1、1第三章 强夯法 Dynamic Compaction，Dynamic Consolidation2概概 述述 是一种将是一种将几十吨几十吨(最大最大200t)的重锤，从的重锤，从几十米几十米(最大最大40m)的高处自由落下，对土进行的高处自由落下，对土进行强力夯击强力夯击的方法。的方法。这是在这是在重锤夯实法（起重机将夯锤提到一定高度自重锤夯实法（起重机将夯锤提到一定高度自由下落，锤重由下落，锤重1.53t，落距为，落距为2.54.5m）的基础上发展的基础上发展起来的一种地基处理的新方法。有效加固深度起来的一种地基处理的新方法。有效加固深度510m。强夯置换强夯置换（碎石）形成（碎石）形成复
2、合地基复合地基（深（深37m）。）。Dynanlic Compaction，Dynamic Consolidation3第一节第一节 概述概述1 1、强夯法、强夯法(Dynamic Compaction，Dynamic Consolidation)强夯是法国强夯是法国Menard技术公司于技术公司于1969年年首创的一种首创的一种地基加固方法，通过地基加固方法，通过1040t的重锤和的重锤和1040m的落距，的落距，对地基土施加很大的冲击能。我国对地基土施加很大的冲击能。我国1978年年在天津新港在天津新港进行了试验。进行了试验。在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高在地基土中所出现的冲击波
3、和动应力，可提高地基地基土的强度土的强度、降低压缩性降低压缩性、改善、改善砂土砂土的的抗液化条件抗液化条件、消、消除湿陷性除湿陷性黄土黄土的的湿陷性湿陷性等。同时，夯击能还可提高土等。同时，夯击能还可提高土层的层的均匀程度均匀程度，减少将来可能出现的，减少将来可能出现的差异沉降差异沉降。4562 2、强夯置换、强夯置换(Dynamic Replacenlent)强夯置换法强夯置换法是采用在夯坑内是采用在夯坑内回填回填块石、碎石等粗颗块石、碎石等粗颗粒材料，用夯锤夯击形成连续的粒材料，用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩强夯置换墩，也即，也即砂砂石桩石桩与与软土软土的的复合地基复合地基。也称为也称为动
4、力置换动力置换、强夯挤淤强夯挤淤。具有加固效果显著、。具有加固效果显著、施工工期短和施工费用低等优点。施工工期短和施工费用低等优点。第一节 概述73 3、适用范围、适用范围(建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范JGJ79-2002JGJ79-2002)强夯法强夯法适用于处理适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。等地基。强夯置换法强夯置换法适用于适用于高饱和度的粉土高饱和度的粉土与与软塑流塑软塑流塑的粘性土的粘性土等地基上对等地基上对变形控制要求不严变形控制要求不严的工程。的工程。第一
5、节 概述84 4、应用情况、应用情况 应用强夯法和强夯置换法处理的工程范围极为广泛，应用强夯法和强夯置换法处理的工程范围极为广泛，有工业与民用建筑、仓库、油罐、储仓、公路和铁路有工业与民用建筑、仓库、油罐、储仓、公路和铁路路基、飞机场跑道及码头等。路基、飞机场跑道及码头等。强夯法在某种程度上比机械的、化学的和其它力学强夯法在某种程度上比机械的、化学的和其它力学的加固方法更为广泛和有效。的加固方法更为广泛和有效。第一节 概述9它是重锤夯实法的基础上发展起来的，但又与重锤夯实它是重锤夯实法的基础上发展起来的，但又与重锤夯实法迥然不同的一项新技术。法迥然不同的一项新技术。强夯法与以往的机械夯实、爆炸
6、夯实等比较有以下特点：强夯法与以往的机械夯实、爆炸夯实等比较有以下特点：1.平均每次夯击能量比普通夯法能量大的多。平均每次夯击能量比普通夯法能量大的多。2.以往的夯实方法，能量不大，仅限于表层加固，而强以往的夯实方法，能量不大，仅限于表层加固，而强夯法能根据地基的加固要求来确定夯击点间距及夯击夯法能根据地基的加固要求来确定夯击点间距及夯击方式，依次按需要加固的深度进行改良，使地基深层方式，依次按需要加固的深度进行改良，使地基深层得到加固。得到加固。3.施工中，夯击能量可以分几遍进行夯击。施工中，夯击能量可以分几遍进行夯击。4.地基经过强夯加固后，能消除不均匀沉降现象，这是地基经过强夯加固后，能
