地基处理技术

1、岩土工程研究所 第三章 强夯和强夯置换法 地基处理技术地基处理技术 西南科技大学环资学院 李彦军 岩土工程研究所 岩土工程研究所 强夯法强夯法 l什么是强夯法？什么是强夯法？ 强夯法就是将很重的锤吊到较大强夯法就是将很重的锤吊到较大 的高度后使其自由落下，给地基的高度后使其自由落下，给地基 表面以大的冲击力，冲击能量在表面以大的冲击力，冲击能量在 地基中的传播使土体得到压密，地基中的传播使土体得到压密， 从而提高地基土的强度、降低土从而提高地基土的强度、降低土 体压缩性、改善砂土的抗液化条体压缩性、改善砂土的抗液化条 件、消除湿陷性黄土湿陷性方法。件、消除湿陷性黄土湿陷性方法。 锤重锤重一般为

2、一般为100100400400kNkN ，落高一落高一 般为般为8 84040m m。 岩土工程研究所 岩土工程研究所 l强夯法适用性强夯法适用性 应用强夯法处理的工程范围极为广泛，有工业与民用建筑应用强夯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、公路和铁路路基、飞机场跑道及码、仓库、油罐、储仓、公路和铁路路基、飞机场跑道及码 头等。强夯法的适用性在某种程度上比其它机械的、化学头等。强夯法的适用性在某种程度上比其它机械的、化学 的加固方法更为广泛和有效。根据国外资料，经强夯处理的加固方法更为广泛和有效。根据国外资料，经强夯处理 的砂性土基，其承载能力可提高的砂性土基，其承

3、载能力可提高200%200%-500%-500%，压缩性可降，压缩性可降 低低200%200%-1000%-1000%。它的适用范围十分广泛，不但能在陆地上。它的适用范围十分广泛，不但能在陆地上 施工，而且也可在水下夯实。施工，而且也可在水下夯实。 适用于碎石土、砂土、低饱和度粉土和粘性土、杂填土、适用于碎石土、砂土、低饱和度粉土和粘性土、杂填土、 塑填土、失陷性黄土。塑填土、失陷性黄土。 对于对于w60%,e1.5,w60%,e1.5,粘里含量粘里含量30%30%的饱和粘性土，的饱和粘性土， 尤其是淤泥和淤泥质土地基，不宜用强夯法。尤其是淤泥和淤泥质土地基，不宜用强夯法。 岩土工程研究所 l

4、强夯法的优缺点强夯法的优缺点 强夯法的优点强夯法的优点 强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等 优点优点 。 强夯法的缺点强夯法的缺点 施工时噪音和振动较大，不宜在人口密集的城市施工时噪音和振动较大，不宜在人口密集的城市 内使用。内使用。 岩土工程研究所 强夯法加固机理强夯法加固机理 强夯释放能量转换成各种波传到土体内。强夯释放能量转换成各种波传到土体内。 1、压缩波：、压缩波：7%振动能量，使土体受拉和受压，强度降低，孔隙振动能量，使土体受拉和受压，强度降低，孔隙 水汇集。水汇集。 2、剪切波：、剪切波： 26%振动能量，导致土体结构破坏。振动能

5、量，导致土体结构破坏。 3、面波（瑞利波）：、面波（瑞利波）： 67%振动能量，造成夯点处地面隆起，使振动能量，造成夯点处地面隆起，使 饱和土密实饱和土密实 岩土工程研究所 强夯法加固机理强夯法加固机理 目前，强夯法加固地基有三目前，强夯法加固地基有三 种加固机理：种加固机理： l动力密实动力密实 l动力固结动力固结 l动力置换动力置换 到底哪一种加固机理，取到底哪一种加固机理，取 决于土的类型和施工工艺。决于土的类型和施工工艺。 液化砂土 湿陷性换土 特殊土 非饱和土 砂土 粘性土 饱和土 土 岩土工程研究所 1 1、动力密实动力密实（粗颗粒土，非饱和土）粗颗粒土，非饱和土） 采用强夯加固多

6、孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于 动力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中动力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中 的的孔隙减小，土体变得密实孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。，从而提高地基土强度。 非饱和土的夯实过程，就是土中的气相（空气）被挤非饱和土的夯实过程，就是土中的气相（空气）被挤 出的过程，其夯实变形主要是由于颗粒的相对位移引起出的过程，其夯实变形主要是由于颗粒的相对位移引起 的。的。 岩土工程研究所 非饱和土的夯实过程，就是土中的气相非饱和土的夯实过程，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

7、由于土颗粒的相对位移引起。的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。 岩土工程研究所 岩土工程研究所 动应力等值线动应力等值线 干密度等值线干密度等值线 动应力、干密度随深度和水平距离增加而减小动应力、干密度随深度和水平距离增加而减小 岩土工程研究所 岩土工程研究所 岩土工程研究所 2 2、动力固结、动力固结 巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏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，使土体了土体原有的结构，使土体局部发生液化局部发生液化并产生许并产生许 多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待 超静孔隙水压力

