4 强夯法和强夯置换法

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1、地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 加固机理加固机理4.3 4.3 设计设计4.4 4.4 施工施工4.5 4.5 质量检测质量检测主要内容地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学4.14.1概概 述述 强强夯夯法法是是法法国国MenardMenard技技术术公公司司于于19691969年年首首创创的的一一种种地地基基加加固固方方法法，又又名名动动力力固固结结法法或或动动力力压压实实法法。这这种种方方法法是是反反复复将将夯夯锤锤提提到到一一定定高高度度使使其其自自由由落落下下（落落距距一一般般为为101040m

2、40m），给给地地基基以以冲冲击击和和振振动动能能量量，从从而而提提高高地地基基的的承承载载力力，降降低低土土的的压压缩缩性性、改改善善砂砂土土的的抗抗液液化化条条件件、消消除除湿湿陷陷性性黄黄土土的的湿湿陷陷性性等等。同同时时，夯夯击击能能还还可可提提高高土土层层的的均均匀匀强强度度，减减小小将将来来可可能能出现差异沉降。出现差异沉降。 强夯法进行软土地基处理强夯法进行软土地基处理强夯法进行软土地基处理强夯法进行软土地基处理 强夯可提高地强夯可提高地强夯可提高地强夯可提高地基土的强度基土的强度基土的强度基土的强度, , , ,降低土降低土降低土降低土的压缩性的压缩性的压缩性的压缩性, , ,

3、 ,改善土的改善土的改善土的改善土的抗液化条件抗液化条件抗液化条件抗液化条件 共共70页页 第第28页页地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 等等等等等等等等 强夯法适用土层强夯法适用土层强夯法适用土层强夯法适用土层碎石土碎石土碎石土碎石土砂土砂土砂土砂土 低饱和低饱和低饱和低饱和度的粉度的粉度的粉度的粉土与粘土与粘土与粘土与粘性土性土性土性土湿陷性湿陷性湿陷性湿陷性黄土黄土黄土黄土 杂、素杂、素杂、素杂、素填土填土填土填土 对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采用强夯置换法用强夯置换法用强夯置换法用强夯置换法地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学800

4、0KN.M 强夯强夯2地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学青岛港8号码头强夯工程地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 内蒙古准格尔旗沙圪堵工业园内蒙古准格尔旗沙圪堵工业园2020万聚氯乙烯项目地基强夯处万聚氯乙烯项目地基强夯处理工程主要能击为理工程主要能击为6000KN.m6000KN.m，总面积为，总面积为330000330000平方米。工程从平方米。工程从20092009年年8 8月开工，于月开工，于20092009年年1010月完工。月完工。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 太钢钢建集团无缝

5、钢管厂项目厂区地基强夯处理。本工程总面积太钢钢建集团无缝钢管厂项目厂区地基强夯处理。本工程总面积400000400000万万m2m2，采用单位夯击能，采用单位夯击能4000kn.m4000kn.m，工程施工从，工程施工从20082008年年4 4月开始到月开始到20082008年年8 8月完工月完工 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 晋城煤业集团晋城煤业集团1010万吨万吨/ /年合成油示范工程项目，位于晋城市矿务年合成油示范工程项目，位于晋城市矿务局。由山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司投资建设，该项目总局。由山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司投资建设，该项目总投资为投资为13501

6、350万美元。其中企业自筹万美元。其中企业自筹385385万美元，拟引资万美元，拟引资965965万美元。万美元。项目建成后，可实现年销售收入项目建成后，可实现年销售收入130130万美元。万美元。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学陕西神木富油能源有限公司生产区地基强夯处理工程陕西神木富油能源有限公司生产区地基强夯处理工程 中低温煤焦油及煤制氢厂区地基处理，单位夯击能点中低温煤焦油及煤制氢厂区地基处理，单位夯击能点夯为夯为8000KN.M8000KN.M，满夯为，满夯为4000kn.m4000kn.m。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 强强夯夯置置换换法法是是采采用用在在夯夯坑坑

7、内内回回填填块块石石、碎碎石石等等粗粗颗颗粒粒材材料料，用用夯夯锤锤夯夯击击形形成成连连续续的的强强夯夯置置换换墩墩。强强夯夯置置换换法法是是2020世世纪纪8080年年代代后后期期开开发发的的方方法法，适适用用于于高高饱饱和和度度的的粉粉土土与与软软塑塑- -流流塑塑的的粘粘性性土土等等地地基基上上对对变变形形控控制制要要求求不不严严的的工工程程。强强夯夯置置换换法法具具有有加加固固效效果果显显著著、施施工工期期短短、施施工工费费用用低低等等特特点点。强强夯夯置置换换法法一一般般处处理理效效果果良良好好，个个别别工工程程因因设设计计、施施工工不不当当，加加固固后后会会出出现现下下沉沉较较大大