7、消除不均匀沉降现象，这是任何天然地基所不能达到的。任何天然地基所不能达到的。第一节 概述10第二节 强夯法加固的一般机理加固原理加固原理 利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土体进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周体进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周围土进行动力挤压。围土进行动力挤压。11第二节 强夯法加固的一般机理加固机理加固机理：1.1.动力密实动力密实 2.2.动力固结动力固结 3.3.动力置换动力置换 4.4.震动波压密理论震动波压密理论 取决于地基土
8、的类别和强夯施工工艺。取决于地基土的类别和强夯施工工艺。12第二节 强夯法加固的一般机理1.1.动力密实动力密实 多孔隙、粗颗粒、非饱和土多孔隙、粗颗粒、非饱和土:用冲击型动力荷用冲击型动力荷载，土体被破坏，土颗粒相互靠拢，排出孔隙载，土体被破坏，土颗粒相互靠拢，排出孔隙中的气体、颗粒重新排列，土在动荷载作用下中的气体、颗粒重新排列，土在动荷载作用下被挤密压实，强度提高，压缩性降低。非饱和被挤密压实，强度提高，压缩性降低。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相土的夯实过程，就是土中的气相(空气空气)被挤出被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起
9、。位移引起。13第二节 强夯法加固的一般机理2.2.动力固结动力固结用强夯法处理细颗粒用强夯法处理细颗粒饱和土饱和土时，是借助于时，是借助于动力固结的理论，即巨大的冲击能量在土中动力固结的理论，即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏了土体原有的结构，产生很大的应力波，破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。性，强度得到提高。14第二节 强夯法加固的一般机理15第二
10、节 强夯法加固的一般机理3.3.动力置换动力置换动力置换是指在冲击能量作用下，强行动力置换是指在冲击能量作用下，强行将砂、碎石等挤填到饱和软土层中，置换将砂、碎石等挤填到饱和软土层中，置换饱和软土，形成密实的砂、石层或桩。饱和软土，形成密实的砂、石层或桩。16第二节 强夯法加固的一般机理3.3.动力置换动力置换整式置换整式置换：采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，：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。其作用机理类似于换土垫层。桩式置换桩式置换：通过强夯将碎石填筑土体中，部：通过强夯将碎石填筑土体中，部分碎石桩分碎石桩(或墩或墩)间隔地夯入软土中，形成桩式间隔地夯入软土中，形成桩式
11、(或墩式或墩式)的碎石墩的碎石墩(或桩或桩)。其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩，其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩，主要是靠碎石内摩擦角和墩间土的侧限来维主要是靠碎石内摩擦角和墩间土的侧限来维持桩体的平衡，并与墩间土起复合地基的作持桩体的平衡，并与墩间土起复合地基的作用用1718第二节 强夯法加固的一般机理目前强夯置换中常用的三种情况：目前强夯置换中常用的三种情况：1 1）当地基表层为具有适当厚度的砂垫层、）当地基表层为具有适当厚度的砂垫层、下卧层为压缩性的淤泥质软土时，采用低能下卧层为压缩性的淤泥质软土时，采用低能量夯，通过强夯将表层砂挤入软土层中，形量夯，通过强夯将表层砂挤入软土层中
12、，形成一根砂桩，这种砂桩的承载力很高，同时，成一根砂桩，这种砂桩的承载力很高，同时，下卧的软土也可通过置换砂桩加速固结，强下卧的软土也可通过置换砂桩加速固结，强度得以提高。度得以提高。动力置换砂桩动力置换砂桩2 2）同上，软地基的表面也常堆填一层一定厚）同上，软地基的表面也常堆填一层一定厚度的碎石料，利用夯锤冲击成孔，再次回填度的碎石料，利用夯锤冲击成孔，再次回填碎石料，夯实成碎石桩。碎石料，夯实成碎石桩。动力置换碎石桩动力置换碎石桩19第二节 强夯法加固的一般机理3 3）在厚）在厚3 35 5米的淤泥质软土层上面抛填石块，米的淤泥质软土层上面抛填石块，利用抛石自重和夯锤冲击力使石块坐到硬土利
