密实度随施工工艺的增加而增加的过程。但是,由于强夯施工的顺序特点,均质化过程发生在土层的共同作用下,即土层的张开方向不均匀、均匀。因此,在某一点或某一块,与压实有关的一些参数可能是上下的,即增加或减少,但平均值仍然是增加连续压实度的曲线。因此,压实是一个归纳过程,包括排气固结、排水固结和均质化过程。由于实际工程中土体的颗粒组成、孔隙比、含水量等方面存在较大差异,有必要对不同情况下的问题进行猜测和分析,避免工程质量问题或安全事故的发生。

1、 塑性结构损伤

强夯法是在强夯概念的基础上,即利用冲击动荷载来减小土体中的孔隙体积,使土体密度徒步旅行,然后徒步旅行其强度。

一般来说,加载过程中的变形称为自动变形,卸载过程中的变形称为强制变形。对于强夯法,强夯荷载作用过渡期的固结沉降量为自动变形,压实后间歇期的固结沉降量为强迫变形,其自动变形量远大于强迫变形量。土的结构变化主要发生在自动变形阶段,因为在强制变形过程中,土点仍表现为连续沉降,回弹量很小,可以判断自动变形为不可逆塑性变形。而且土在强夯作用下也很容易发生塑性破坏。一旦达到塑性损伤,土壤的强度就会丧失。

2、 液化问题

在强夯工程中,含水量高的软土、粘土和砂土都可能发生液化。孔隙水在液化过程中起着重要作用。孔隙水压力的急剧升高是液化的直接原因和先兆。土能否振动液化与土的条件、初始应力条件、动荷载条件和排水条件有关。

当孔隙水压力足够大时,对土颗粒的分散力也足够大。分散效应削弱了土骨架之间的结合强度,最终颗粒变成悬浮颗粒,即液化。液化后的土颗粒处于悬浮状态,在微观上是一种布朗运动。此时,土的强度完全消失。随着孔隙水压力的降低和颗粒的积累,形成重塑土。但重塑土的强度较原土低,且重塑土较原土易液化,对后续压实更不利。因此,在强夯过程中应控制液化。

3橡胶土现象

橡胶土是强夯处理软土地基的一种特殊现象。主要原因是现行强夯技术不适合软土的特性。软粘土孔隙比大,含水量高,渗透性差,强度低。在强夯的动力作用下,土体需要瞬间从孔隙中排出大量的水,但由于软粘土时间短、渗透性差,以前不能排出,导致土中孔隙水压力增大,很难在短时间内失去它。强夯作用产生的能量不能改变孔隙水所吸收的土壤结构,从而对土壤结构造成破坏。此时,土壤的抗剪强度大大降低。虽然锤子底部表面仍有夯沉现象,甚至夯沉量较大,但此时土体的变形仅为剪切变形,而无压缩变形。因此,土壤的本质并没有得到强化。


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