8、或或墩墩体体与与墩墩间间土土下下沉沉不不等等的的情情况况。因因此此，建建筑筑地地基基处处理理技技术术规规范范(JGJ79-2002)(JGJ79-2002)特特别别强强调调，采采用用强强夯夯置置换换法法前前必必须须通通过过现现场场试试验验确确定定其其适适用用性性和和处处理理效效果果，否则不得采用。否则不得采用。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学4.2 4.2 加固机理加固机理p动力密实动力密实 采采用用强强夯夯加加固固多多孔孔隙隙、粗粗颗颗粒粒、非非饱饱和和土土是是基基于于动动力力密密实实的的机机理理，即即用用冲冲击击型型动动力力荷荷载载，使使土土体体中中的的孔孔隙隙减减小小，土土体体变

9、变得得密密实实，从从而而提提高高地地基基土土强强度度。在在采采用用强强夯夯法法加加固固多多孔孔隙隙、粗粗颗颗粒粒、非非饱饱和和土土的的过过程程中中，高高能能量量的的夯夯击击对对土土的的作作用用不不同同于于机机械械碾碾压压、振振动动压压实实和和重重锤锤夯夯实实，巨巨大大的的夯夯击击能能量量产产生生的的冲冲击击波波和和动动应应力力在在土土中中传传播播，使使颗颗粒粒破破碎碎或或使使颗颗粒粒产产生生瞬瞬间间的的相相对对运运动动，从从而而孔孔隙隙中中气气泡泡迅迅速速排排出出或或压压缩缩，孔孔隙隙体体积减少，形成较密实的结构。积减少，形成较密实的结构。 目前，强夯法加固地基有四种不同的加固机理：目前，强夯

10、法加固地基有四种不同的加固机理：动力密实、动力密实、动力固结、动力固结、震动波压密和震动波压密和动力置换动力置换。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 非非饱饱和和土土的的夯夯实实过过程程，就就是是土土中中的的气气相相( (空空气气) )被被挤挤出出的过程，其夯实变形主要是由于的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起土颗粒的相对位移引起。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学p动力固结动力固结 用用强强夯夯法法处处理理细细颗颗粒粒饱饱和和土土时时，则则是是借借助助于于动动力力固固结结的的理理论论，即即巨巨大大的的冲冲击击能能量量在在土土中中产产生生很很大大的的应应力力波波，破破

11、坏坏了了土土体体原原有有的的结结构构，使使土土体体局局部部发发生生液液化化并并产产生生许许多多裂裂隙隙，增增加加了了排排水水通通道道，使使孔孔隙隙水水顺顺利利逸逸出出，待待超超孔孔隙隙水水压压力消散后，土体固结力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。由于软土的触变性，强度得到提高。 MenardMenard根根据据强强夯夯法法的的实实践践，提提出出了了与与太太沙沙基基静静力力固固结结理理论论不不同同的的、新新的的动动力力固固结结模模型型和和理理论论。图图4-14-1为为太太沙沙基基静力固结理论和静力固结理论和MenardMenard动力固结理论的模型对比图动力固结理论的模型对比图。

12、 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学（a）（ b）图4-1 静力固结理论与Menard动力固结理论模型比较（a） 太沙基静力固结模型（b） Menard动力固结模型 液体 活塞 弹簧 孔径地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学静力固结和动力固结理论对比表静力固结和动力固结理论对比表 静力固结理论静力固结理论 动力固结理论动力固结理论 不可压缩的液体不可压缩的液体固结时液体排出所通过的小孔，固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是不变的其孔径是不变的弹簧刚度是常数弹簧刚度是常数活塞无摩阻力活塞无摩阻力 含有少量气泡的可压缩液体含有少量气泡的可压缩液体固结时液体排出所通过的小孔，其固结时液体排

13、出所通过的小孔，其孔径是变化的孔径是变化的弹簧刚度为变数弹簧刚度为变数活塞有摩阻力活塞有摩阻力 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学(1)(1) 饱和土的压缩性饱和土的压缩性 由由于于土土体体中中有有机机物物的的分分解解，土土中中总总存存在在一一些些微微小小气气泡泡，其其体体积积占占土土体体总总体体积积的的1%-4%1%-4%。进进行行强强夯夯时时，气气体体体体积积压压缩缩，孔孔隙隙水水压压力力增增大大，随随后后气气体体有有所所膨膨胀胀，孔孔隙隙水水排排出出，孔孔隙隙水水压压力力减减少少，固固相相体体积积不不变变。这这样样每每夯夯击击一一遍遍，液液相相和和气气相相体体积积有有所所减减少少。

14、根根据据实实验验，每每夯夯击击一一遍遍，气气相相体体积积可减少可减少40%40%。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学(2) (2) 产生液化产生液化 在在重重复复夯夯击击作作用用下下，施施加加于于土土体体的的夯夯击击能能迫迫使使土土结结构构破破坏坏，孔孔隙隙水水压压力力上上升升，使使土土体体中中的的气气体体逐逐渐渐受受到到压压缩缩。因因此此，土土体体的的沉沉降降量量与与夯夯击击能能成成正正比比。当当气气体体体体积积的的百百分分比比接接近近零零时时，土土体体便便变变得得不不可可压压缩缩。当当施施加加到到相相应应于于孔孔隙隙水水压压力力上上升升到到与与覆覆盖盖压压力力相相等等的的能能量量时时