13、用抛石自重和夯锤冲击力使石块坐到硬土层上，淤泥大部分被挤走，少量留在石缝中，层上，淤泥大部分被挤走，少量留在石缝中，形成强夯置换的块石层。利用石块之间的相形成强夯置换的块石层。利用石块之间的相互接触，提高地基承载力。亦类似于垫层中互接触，提高地基承载力。亦类似于垫层中的的“抛石挤淤抛石挤淤”法，同时下卧层的软土也得法，同时下卧层的软土也得以快速固结，提高了下卧层的强度。以快速固结，提高了下卧层的强度。动力置动力置换挤淤换挤淤20第二节 强夯法加固的一般机理4.4.震动波压密理论震动波压密理论 强夯时，重锤由高处自由落下，产生强大的强夯时，重锤由高处自由落下，产生强大的动能（振动源）作用于地基土
14、中，动能变成波能，动能（振动源）作用于地基土中，动能变成波能，从震源向深层扩散，能量释放于一定范围的地基从震源向深层扩散，能量释放于一定范围的地基中，使土体得到不同程度的压密加固。强大的夯中，使土体得到不同程度的压密加固。强大的夯击能，使土体表层产生剪切压缩和侧向挤压等，击能，使土体表层产生剪切压缩和侧向挤压等，而横波的存在，使土体表层松动，当达到一定深而横波的存在，使土体表层松动，当达到一定深度范围时，只有压缩波（纵波）才对土体起压密度范围时，只有压缩波（纵波）才对土体起压密加固作用。随加固深度的增加，纵波强度衰减，加固作用。随加固深度的增加，纵波强度衰减，而压密作用逐渐减少。而压密作用逐渐
15、减少。2122第三节 强夯法加固设计强夯设计任务强夯设计任务 对于不同土类强夯法的作用不同：对于不同土类强夯法的作用不同：1.1.软土地基，提高地基承载力和减少沉降量；软土地基，提高地基承载力和减少沉降量；2.2.饱和砂土和粉土，消除液化趋势；饱和砂土和粉土，消除液化趋势；3.3.黄土和新近堆积黄土，消除湿陷性、提高承黄土和新近堆积黄土，消除湿陷性、提高承载力。载力。23第三节 强夯法加固设计强夯参数选择强夯参数选择一、有效加固深度一、有效加固深度二、夯击能二、夯击能三、夯击点布置及间距三、夯击点布置及间距四、夯击遍数四、夯击遍数五、间歇时间五、间歇时间24第三节 强夯法加固设计一、有效加固深
16、度一、有效加固深度 强夯法的强夯法的有效加固深度有效加固深度是指起夯面算起是指起夯面算起的强夯有效影响地基深度，该深度范围内，的强夯有效影响地基深度，该深度范围内，土的物理力学指标已达到或超过设计值。该土的物理力学指标已达到或超过设计值。该土层强度和变形等指标能满足设计要求的土土层强度和变形等指标能满足设计要求的土层范围。层范围。它是选择地基处理方法的重要依据，反映处它是选择地基处理方法的重要依据，反映处理效果的重要参数理效果的重要参数。25第三节 强夯法加固设计a.a.修正的修正的MenardMenard公式公式有效固结深度可按修正的有效固结深度可按修正的MenardMenard公式估算：公
17、式估算：10hMH26第三节 强夯法加固设计10MhH式中：式中：H H有效加固深度有效加固深度(m)(m)M M锤重锤重(kN)(kN)h h落距落距(m)(m)为小于为小于1 1的修正系数，其变动范围的修正系数，其变动范围为为0.350.350.70.7。一般对粘土取一般对粘土取0.50.5，对砂性土取，对砂性土取0.70.7，对黄土取，对黄土取0.350.350.50.5。27第三节 强夯法加固设计影响有效加固深度的因素：影响有效加固深度的因素：除锤重和落距外，还有地基土的性质，不除锤重和落距外，还有地基土的性质，不同土层的厚度和埋藏顺序，地下水位以及同土层的厚度和埋藏顺序，地下水位以及
18、其他强夯的设计参数等都与有效加固深度其他强夯的设计参数等都与有效加固深度有着密切的关系。有着密切的关系。因此，强夯的有效加固深度应根据现场试因此，强夯的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。夯或当地经验确定。28第三节 强夯法加固设计b.b.规范估定加固深度规范估定加固深度 在缺少经验和试验资料时，可预估。按在缺少经验和试验资料时，可预估。按建建筑地基处理技术规范筑地基处理技术规范（JGJ79-91JGJ79-91）29第三节 强夯法加固设计30第三节 强夯法加固设计C.C.统计经验公式法统计经验公式法考虑单位面积夯击能及多遍夯的加固影响，得考虑单位面积夯击能及多遍夯的加固影响，得下列统计
