第三章深層密實法1§3.1

強夯法2夯錘起吊3夯錘下落4強夯法是法國人L.梅納（Menard，1969）首創的一種地基加固方法，即用10～40噸重錘從8～40m的高處落下，反復多次夯擊地面，對地基進行強力夯實。強夯法適用于處理碎石土、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。一、概述5

對于飽和粘性土地基，近年來發展了強夯置換法，這是利用夯擊能將碎石、礦渣等材料強力擠入地基，在地基中形成碎石墩，并與墩間土形成碎石墩復合地基，提高地基承載力和減小沉降。強夯置換法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要求不嚴的工程。

強夯置換法在設計前必須通過現場試驗確定其適用性和處理效果。6

經強夯后地基的承載力可提高2～5倍，壓縮性可降低200％～500％，影響深度10m以上。

強夯法加固地基的機理，目前尚不完全清楚。一般認為強夯加固地基主要是由于強大的夯擊能在地基中產生強烈的沖擊波和動應力對土體作用的結果。強夯的結果，在地基中沿深度常形成性質不同的三個作用區。在地基表層受到界面波和剪切波的干擾形成松動區；在松動區下面某一深度，受到壓縮波的的作用，使土層產生沉降和土體的壓密，形成加固區；在加固區下面，沖擊波逐漸衰減，不足以使土產生塑性變形，對地基不起加固作用，稱為彈性區。7二、設計

（一）強夯法

1有效加固深度

Menard曾提出用下列公式估算有效加固深度

式中

H－－有效加固深度（m）；

M－－夯錘質量（t）；

h－－落距（m）；

K－－修正系數，根據不同土類選用，一般為0.34～0.8。影響有效加固深度的因素除夯錘重和落距外，還有單擊夯擊能、夯擊次數、錘底單位壓力、地基土的性質、不同土層的厚度、埋藏順序和地下水位等。對于同一類土，采用不同能量夯擊時，其修正系數并不相同，采用確定的修正系數，并不能得到滿意的結果。因此《建筑地基處理技術規范》采用了表格形式，提供了有效加固深度的取值范圍。8強夯法的有效加固深度（表）單擊夯擊能（KN·m）

碎石土、砂土等

粉土、黏性土、濕陷性黃土等-------------------------------------------------------------------

1000

5.0～6.0

4.0～5.0

2000

6.0～7.0

5.0～6.0

3000

7.0～8.0

6.0～7.0

4000

8.0～9.0

7.0～8.0

5000

9.0～9.5

8.0～8.5

6000

9.5～10.0

>8.5～9.0

------------------------------------------------------------------

注：強夯法的有效加固深度應從起夯面算起。

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2單擊夯擊能夯錘的平面一般有圓形和方形，又分氣孔式和封閉式。錘底面積宜按土的性質確定，對砂性土一般為3～4m2，對粘性土不宜小于6m2。錘底靜接地壓力可取25～40kPa。

錘重一般10～40t，落距8～25m。對相同的夯擊能量，常選用大落距方案，這樣能獲得較大的接地速度，將能量的大部分有效地傳到地下深處，增加深層夯實效果，減小消耗在地表土層塑性變形的能量。103最佳夯擊能

可根據最大孔隙水壓力增量與夯擊次數關系來確定最佳夯擊能。夯點的夯擊次數，可按現場試夯得到的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定，并應同時滿足下列條件：

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（1）最后兩擊的平均夯沉量不宜大于下列數值：當單擊夯擊能小于4000kNm時為50mm；當單擊夯擊能為4000～6000kNm時為100mm；當單擊夯擊能大于6000kNm時為200mm。（2）夯坑周圍地面不應發生過大的隆起；（3）不因夯坑過深而發生提錘困難。

4夯擊遍數

夯擊遍數應根據地基土的性質確定，可采用點夯2～3遍，對于滲透性較差的細顆粒土，必要時夯擊遍數可適當增加。最后再以低能量滿夯兩遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊，錘印搭接。12

5間歇時間

兩遍夯擊之間的間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間。當缺少實測資料時，可根據地基土的滲透性確定，對于滲透性較差的粘性土地基，間隔時間不應少于3～4周；對于滲透性好的地基可連續夯擊。

6夯擊點布置

夯擊點一般采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯擊點間距可取夯錘直徑的2.5～3.5倍，第二遍夯擊點位于第一遍夯擊點之間。以后各遍夯擊點間距可適當減小。

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7處理范圍強夯處理范圍應大于建（構）筑物基礎范圍，每邊超出基礎外緣的寬度宜為基底下設計處理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。

8承載力確定強夯地基承載力特征值應通過現場載荷試驗確定,初步設計時也可根據夯后原位測試和土工試驗指標按現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB50007有關規定確定。14（二）強夯置換法