15、，土土体体即产生液化。即产生液化。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学(3)(3) 渗透性变化渗透性变化 当当所所出出现现的的超超孔孔隙隙水水压压力力大大于于颗颗粒粒间间的的侧侧向向压压力力时时，致致使使土土颗颗粒粒间间出出现现裂裂隙隙，形形成成排排水水通通道道，土土的的渗渗透透性性骤骤增增，孔孔隙隙水水得得以以顺顺利利排排出出。当当孔孔隙隙水水压压力力的的消消散散到到小小于于土土颗颗粒粒之之间间的的横横向向压压力力时时，裂裂隙隙自自行行闭闭合合，土土中中水水的的运运动动又又恢恢复复常态。常态。(4) (4) 触变恢复触变恢复 当当土土体体液液化化或或接接近近液液化化时时，抗抗剪剪强强度

16、度为为零零或或最最小小，吸吸附附水水变变成成自自由由水水。随随着着孔孔隙隙水水压压力力的的消消散散，土土颗颗粒粒间间接接触触将将较较夯夯击击前前更更为为紧紧密密，土土的的抗抗剪剪强强度度和和变变形形模模量量会会有有较较大大幅幅度度增增长长。这这时时自自由由水水重重新新被被土土颗颗粒粒所所吸吸附附而而变变成成了了吸吸附附水水，这也是具有触变性土的特性。，这也是具有触变性土的特性。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学p动力置换动力置换 动力置换可分为动力置换可分为整式置换整式置换和和桩式置换桩式置换，如图，如图4-44-4。整式整式置换置换是采用强夯将

17、碎石整体挤入淤泥中，其作用机理类似于是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，其作用机理类似于换土垫层。换土垫层。桩式置换桩式置换是通过强夯将碎石填筑土体中，部分碎是通过强夯将碎石填筑土体中，部分碎石桩（或墩）间隔地夯入软土中，形成桩式（或墩式）的碎石桩（或墩）间隔地夯入软土中，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，石墩（或桩）。其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩，它主要是靠碎石内摩擦角和桩（或墩）间土的侧限来维持桩它主要是靠碎石内摩擦角和桩（或墩）间土的侧限来维持桩体的平衡，并与桩（或墩）间土起复合地基的作用。体的平衡，并与桩（或墩）间土起复合地基的作用。p震动波

18、压密震动波压密 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学整式置换整式置换地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学4.3 4.3 设计设计p强夯法设计强夯法设计 1. 1. 有效加固深度有效加固深度 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。一般可按下列公式估算有效是反映处理效果的重要参数。一般可按下列公式估算有效加固深度，或按表预估：加固深度，或按表预估：HH有效加固深度有效加固深度(m) (m) MM夯锤重夯锤重(10KN) (10KN) hh落距落距(m) (m) 系数系数 一般可理解为：一般可理解为：经强夯加固后

19、，经强夯加固后，该土层强度和变形等指标能满足该土层强度和变形等指标能满足设计要求的土层范围。设计要求的土层范围。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 有有效效加加固固深深度度的的因因素素除除了了夯夯锤锤重重和和落落距距外外，还还包包括括夯夯击击次次数数、锤锤底底单单位位压压力力、地地基基土土的的性性质质、不不同同土土层层的的厚厚度度和和埋埋藏藏顺顺序序以以及及地地下下水水位位等等。鉴鉴于于有有效效加加固固深深度度问问题题的的复复杂杂性性，以以及及目目前前尚尚无无适适用用的的公公式式，建建筑筑地地基基处处理理技技术术规规范范（JGJ79JGJ7920022002）规规定定：强强夯夯的的有有效

20、效加加固固深深度度应应根根据据现现场场试试夯夯或或当当地地经经验验确确定定。在在缺缺少少经经验验或或试试验验资资料料时时，可可按表按表4-24-2预估。预估。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 夯锤一般重夯锤一般重101040t40t，通常采用钢板外壳内灌砼。通常采用钢板外壳内灌砼。锤底面积宜按土的性质确锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取定，锤底静压力值可取252540KPa40KPa。钢板砼组合夯锤钢板砼组合夯锤钢板砼组合夯锤钢板砼组合夯锤夯锤宜设置若干上下贯通的气孔夯锤宜设置若干上下贯通的气孔, ,可减小可减小夯锤起吊时的吸力夯锤起吊时的吸力( (夯锤吸力可达夯锤吸力可达3