19、经验公式：下列统计经验公式：H=5.102+0.00086Mh+0.00094EH=5.102+0.00086Mh+0.00094E式中：式中：E E为单位面积夯击能（为单位面积夯击能（KJ/mKJ/m2 2），不计满），不计满夯。夯。31第三节 强夯法加固设计二、夯击能二、夯击能单击夯击能单击夯击能单位夯击能（平均夯击能）单位夯击能（平均夯击能）最佳夯击能最佳夯击能32第三节 强夯法加固设计1 1、单击夯击能、单击夯击能单击夯击能为夯锤重单击夯击能为夯锤重MM与落距与落距h h的乘积。单击夯击能的乘积。单击夯击能越大，加固效果越好。应根据加固土层的厚度、土越大，加固效果越好。应根据加固土层的
20、厚度、土质情况和施工条件确定。质情况和施工条件确定。由下式确定：由下式确定：E=Mgh E=(H/)E=Mgh E=(H/)2 2g g 式中：式中：EE单击夯击能单击夯击能(kj)(kj)M M锤重锤重(kN)(kN)g g重力加速度重力加速度(g=9.8(g=9.8m m/s/s2 2)h h落距落距(m)(m)H H加固深度加固深度(m)(m)小于小于1 1的修正系数，其变化范围为的修正系数，其变化范围为0.350.350.70.7，（一般粘，（一般粘性土、粉土取性土、粉土取0.50.5，砂土取，砂土取0.70.7，黄土取，黄土取0.350.350.500.50）33第三节 强夯法加固设
21、计2 2、单位夯击能、单位夯击能 整个加固场地的总夯击能量整个加固场地的总夯击能量(即垂重即垂重 落距落距 总夯击数总夯击数)除以加固面积为除以加固面积为单位夯击能单位夯击能，也称平均夯击能。，也称平均夯击能。单位夯击能单位夯击能应根据基土类别，结构类型、荷载大小和应根据基土类别，结构类型、荷载大小和要求处理的深度等综合考虑，并可要求处理的深度等综合考虑，并可通过试验确定。通过试验确定。单位面积夯击能过小，难以达到预期的加固效果，单单位面积夯击能过小，难以达到预期的加固效果，单位面积夯击能过大，不仅浪费能源，而且对饱和粘位面积夯击能过大，不仅浪费能源，而且对饱和粘性土来说，强度反而会降低。性土
22、来说，强度反而会降低。34第三节 强夯法加固设计在 一 般 情 况 下，对 粗 颗 粒 土 可 取在 一 般 情 况 下，对 粗 颗 粒 土 可 取 1 0 0 01 0 0 0 3000kNm/m3000kNm/m2 2,对细颗粒土可取对细颗粒土可取150015004000 4000 kNm/mkNm/m2 2。国内夯锤一般为国内夯锤一般为101025t,25t,最大为最大为40t 40t。夯锤确定后，夯锤确定后，根据要求的单击夯击能量，就能根据要求的单击夯击能量，就能确定确定夯锤的落距。夯锤的落距。国内通常采用的落距为国内通常采用的落距为8 825m.25m.对相同对相同的夯击能量，常选用
23、大落距的施工方案。的夯击能量，常选用大落距的施工方案。2 2、单位夯击能、单位夯击能 35第三节 强夯法加固设计锤重与落距锤重与落距 对于某一单击夯击能，夯锤在接触土体瞬间对于某一单击夯击能，夯锤在接触土体瞬间冲量的大小是影响土体压缩变形的关键因素冲量的大小是影响土体压缩变形的关键因素，冲量越大，加固效果越好。，冲量越大，加固效果越好。夯锤着地时的冲量夯锤着地时的冲量gMEF/236第三节 强夯法加固设计夯锤越重，冲量越大，加固效果越好。夯锤越重，冲量越大，加固效果越好。37383940第三节 强夯法加固设计3 3、最佳夯击能、最佳夯击能（最佳夯击次数）（最佳夯击次数）能使地基中出现的孔隙水压
24、力达到土的覆盖能使地基中出现的孔隙水压力达到土的覆盖压力时的夯击能为压力时的夯击能为最佳夯击能。最佳夯击能。最佳夯击次数：最佳夯击次数：当单击夯击能一定时，与最佳夯击能相对应当单击夯击能一定时，与最佳夯击能相对应的夯击次数称为最佳夯击数。的夯击次数称为最佳夯击数。41第三节 强夯法加固设计粘性土地基粘性土地基:由于孔隙水压力消散慢，随着夯击能的由于孔隙水压力消散慢，随着夯击能的增加，孔隙水压力可以叠加，可增加，孔隙水压力可以叠加，可根据有效加固深度孔根据有效加固深度孔隙对压力的叠加值来选定最佳夯击能。隙对压力的叠加值来选定最佳夯击能。砂性土地基砂性土地基:由于孔隙水压力的增加和消散过程很快由于