1處理深度強夯置換墩的深度由土質條件決定，除厚層飽和粉土外，應穿透軟土層，到達較硬土層上。深度不宜超過7m。

強夯置換錘底靜接地壓力可取100～200kPa。15

2墩體材料

墩體材料可采用級配良好的塊石、碎石、礦渣、建筑垃圾等堅硬粗顆粒材料，粒徑大于300mm的顆粒含量不宜超過全重的30％。

3夯擊次數夯點的夯擊次數應通過現場試夯確定，且應同時滿足下列條件：（1）墩底穿透軟弱土層，且達到設計墩長；

（2）累計夯沉量為設計墩長的1.5～2.0倍；（3）最后兩擊的平均夯沉量不大于本節強夯法第3條最佳夯擊能中的規定。16

4墩位布置

宜采用等邊三角形或正方形。對獨立基礎或條形基礎可根據基礎形狀與寬度相應布置。墩間距應根據荷載大小和原土的承載力確定，當滿堂布置時可取夯錘直徑的2～3倍。對獨立基礎或條形基礎可取夯錘直徑的1.5～2.0倍。墩的計算直徑可取夯錘直徑的1.1～1.2倍。

5處理范圍處理范圍應大于基礎范圍。每邊超出基礎外緣的寬度宜為基底下設計處理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。17

6承載力確定確定軟粘性土中強夯置換墩地基承載力特征值時，可只考慮墩體，不考慮墩間土的作用，其承載力應通過現場單墩載荷試驗確定，對飽和粉土地基可按復合地基考慮，其承載力可通過現場單墩復合地基載荷試驗確定。18強夯法施工的一般規定

強夯施工前，應在施工現場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區，進行試夯或試驗性施工。試驗區數量應根據建筑場地復雜程度、建設規模及建筑類型確定。

根據初步確定的強夯參數，提出強夯試驗方案，進行現場試夯。應根據不同土質條件待試夯結束一~數周后，對試夯場地進行測試，并與夯前測試數據進行對比，檢驗強夯效果，確定工程采用的各項強夯參數。三、施工19強夯施工可按下列步驟進行：（1）清理并平整施工場地；（2）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；（3）起重機就位，夯錘置于夯點位置；（4）測量夯前錘頂高程；（5）將夯錘起吊到預定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應即使將坑底整平。

20（6）重復步驟5，按設計規定的夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊；（7）換夯點，重復步驟3至6，完成第一遍全部夯點的夯擊；（8）用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；（9）在規定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。21四、質量檢驗

（1）強夯置換施工中可采用超重型或重型圓錐動力觸探檢查置換墩著底情況。（2）強夯處理后的地基竣工驗收承載力檢驗，應在施工結束后間隔一定時間方能進行，對于碎石土和砂土地基，其間隔時間可取7～14d；粉土和粘性土地基可取14～28d。強夯置換地基間隔時間可取28d。22

（3）強夯處理后的地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用原位測試和室內土工試驗。強夯置換后的地基竣工驗收時，承載力檢驗除應采用單墩載荷試驗檢驗外，尚應采用動力觸探等有效手段查明置換墩著底情況及承載力與密度隨深度的變化，對飽和粉土地基允許采用單墩復合地基載荷試驗代替單墩載荷試驗。（4）對簡單場地上的一般建筑物，每個建筑地基的載荷試驗檢驗點不應少于3點；對復雜場地或重要建筑地基應增加檢驗點數。強夯置換地基載荷試驗檢驗和置換墩著底情況檢驗數量均不應少于墩點數的1％，且不應少于3點。23思考題（1）試述強夯法與重錘夯實法的區別。（2）強夯法適用于何種土類？強夯置換法適用于何種土類？（3）強夯法和強夯置換法設計包含哪些內容？（4）采用強夯法施工后，為什么對于不同的土質地基，進行質量檢測的間隔時間不同？24序號主機型號最高能級(kN.m)適用工藝輔助機具1強夯機CGE1800A強夯18000

置換8000強夯、強夯置換、柱錘置換

2強夯機CGE1800B強夯18000

置換10000強夯、強夯置換、柱錘置換

五、強夯施工機具---------強夯機(履帶吊,夯錘,輔助機:推土機,裝載機,挖掘機)25強夯機械設備

強夯機---------16000kN.m(1600噸.米)工程施工26

CGE-1800B型強夯機進行16000kN.m型式試驗27

CGE-1800A型與CGE-1800B型強夯28大型原油罐區地基處理8000kN.m強夯29大連港礦石專用碼頭8000kN.m強夯303132333435

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六.強夯的問題:。1．影響強夯有效加固深度的因素很多，除了夯擊能量外，還同土的阻尼性質、夯錘的形狀、錘底的單位壓力、土層孔隙中存在的氣體和空氣，不同土層的埋藏條件，地下水位狀況、夯擊次數等不同有關，因此，目前還沒有任何一種計算方法可精確地計算出各種不同地質條件下的強夯影響深度。

強夯法的有效加固深度應根據當地經驗并經現場試夯確定，試夯及試夯檢驗是強夯施工中確定夯擊能量、夯擊次數、夯擊遍數及間歇時間的關鍵工序。372．由于在相同的夯擊能下，底面較小的夯錘其有效影響深度較深。針對我國施工機械起吊能力一般較小的現狀，采用鑄鐵夯錘可在不加大起吊重量與起吊高度的條件下，提高夯擊效果與增大加固深度。應優先選用鑄鐵夯錘，在條件所限的情況下，可在鋼殼內