21、3倍锤重倍锤重) ) 长园柱夯锤长园柱夯锤长园柱夯锤长园柱夯锤 短园柱夯锤短园柱夯锤短园柱夯锤短园柱夯锤 园锥形园锥形园锥形园锥形夯锤夯锤夯锤夯锤园锥形夯锤底园锥形夯锤底面积小，会形面积小，会形成很深的夯坑成很深的夯坑园柱形夯锤高宽园柱形夯锤高宽比过大，容易偏比过大，容易偏锤，要慎用锤，要慎用夯锤上夯锤上的气孔的气孔共共70页页 第第29页页p夯锤和落距夯锤和落距地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学落距落距单位夯击能单位夯击能=N*M*h/A=N*M*h/A应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理深度等综合考虑，并通过试验确定。 p夯锤和落距夯锤和落距单击夯击能单击夯击能=M*h=M

22、*h夯夯锤锤落距落距总夯击能总夯击能=N*M*h=N*M*h 一一般般国国内内夯夯锤锤可可取取101025t25t。夯夯锤锤的的平平面面一一般般有有圆圆形形和和方方形形等等形形状状，其其中中有有气气孔孔式式和和封封闭闭式式两两种种。实实践践证证明明，圆圆形形和和带带有有气气孔孔的的锤锤较较好好，它它可可克克服服方方形形锤锤由由于于上上下下两两次次夯夯击击着着地地并并不不完完全全重重合合，而而造造成成夯夯击击能能量量损损失失和和着着地地时时倾倾斜斜的的缺缺点点。夯夯锤锤中中宜宜设设置置若若干干个个上上下下贯贯通通的的气气孔孔，它它可可减减小小起起吊吊夯夯锤锤时时的的吸吸力力，又又可可减减少少夯夯

23、锤锤着着地地前前的的瞬瞬时时气气垫垫的的上上托托力力，从从而而减减少少能能量量的损失。的损失。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学最佳夯击能最佳夯击能在在这这样样的的夯夯击击能能作作用用下下，地地基基中中出出现现的的孔孔隙隙水水压压力力增大到等于土的自重压力。增大到等于土的自重压力。粘性土中的确定粘性土中的确定 根据孔隙水压力的叠加值根据孔隙水压力的叠加值 ？p最佳夯击能最佳夯击能 由由于于孔孔隙隙水水压压力力沿沿深深度度的的分分布布规规律律是是上上大大下下小小，而而土土的的自自重重压压力力则则是是上上小小下下大大，因因此此，最最佳佳夯夯击击能能宜宜按按有有效效加加固深度固深度确定为宜。

24、确定为宜。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 无无粘粘性性土土中中孔孔隙隙水水压压力力增增长长及及消消散散过过程程仅仅为为几几分分钟钟，当当孔孔隙隙水水压压力力增增量量随随着着夯夯击击击击数数( (夯夯击击能能) )增增加加而而逐逐渐渐趋趋于于恒恒定定时时，可可认认为为该该无无粘粘性性土土所所能能接接受受的的能能量量已已达达到到饱饱和和状状态态，此此能能量量即即为为最最佳佳夯夯击能击能。砂性土中的确定砂性土中的确定 绘绘制制孔孔隙隙水水压压力力增增量量与与夯夯击击击击数数( (夯夯击击能能) )的的关关系系曲曲线线 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学p夯击击数与遍数夯击击数与遍数

25、国内确定夯击击数的方法有所不同：国内确定夯击击数的方法有所不同：有的以孔隙水压力达到液化压力为准则；有的以孔隙水压力达到液化压力为准则；有的以最后一击的夯沉量达某一数值为限值；有的以最后一击的夯沉量达某一数值为限值；也有的以上、下二击所产生的沉降差小于某一数值为标准。也有的以上、下二击所产生的沉降差小于某一数值为标准。 总总之之，各各夯夯击击点点的的夯夯击击数数，应应使使土土体体竖竖向向压压缩缩最最大大，而而侧侧向位移最小为原则向位移最小为原则，一般为，一般为4 41010击。击。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学夯夯击击遍遍数数 夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采夯击遍数应根据地基

26、土的性质确定，可采用点夯用点夯2 23 3遍，对于渗透性较差的细颗粒土，遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量低能量满夯满夯2 2遍遍，满夯还可采用轻锤或低落距锤多次夯，满夯还可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。击，锤印搭接。夯夯击击击击数数强夯夯点的强夯夯点的夯击击数夯击击数按现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线确定 还要满足还要满足 a.a.最后两击平均夯沉量不宜大于下列数值：单击夯击最后两击平均夯沉量不宜大于下列数值：单击夯击能量小于能量小于4000kN*m4000kN*m时为时为50mm50mm；夯击能为；夯击能为

27、400040006000kN*m6000kN*m时为时为100mm100mm；夯击能大于；夯击能大于6000kN6000kNm m时为时为200mm;200mm; b.b.夯坑周围地面不应发生过大隆起夯坑周围地面不应发生过大隆起; ; c.c.不因夯坑过深而发生起锤困难。不因夯坑过深而发生起锤困难。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学p夯击点布置及间距夯击点布置及间距1)1)夯击点布置：夯击点布置：夯击点布置一般采用夯击点布置一般采用等边三角形等边三角形、等腰三等腰三角形角形或或正方形正方形布置。工业厂房可根据柱网来布置夯击点。布置。工业厂房可根据柱网来布置夯击点。2)2)夯击点间距：夯