25、孔隙水压力的增加和消散过程很快，孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加，当孔隙水压，孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加，当孔隙水压力增量随夯击次数的增加而趋于稳定时，可认为砂土力增量随夯击次数的增加而趋于稳定时，可认为砂土能够接受的能量已达到饱和状态。能够接受的能量已达到饱和状态。可用最大孔隙水压可用最大孔隙水压力增量与夯击次数的关系曲线或有效压缩率与夯击能力增量与夯击次数的关系曲线或有效压缩率与夯击能的关系曲线来确定最佳夯击能。的关系曲线来确定最佳夯击能。最佳夯击能和单击夯击能的比值即可作为最佳夯击能和单击夯击能的比值即可作为控制夯击次控制夯击次数。数。42第三节 强夯法加固设计最佳夯击能最佳夯击能
26、(最佳夯击次数最佳夯击次数)的确定的确定由孔隙水压力确定由孔隙水压力确定 a.a.对于粘性土地基，可对于粘性土地基，可根据有效影响深度孔隙根据有效影响深度孔隙水压力的叠加值来确定水压力的叠加值来确定最佳夯击能。最佳夯击能。b.b.对砂性土地基，可根对砂性土地基，可根据最大孔隙水压力增量据最大孔隙水压力增量与夯击次数的关系曲线与夯击次数的关系曲线来确定最佳夯击次数。来确定最佳夯击次数。43第三节 强夯法加固设计由夯沉量与夯击次数关系曲线确定由夯沉量与夯击次数关系曲线确定 a.a.确定原则：夯坑的压缩量最大，而夯坑的隆确定原则：夯坑的压缩量最大，而夯坑的隆起最小。起最小。b.b.确定方法：当确定方
27、法：当S SN N趋向趋于稳定，接近趋向趋于稳定，接近常数，且同时满足以下条件时，可取相应夯常数，且同时满足以下条件时，可取相应夯击次数为最佳夯击次数。击次数为最佳夯击次数。44第三节 强夯法加固设计 .最后两击的平均最后两击的平均夯沉量不大于夯沉量不大于50mm50mm，当单击夯，当单击夯击能量较大时不大击能量较大时不大于于100mm100mm；.夯坑周围底面不夯坑周围底面不应发生过大的隆起应发生过大的隆起；.不因夯坑过深而不因夯坑过深而发生起锤困难。发生起锤困难。45第三节 强夯法加固设计三、夯击点布置及间距三、夯击点布置及间距1 1 夯击点布置夯击点布置 夯击点平面布置应根据建筑物的结构
28、类型夯击点平面布置应根据建筑物的结构类型进行布置。夯点平面布置的合理与否与夯进行布置。夯点平面布置的合理与否与夯实效果和施工费用有直接关系。实效果和施工费用有直接关系。46第三节 强夯法加固设计a.a.基础面积较大的建筑物或构筑物，可按等基础面积较大的建筑物或构筑物，可按等边三角形或正方形布置夯击点；边三角形或正方形布置夯击点；b.b.办公楼和住宅建筑等，可根据承重墙位置办公楼和住宅建筑等，可根据承重墙位置布置夯点。布置夯点。c.c.砂性土或填石地基和土夹石填石地基，可砂性土或填石地基和土夹石填石地基，可用连夯法布点用连夯法布点 .47第三节 强夯法加固设计d d加固深度较大的工程，可按土层厚
29、度不同，加固深度较大的工程，可按土层厚度不同，分二遍以上进行夯击，最后普夯一遍（即锤分二遍以上进行夯击，最后普夯一遍（即锤印互相搭接地夯一遍）。印互相搭接地夯一遍）。e e强夯加固范围应大于建筑物基础范围，每边强夯加固范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外边缘的宽度宜为设计处理深度的超出基础外边缘的宽度宜为设计处理深度的1/21/22/32/3，并不宜小于，并不宜小于3.0m3.0m。48第三节 强夯法加固设计2 2、夯击点间距、夯击点间距宜根据建筑物结构类型、加固土层厚度及宜根据建筑物结构类型、加固土层厚度及土质条件通过试夯确定。土质条件通过试夯确定。我国目前工程上常用的夯间点距是我国目前
30、工程上常用的夯间点距是3 39m9m。第一遍夯击点间距通常为第一遍夯击点间距通常为5-15m5-15m。间隔夯击比连夯好间隔夯击比连夯好 。以保证使夯击能量传递到深处和保护夯坑以保证使夯击能量传递到深处和保护夯坑周围所产生的辐射向裂隙为基本原则。周围所产生的辐射向裂隙为基本原则。4950第三节 强夯法加固设计四、夯击次数和遍数四、夯击次数和遍数 1.1.夯击次数的确定夯击次数的确定 国内外目前一般每夯击点夯国内外目前一般每夯击点夯4-104-10击击 （1 1）最后两击的夯沉量不大于）最后两击的夯沉量不大于50mm,50mm,当单击夯击当单击夯击能量较大时不大于能量较大时不大于100mm100