28、击点间距：夯击点间距夯击点间距( (夯距夯距) )的确定，一般根据地基的确定，一般根据地基土的性质和要求处理的深度而定。第一遍夯击点间距可取土的性质和要求处理的深度而定。第一遍夯击点间距可取夯夯锤直径的锤直径的2.52.5，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间，以后各，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间，以后各遍夯击点间距可适当减小。对处理深度较大的工程，第一遍遍夯击点间距可适当减小。对处理深度较大的工程，第一遍夯击点间距适当增大。夯击点间距适当增大。 强夯处理范围强夯处理范围应大于建筑物基础范围，具体的放大范围，应大于建筑物基础范围，具体的放大范围，可根据建筑物类型和重要性等因素考虑决定。对一般建

29、筑物，可根据建筑物类型和重要性等因素考虑决定。对一般建筑物，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2-2/31/2-2/3，并不宜小于，并不宜小于3m3m。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学加固宽度计算图加固宽度计算图夯距通常为夯距通常为312m312m 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学间隔夯比连夯好，间隔夯对深层加固有利间隔夯比连夯好，间隔夯对深层加固有利 夯击点布置及夯击次序夯击点布置及夯击次序 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学NICE AIRPORT (France)地

30、基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学Abu Dhabi Corniche(United Arab Emirates)地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学p间歇时间间歇时间两两遍遍夯夯击击之之间间应应有有一一定定的的时时间间间间隔隔。各各遍遍间间的的间间歇歇时时间间取取决于加固土层中超静孔隙水压力消散所需要的时间决于加固土层中超静孔隙水压力消散所需要的时间。对对砂砂性性土土，孔孔隙隙水水压压力力的的峰峰值值出出现现在在夯夯完完后后的的瞬瞬间间，消消散散时时间间只只有有2-4min2-4min，故故对对渗渗透透性性较较大大的的砂砂性性土土，两两遍遍夯夯

31、击击间间的的间歇时间很短，亦即可间歇时间很短，亦即可连续夯击连续夯击。 砂性土孔隙水压力消散曲线砂性土孔隙水压力消散曲线地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学对对粘粘性性土土，由由于于孔孔隙隙水水压压力力消消散散较较慢慢，故故当当夯夯击击能能逐逐渐渐增增加加时时，孔孔隙隙水水压压力力亦亦相相应应地地叠叠加加，其其间间歇歇时时间间取取决决于于孔孔隙隙水水压压力力的的消消散散情情况况，一一般般为为2-42-4周周。目目前前国国内内有有的的工工程程对对粘粘性性土土地地基基的的现现场场埋埋设设了了袋袋装装砂砂井井（或或塑塑料料排排水水带带），以以便便加加速速孔孔隙隙水水压压力力的的消消散散，缩缩短短

32、间间歇歇时时间间。有有时时根根据据施施工工流流水水顺顺序序先先后，两遍间也能达到连续夯击的目的。后，两遍间也能达到连续夯击的目的。黏性土孔隙水黏性土孔隙水压力消散曲线压力消散曲线地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学p现场试夯现场试夯 根根据据初初步步确确定定的的强强夯夯参参数数，提提出出强强夯夯试试验验方方案案，进进行行现现场场试试夯夯。应应根根据据不不同同土土质质条条件件待待试试夯夯结结束束后后一一至至数数周周后后，对对试试夯夯场场地地进进行行检检测测，并并与与试试夯前数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。夯前数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。 p

33、强夯地基承载力特征值强夯地基承载力特征值 强强夯夯地地基基承承载载力力特特征征值值应应通通过过现现场场荷荷载载试试验验确确定定，初初步步设设计计时时也也可可根根据据夯夯后后原原位位测测试试和和土土工工试试验验指指标标按按现现行行国国家家标标准准建建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范（GB50007GB5000720022002）有关规定确定。）有关规定确定。p沉降计算沉降计算 强强夯夯地地基基变变形形计计算算应应符符合合现现行行国国家家标标准准建建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范（GB50007GB5000720022002）的的有有关关规规定定。夯夯后后有有效效加加固固深深度度内土层的

34、压缩模量应通过原位测试或土工试验确定。内土层的压缩模量应通过原位测试或土工试验确定。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 1.1.处理深度处理深度 强强夯夯置置换换墩墩的的深深度度由由土土质质条条件件确确定定。除除厚厚层层饱饱和和粉粉土土外外，一般应穿过软土层，到达较硬土层上，一般应穿过软土层，到达较硬土层上，深度不宜超过深度不宜超过7m7m。 2.2.单位夯击能单位夯击能 强夯置换法的单位夯击能应根据现场试验确定强夯置换法的单位夯击能应根据现场试验确定。 3.3.墩体材料墩体材料 墩墩体体材材料料可可采采用用级级配配良良好好的的块块石石、碎碎石石、矿矿渣渣、建建筑筑垃垃圾圾等等坚坚硬硬粗