31、mm。（2 2）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；（3 3）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。51第三节 强夯法加固设计非饱和土或填土，常以最后两击的下沉量平均值非饱和土或填土，常以最后两击的下沉量平均值不大于不大于40mm40mm，来控制每点的夯击击数。，来控制每点的夯击击数。饱和粘性土，应以孔隙水压力上升到最大值等于饱和粘性土，应以孔隙水压力上升到最大值等于土体自重（即土体自重（即u ut t=h=h，u ut t 为孔隙水压力为孔隙水压力,为土的容为土的容积，积，h h为土层厚度）或出现液化现象来控制夯击为土层厚度）或出现液化现象来控制
32、夯击击数。击数。52第三节 强夯法加固设计2.2.夯击遍数夯击遍数 一般情况下，对碎石、砾砂、砂质土或垃圾一般情况下，对碎石、砾砂、砂质土或垃圾土，夯击遍数为土，夯击遍数为3 3遍左右。粘性土为遍左右。粘性土为3 38 8遍，遍，泥炭为泥炭为3 35 5遍。在我国大多数工程中为遍。在我国大多数工程中为2 25 5遍。遍。最后一遍是以低能量最后一遍是以低能量“搭夯搭夯”即锤印彼此搭接。即锤印彼此搭接。在夯击期间的沉降量达到计算最终沉降量的在夯击期间的沉降量达到计算最终沉降量的80%80%90%90%时夯击完毕，或根据设计要求以夯时夯击完毕，或根据设计要求以夯到预定标高控制夯击遍数。到预定标高控制
33、夯击遍数。53第三节 强夯法加固设计五、两遍夯击间歇时间五、两遍夯击间歇时间 间歇时间取决于超静孔隙水压力消散时间。间歇时间取决于超静孔隙水压力消散时间。可根据地基水的渗透性确定间歇时间，对于可根据地基水的渗透性确定间歇时间，对于渗透性较差的粘性土地基的间隔时间，一般渗透性较差的粘性土地基的间隔时间，一般不少于不少于3 34 4周，一般渗透性较好的粘性土周，一般渗透性较好的粘性土1 12 2周，渗透性好的地基可连续夯击。周，渗透性好的地基可连续夯击。54第三节 强夯法加固设计六、垫层铺设六、垫层铺设垫层厚度随场地的土质条件、夯锤重量及形垫层厚度随场地的土质条件、夯锤重量及形状等条件而定。一般为
34、状等条件而定。一般为5050150cm150cm。作用：作用：a a形成一覆盖压力，减小坑侧土隆起，形成一覆盖压力，减小坑侧土隆起，使坑侧土得到加固。使坑侧土得到加固。b b在夯击后能形成夯坑底易透水土塞，从而加在夯击后能形成夯坑底易透水土塞，从而加大加固深度，并可作为坑底土孔隙水压力的大加固深度，并可作为坑底土孔隙水压力的消散通道，加快孔底土孔隙水压力的消散。消散通道，加快孔底土孔隙水压力的消散。c c防止坑底涌土，并利于施工机械行走防止坑底涌土，并利于施工机械行走 。55第三节 强夯法加固设计宜采用粗颗粒的碎石、矿渣、砂砾石宜采用粗颗粒的碎石、矿渣、砂砾石,粗颗粗颗粒粒径宜小于粒粒径宜小于
35、10cm10cm。对处理土层为饱和砂、。对处理土层为饱和砂、软土时，坑底易涌土涌砂，故垫层材料不软土时，坑底易涌土涌砂，故垫层材料不宜用砂。宜用砂。56施工方法施工方法（一）施工机械（一）施工机械 起重机、夯锤起重机、夯锤 自动脱钩自动脱钩第四节 强夯施工57夯锤2525吨夯锤吨夯锤15吨夯锤吨夯锤40吨夯锤吨夯锤58夯 锤59夯锤60起重设备国内外强夯用的国内外强夯用的起重设备大多是起重设备大多是自行式、全回转自行式、全回转履带式起重机。履带式起重机。国外所用通常在国外所用通常在100t100t以上。最低以上。最低限度必须具备有限度必须具备有15t15t以上履带式以上履带式或或16t16t以
36、上轮胎以上轮胎式起重机。式起重机。61脱钩装置脱钩装置主要有：转动吊钩式主要有：转动吊钩式、杠杆式、钳式、杠杆式、钳式、蟹爪式。蟹爪式。62定高度索脱原理定高度索脱原理63施工方法施工方法（二）施工步骤（二）施工步骤 强夯施工强夯施工可按下列步骤进行：可按下列步骤进行：1、清理并平整施工场地；、清理并平整施工场地；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、起重机就位，夯锤置于夯点位置；、起重机就位，夯锤置于夯点位置；4、测量夯前锤顶高程；、测量夯前锤顶高程；5、将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱、将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自