35、粗颗颗粒粒材材料料，粒粒径径大大于于300mm300mm的的颗颗粒粒含含量量不不宜宜超超过过全全重重的的30%30%。4.3.2 4.3.2 强夯置换法设计强夯置换法设计 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 夯夯点点的的夯夯击击击击数数应应通通过过现现场场试试夯夯确确定定，且且应应同同时时满满足下列条件：足下列条件： a. a. 墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长； b. b. 累计夯沉量为设计墩长的累计夯沉量为设计墩长的1.51.52.02.0倍；倍； c. c. 最最后后两两击击的的平平均均夯夯沉沉量量不不宜宜大大于于强强夯夯法法设设计计第第4 4条夯

36、击击数与遍数中的有关规定。条夯击击数与遍数中的有关规定。4. 4. 夯击击数夯击击数 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 墩墩位位布布置置: :宜宜采采用用等等边边三三角角形形或或正正方方形形。对对独独立立基基础或条形基础可根据基础形状与宽度相应布置。础或条形基础可根据基础形状与宽度相应布置。 墩墩间间距距: :应应根根据据荷荷载载大大小小和和原原土土的的承承载载力力选选定定，当当满满堂堂布布置置时时可可取取夯夯锤锤直直径径的的2 23 3倍倍。对对独独立立基基础础或或条条形形基基础础可可取取夯夯锤锤直直径径的的1.51.52.02.0倍倍。墩墩的的计计算算直直径径可可取取夯夯锤锤直直径

37、径的的1.11.11.21.2倍倍。当当墩墩间间净净距距较较大大时时，应应适适当当提提高高上部结构和基础的刚度。上部结构和基础的刚度。 强强夯夯置置换换处处理理范范围围应应大大于于建建筑筑物物基基础础范范围围。每每边边超超出出基基础础外外缘缘的的宽宽度度宜宜为为基基底底下下设设计计处处理理深深度度的的1/21/2 2/32/3，并不宜小于，并不宜小于3m3m。5. 5. 墩位布置及间距墩位布置及间距 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 6. 6. 垫层铺设垫层铺设 墩墩顶顶应应铺铺设设一一层层厚厚度度不不小小于于500mm500mm的的压压实实垫垫层层，垫垫层材料可与墩体相同，层材料可与

38、墩体相同，粒径不宜大于粒径不宜大于100mm100mm。 7.7.现场试夯现场试夯 强强夯夯置置换换设设计计时时，应应预预估估地地面面抬抬高高值值，并并在在试试夯夯时时校校正正。试试夯夯按按强强夯夯法法设设计计中中现现场场试试夯夯的的有有关关规规定定进进行行。检检测测项项目目除除进进行行现现场场载载荷荷试试验验检检测测承承载载力力和和变变形形模模量量外外，尚尚应应采采用用超超重重型型或或重重型型动动力力触触探探等等方方法法，检检查查置置换换墩墩着着底情况及承载力与密度随深度的变化。底情况及承载力与密度随深度的变化。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 8. 8. 强夯置换地基承载力特征值强

39、夯置换地基承载力特征值 确确定定软软粘粘土土地地基基中中强强夯夯置置换换墩墩地地基基承承载载力力特特征征值值时时，可可只只考考虑虑墩墩体体，不不考考虑虑墩墩间间土土的的作作用用，其其承承载载力力应应通通过过现现场场单单墩墩载载荷荷试试验验确确定定，对对饱饱和和粉粉土土地地基基可可按按复复合合地地基基考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试验确定。考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试验确定。 9.9.沉降计算沉降计算 强强夯夯置置换换地地基基变变形形计计算算应应符符合合现现行行国国家家标标准准建建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范（GB50007GB5000720022002）的的有有

40、关关规规定定。夯夯后后有有效效加加固固深深度度内内土土层层的的压压缩缩模模量量应应通通过过原原位位测测试试或或土土工试验确定。工试验确定。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学西欧国家西欧国家大吨位的履带式起大吨位的履带式起重机重机 稳定性好，行走方稳定性好，行走方便便 日本日本轮胎式起重机轮胎式起重机 国外还制造了三足架和轮胎式强夯机，用于起吊国外还制造了三足架和轮胎式强夯机，用于起吊40t40t夯锤，落距可达夯锤，落距可达40m 40m 国外所用履带吊都是大吨位的吊机，通常在国外所用履带吊都是大吨位的吊机，通常在100t100t以上以上4.4 4.

41、4 施工施工4.4.1 施工机械 强夯宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用起吊设备。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学自自动动脱脱钩钩装装置置起起重重机机配配三三角角架架起起吊吊起起起起重重重重机机机机配配配配龙龙龙龙门门门门架架架架起起起起吊吊吊吊夯坑夯坑 宜宜宜宜采采采采用用用用带带带带有有有有自自自自动动动动脱脱脱脱钩钩钩钩装装装装置置置置的的的的履履履履带带带带式式式式起起起起重重重重机机机机或或或或专专专专用用用用设设设设备备备备。采采采采用用用用履履履履带带带带式式式式起起起起重重重重机机机机时时时时，可可可可在在在在臂臂臂臂杆杆杆杆端端端端部部部部设设设设置置置置

42、辅辅辅辅助助助助门门门门架架架架或或或或其其其其它它它它安安安安全全全全措措措措施施施施，防防防防止止止止落落落落锤锤锤锤时机架倾覆。时机架倾覆。时机架倾覆。时机架倾覆。 专用脱钩器专用脱钩器专用脱钩器专用脱钩器3 强夯法强夯法共共70页页 第第30页页地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 我国我国只具备小吨位只具备小吨位起重机的施工条件，只能使用起重机的施工条件，只能使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩装置滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩装置 强夯脱钩装置图强夯脱钩装置图 1-1-吊钩吊钩 2-2-锁卡焊合件锁卡焊合件 3 3、6-6-螺栓螺栓 4-4-开口销开口销 5-5-架板架板 7-7-垫

43、圈垫圈 8-8-止止动板动板 9-9-销轴销轴 10-10-螺母螺母 11-11-鼓形轮鼓形轮 12-12-护板护板 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学4.4.2 4.4.2 施工要点施工要点 1. 1. 施工前场地准备工作施工前场地准备工作 1) 1) 强强夯夯前前应应查查明明场场地地范范围围内内的的地地下下构构筑筑物物和和各各种种地地下下管管线线的的位位置置和和标标高高，并并采采取取必必要要的的措措施施，以以免免因因施施工工而而造成破坏。造成破坏。 2) 2) 当当强强夯夯施施工工所所产产生生的的振振动动

44、对对邻邻近近建建筑筑物物或或设设备备产产生生有有害害的的影影响响时时，应应设设置置监监测测点点，并并采采取取挖挖隔隔振振沟沟等等隔隔振振或防振措施或防振措施。 3) 3) 当当场场地地表表土土软软弱弱或或地地下下水水位位较较高高，夯夯坑坑底底积积水水影影响响施施工工时时，宜宜采采用用人人工工降降低低地地下下水水位位或或铺铺填填一一定定厚厚度度的的松松散散材材料料，使使地地下下水水位位低低于于坑坑底底面面以以下下2m2m。坑坑内内或或场场地地积积水水应及时排除。应及时排除。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学2. 2. 施工步骤施工步骤 (1) (1) 强夯法施工强夯法施工可按下列步骤进行：

45、可按下列步骤进行： 1) 1) 清理平整施工场地；清理平整施工场地； 2) 2) 标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；标出第一遍夯点位置，并测量场地高程； 3) 3) 起重机就位，夯锤置于夯击点位置；起重机就位，夯锤置于夯击点位置； 4) 4) 测量夯前锤顶高程；测量夯前锤顶高程； 5) 5) 将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置， 待待夯夯锤锤脱脱钩钩自自由由下下落落后后放放下下吊吊钩钩，测测量量锤锤顶顶高高程程；若若发发现现因因坑坑底底倾倾斜斜而而造造成成夯夯锤锤歪歪斜斜时时，应应及及时时将将坑坑底底整整平；平；地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学夯锤

46、吊至预定高度夯锤吊至预定高度夯锤吊至预定高度夯锤吊至预定高度 脱钩下落脱钩下落脱钩下落脱钩下落 夯锤夯击瞬间夯锤夯击瞬间夯锤夯击瞬间夯锤夯击瞬间 测量锤顶高程测量锤顶高程测量锤顶高程测量锤顶高程平整场地平整场地平整场地平整场地 测量场地高程测量场地高程测量场地高程测量场地高程 吊机就位吊机就位吊机就位吊机就位 夯锤置于夯点夯锤置于夯点夯锤置于夯点夯锤置于夯点 测量夯前锤顶测量夯前锤顶测量夯前锤顶测量夯前锤顶高程高程高程高程 3 强夯法强夯法标出第一遍夯点位标出第一遍夯点位标出第一遍夯点位标出第一遍夯点位置置置置共共70页页 第第31页页地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 6) 6) 重重

47、复复步步骤骤5)5)，按按设设计计规规定定的的夯夯击击次次数数及及控控制制标标准准，完成一个夯点的夯击；完成一个夯点的夯击； 7) 7) 重复步骤的重复步骤的3)-6)3)-6)，完成第一遍全部夯点的夯击；，完成第一遍全部夯点的夯击； 8) 8) 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；用推土机将夯坑填平，并测量场地高程； 9) 9) 在在规规定定的的间间隔隔时时间间后后，按按上上述述步步骤骤逐逐次次完完成成全全部部夯夯击击遍遍数数，最最后后用用低低能能量量满满夯夯，将将场场地地表表层层土土夯夯实实，并并测测量量夯夯后场地高程。后场地高程。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学(2) 强夯置夯