37、由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；第四节 强夯施工64施工方法施工方法（二）施工步骤（二）施工步骤 强夯施工强夯施工可按下列步骤进行：可按下列步骤进行：6、重复步骤、重复步骤5，按设计规定的夯击次数及控制标准，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；完成一个夯点的夯击；7、换夯点，重复步骤、换夯点，重复步骤36，完成第，完成第1遍全部夯点的夯击；遍全部夯点的夯击；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
38、、在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯、在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用击遍数，最后用低能量满夯低能量满夯，将场地表层松土夯实，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。并测量夯后场地高程。第四节 强夯施工65施工方法施工方法（二）施工步骤（二）施工步骤 强夯置换强夯置换施工可按下列步骤进行：施工可按下列步骤进行：1、清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚、清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为度为1.02.0m的砂石施工垫层；的砂石施工垫层；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、起重机就位，夯锤置于夯点位置；、起
39、重机就位，夯锤置于夯点位置；4、测量夯前锤顶高程、测量夯前锤顶高程第四节 强夯施工66施工方法施工方法（二）施工步骤（二）施工步骤5、夯击并逐击记录夯坑深度。当夯坑过深而发生起锤、夯击并逐击记录夯坑深度。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时，成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工；可随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工；6、按由内而
40、外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；、按由内而外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；7、推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，、推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程；并测量夯后场地高程；8、铺设垫层，并分层碾压密实。、铺设垫层，并分层碾压密实。第四节 强夯施工67施工方法施工方法（三）施工过程施工单位的监测（三）施工过程施工单位的监测施工过程中应有专人负责下列监测工作：施工过程中应有专人负责下列监测工作：l、开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保单击夯击能、开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；量符合设计要求；2、在每一遍夯击前，应对夯点放线进行
41、复核，夯完后、在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正；检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正；3、按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉、按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。对强夯置换尚应检查置换深度。量。对强夯置换尚应检查置换深度。同时施工过程中应对各项参数及情况进行详细记录。同时施工过程中应对各项参数及情况进行详细记录。第四节 强夯施工68质量检验质量检验（一）效果检验（一）效果检验1 1、记录检查：、记录检查：检查检查施工过程中的施工过程中的各项测试数据和施工记录各项测试数据和施工记录，不符，不符合要求时应合要求时应补夯补夯或
42、采取其他有效措施。或采取其他有效措施。2 2、时间：、时间：强夯强夯处理后的地基竣工验收承载力检验，应在施工处理后的地基竣工验收承载力检验，应在施工结束后间隔一定时间方能进行，对于结束后间隔一定时间方能进行，对于碎石土和砂土地碎石土和砂土地基基，其间隔时间可取，其间隔时间可取714d；粉土和粘性土地基粉土和粘性土地基可取可取1428d。强夯置换强夯置换地基间隔时间可取地基间隔时间可取28d。第五节 质量检验69质量检验质量检验（一）效果检验（一）效果检验3 3、方法：、方法：强夯强夯处理后的地基竣工验收时，处理后的地基竣工验收时，承载力检验承载力检验应采用应采用原位测试原位测试和和室内土工试验
43、室内土工试验。强夯置换强夯置换后的地基竣工验收时，后的地基竣工验收时，承载力承载力检验除应采检验除应采用用单墩载荷试验检验单墩载荷试验检验外，尚应采用外，尚应采用动力触探动力触探等有效手等有效手段查明置换墩段查明置换墩着底情况着底情况及及承载力承载力与与密度密度随深度的变化，随深度的变化，对饱和粉土地基允许采用单墩复合地基载荷试验代替对饱和粉土地基允许采用单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。单墩载荷试验。第五节 质量检验70质量检验质量检验（一）效果检验（一）效果检验4 4、数量：、数量：竣工验收承载力检验的数量，应根据场地竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂程度复杂程度和建筑物的重要性
44、和建筑物的重要性确定，对于确定，对于简单场地简单场地上的上的一般建筑一般建筑物物，每个建筑地基的，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于载荷试验检验点不应少于3 3点点；对；对于于复杂场地或重要建筑地基复杂场地或重要建筑地基应应增加增加检验检验点数点数。强夯置换强夯置换地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的数量均不应少于墩点数的l%，且，且不应少于不应少于3点点。第五节 质量检验71质量检验质量检验（二）现场测试（二）现场测试 为了在大面积施工前获得设计数据，须选择面积为了在大面积施工前获得设计数据，须选择面积不小于不小于400m2的场地进
45、行现场试验。测试工作一般包的场地进行现场试验。测试工作一般包括以下括以下4方面：方面：1 1、地面及深层变形：、地面及深层变形：（1 1）目的：）目的：a.了解地面隆起、垫层密实度了解地面隆起、垫层密实度b.确定最佳夯击能确定最佳夯击能c.确定平均沉降和搭夯沉降量，用于研究强夯效果确定平均沉降和搭夯沉降量，用于研究强夯效果第五节 质量检验72质量检验质量检验（二）现场测试（二）现场测试1、地面及深层变形：、地面及深层变形：（2）手段：）手段：地面沉降观测、深层沉降观测、地面沉降观测、深层沉降观测、水平位移观测水平位移观测（3）地面沉降：）地面沉降：水准仪水准仪第五节 质量检验73质量检验质量检
46、验（二）现场测试（二）现场测试1、地面及深层变形：、地面及深层变形：（4）深层沉降：）深层沉降：沉降环沉降环 第五节 质量检验74质量检验质量检验（二）现场测试（二）现场测试1、地面及深层变形：、地面及深层变形：（5）水平位移：）水平位移：测斜仪测斜仪 第五节 质量检验75质量检验质量检验（二）现场测试（二）现场测试2、孔隙水压力：、孔隙水压力：孔隙水压力计孔隙水压力计 第五节 质量检验76质量检验质量检验（二）现场测试（二）现场测试3、侧向挤压力：、侧向挤压力：土压力计土压力计 第五节 质量检验77质量检验质量检验（二）现场测试（二）现场测试4、振动加速度：、振动加速度：（1 1）目的：）目
47、的：研究研究地面振动加速度地面振动加速度的的目的目的，是为了便于了解是为了便于了解强夯施工时的振强夯施工时的振动对现有建筑物的影响动对现有建筑物的影响。为此，。为此，在强夯时应沿不同距离测试地表在强夯时应沿不同距离测试地表面的水平振动加速度，绘成面的水平振动加速度，绘成加速加速度与距离的关系曲线度与距离的关系曲线。第五节 质量检验78质量检验质量检验（二）现场测试（二）现场测试4、振动加速度：、振动加速度：（2 2）控制指标：）控制指标：振动影响安全距离振动影响安全距离：0.1g对应对应的距离。的距离。（3 3）工程措施：）工程措施：隔振沟，深隔振沟，深3m3m。分主动、被。分主动、被动隔振沟动隔振沟第五节 质量检验79作业：某建筑地基采用强夯法加固地基，现有设备200kN重锤，起吊设备的起吊高度为12m，试问能否处理厚8.0m的粉土地基。80