48、置换法施工法施工可按下列步可按下列步骤进行：行： 1) 1) 清理平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度清理平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为为1.0-2.0m1.0-2.0m的砂石施工垫层；的砂石施工垫层； 2) 2) 标出夯点位置，并测量场地高程；标出夯点位置，并测量场地高程； 3) 3) 起重机就位，夯锤置于夯击点位置；起重机就位，夯锤置于夯击点位置； 4) 4) 测量夯前锤顶高程测量夯前锤顶高程；地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 5) 5) 夯夯击击并并逐逐击击记记录录夯夯坑坑深深度度。当当夯夯坑坑过过深深发发生生起起锤锤困困难难时时停停夯夯，向向坑坑内内填填料料直直

49、至至与与坑坑顶顶平平，记记录录填填料料数数量量，如如此此重重复复直直至至满满足足规规定定的的夯夯击击次次数数及及控控制制标标准准完完成成一一个个墩墩体体的的夯夯击击。当当夯夯点点周周围围软软土土挤挤出出影影响响施施工工时时，可可随随时时清清理理并并在在夯夯点点周围铺垫碎石，继续施工；周围铺垫碎石，继续施工； 6) 6) 按由按由内而外，隔行跳打内而外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；原则完成全部夯点的施工； 7) 7) 推推平平场场地地，用用低低能能量量满满夯夯，将将场场地地表表层层土土夯夯实实，并并测量夯后场地高程。测量夯后场地高程。 8) 8) 铺设垫层，并分层碾压密实。铺设垫层，并分层碾

50、压密实。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学强夯置换施工强夯置换施工强夯置换施工强夯置换施工 起出夯锤并清理起出夯锤并清理起出夯锤并清理起出夯锤并清理碎石被夯入深坑中碎石被夯入深坑中碎石被夯入深坑中碎石被夯入深坑中 强强强强夯夯夯夯置置置置换换换换墩墩墩墩的的的的深深深深度度度度由由由由土土土土质质质质条条条条件件件件决决决决定定定定，除除除除厚厚厚厚层层层层饱饱饱饱和和和和粉粉粉粉土土土土外外外外，应应应应穿穿穿穿透透透透软软软软土土土土层层层层，到到到到达达达达较较较较硬硬硬硬土土土土层层层层上，上，上，上，深度不宜超过深度不宜超过深度不宜超过深度不宜超过7m7m。 强强强强夯夯夯夯置

51、置置置换换换换法法法法适适适适用用用用于于于于高高高高饱饱饱饱和和和和度度度度的的的的粉粉粉粉土土土土与与与与软软软软塑塑塑塑流流流流塑塑塑塑的的的的粘粘粘粘性性性性土土土土等等等等地地地地基基基基上上上上对对对对变变变变形形形形控控控控制制制制要要要要求求求求不不不不严严严严的工程。的工程。的工程。的工程。3 强夯法强夯法共共70页页 第第33页页地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 检验的时间间隔：检验的时间间隔：检验的时间间隔：检验的时间间隔：碎石土、砂土地基碎石土、砂土地基碎石土、砂土地基碎石土、砂土地基 7 714d14d； 粉土、粘性土地基粉土、粘性土地基粉土、粘性土地基粉土、

52、粘性土地基 141428d28d； 强夯置换地基强夯置换地基强夯置换地基强夯置换地基 28d28d。 强强强强夯夯夯夯地地地地基基基基：承承承承载载载载力力力力须须须须进进进进行行行行原原原原位位位位测测测测试试试试；载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验根根根根据据据据场场场场地地地地复复复复杂杂杂杂程程程程度度度度和和和和建建建建筑筑筑筑物物物物的的的的重重重重要要要要性性性性确确确确定定定定，一一一一般般般般建建建建筑筑筑筑物物物物载荷试验不少于载荷试验不少于载荷试验不少于载荷试验不少于3 3 3 3个检验点；个检验点；个检验点；个检验点； 强强强强夯夯夯夯置置置置换换换换地地地地基基基基：除

53、除除除采采采采用用用用单单单单墩墩墩墩载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验外外外外，尚尚尚尚应应应应采采采采用用用用动动动动力力力力触触触触探探探探探探探探明明明明置置置置换换换换墩墩墩墩着着着着底底底底情情情情况况况况，饱饱饱饱和和和和粉粉粉粉土土土土地地地地基基基基可可可可采采采采用用用用单单单单墩墩墩墩复复复复合合合合地地地地基基基基载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验代代代代替替替替单单单单墩墩墩墩载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验。数数数数量量量量不不不不少少少少于于于于墩墩墩墩点点点点数数数数的的的的l%l%l%l%，且且且且不少于不少于不少于不少于3 3 3 3点。点。点。点。强夯地基的强夯地基的强夯地基的强夯地基的重重重重触探试验触探试验触探试验触探试验强夯地基的面波检测强夯地基的面波检测强夯地基的面波检测强夯地基的面波检测4.5 质量检验地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学本章结束