8、消散后，土体固结。由于软土的触超静孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触 变性，强度得到提高。变性，强度得到提高。 岩土工程研究所 Menard提出的提出的饱和土可压缩饱和土可压缩的新机理的新机理 1 1饱和土的压缩饱和土的压缩 2 2土体液化土体液化 3 3渗透性增加渗透性增加 4 4触变恢复触变恢复 岩土工程研究所 1 1饱和土的压缩饱和土的压缩 n 在工程实践中，不论土的性质如何，夯击时能立即引起在工程实践中，不论土的性质如何，夯击时能立即引起 地基土的很大沉降，这个结果对粒状土是可以理解的。对地基土的很大沉降，这个结果对粒状土是可以理解的。对 渗透性很小的饱和细颗粒土，孔隙水的排出被

9、认为是发生渗透性很小的饱和细颗粒土，孔隙水的排出被认为是发生 体积压缩的必要条件和充分条件，这是传统的固结理论的体积压缩的必要条件和充分条件，这是传统的固结理论的 基本假定。基本假定。由于饱和细颗粒土渗透性低，在瞬时荷载作用由于饱和细颗粒土渗透性低，在瞬时荷载作用 下，孔隙水不能迅速排出，这样就无法理解在强夯时会立下，孔隙水不能迅速排出，这样就无法理解在强夯时会立 即引起很大沉降的机理即引起很大沉降的机理。 n Menard Menard认为，由于土中有机物的分解，第四纪土中大多认为，由于土中有机物的分解，第四纪土中大多 数都含有以微气泡形式出现的气体，其含气量大约在数都含有以微气泡形式出现的

10、气体，其含气量大约在1%1%- - 4%4%范围内，进行强夯时，气体体积压缩，孔隙水压力增大范围内，进行强夯时，气体体积压缩，孔隙水压力增大 ，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔隙水压力就，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔隙水压力就 减少。减少。这样每夯击一遍，液相气体和气相气体都有所减少这样每夯击一遍，液相气体和气相气体都有所减少 。根据实验，每夯击一遍，气体体积可减少。根据实验，每夯击一遍，气体体积可减少40%40%。 ? 岩土工程研究所 2 2土体液化土体液化 n 在重复夯击过程中，施加在土体上的夯击能量，使气在重复夯击过程中，施加在土体上的夯击能量，使气 体逐渐受到压缩。因此

11、，土体的沉降量与夯击能成正比体逐渐受到压缩。因此，土体的沉降量与夯击能成正比 。当气体含量按百分比接近零时，土体便变成不可压缩当气体含量按百分比接近零时，土体便变成不可压缩 的。这时，孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级，的。这时，孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级， 土体即产生液化。土体即产生液化。 液化度液化度为孔隙水压力与液化压力之比，而液化压力为孔隙水压力与液化压力之比，而液化压力 即为上覆土的压力。当液化度为即为上覆土的压力。当液化度为100%100%时，亦即为土体产时，亦即为土体产 生液化的临界状态，而该能量级称为生液化的临界状态，而该能量级称为“饱和能饱和能”。此时。此时 ，吸

12、着水开始变成自由水吸着水开始变成自由水，土的强度下降到最小值。一，土的强度下降到最小值。一 旦达到旦达到“饱和能饱和能”而继续施加能量时，继续夯击不能提而继续施加能量时，继续夯击不能提 高加固效果，仅会使土体发生塑性变形。高加固效果，仅会使土体发生塑性变形。 岩土工程研究所 时间/d 时间/d 时间/d 时间/d 液化压力 液化度(%) 力/kPa 地基承载 （kNm） 夯击能/ 1 (%) 体积变化 100 2 3 饱和能量 14 液化度 时间/d 时间/d 100 地基承载 力/kPa 200 150 2000 夯击能/ （kNm） 时间/d 时间/d 液化压力 16 5 体积变化 (%)

13、 100 (%) 10 1000 夯一遍夯一遍 夯三遍夯三遍 岩土工程研究所 3渗透性增加渗透性增加 在强大夯击能量作用下，在土体中出现冲击波和动应力。在强大夯击能量作用下，在土体中出现冲击波和动应力。 当所出现的当所出现的超静孔隙水压力超静孔隙水压力大于颗粒间的侧向压力时，致使大于颗粒间的侧向压力时，致使土土 颗粒间出现裂隙颗粒间出现裂隙，形成排水通道。此时，土的渗透系数骤增，形成排水通道。此时，土的渗透系数骤增， 孔隙水得以顺利排出。孔隙水得以顺利排出。 在有规则网格布置夯点的现场，通过积聚的夯击能量，在在有规则网格布置夯点的现场，通过积聚的夯击能量，在 夯坑四周会形成夯坑四周会形成有规则

14、的垂直裂缝有规则的垂直裂缝，夯坑附近出现涌水现象，夯坑附近出现涌水现象 。当孔隙水压力消散到小于颗粒间的侧向压力时，裂隙开始闭当孔隙水压力消散到小于颗粒间的侧向压力时，裂隙开始闭 合，土中水的运动又恢复常态。合，土中水的运动又恢复常态。 岩土工程研究所 4 4触变恢复触变恢复 在重复夯击作用下，土体的强度逐渐减低，当土体出现在重复夯击作用下，土体的强度逐渐减低，当土体出现 液化或接近液化时，使土体的强度达到最低值。此时土体产液化或接近液化时，使土体的强度达到最低值。此时土体产 生裂隙，而土中吸着水部分变成自由水，随着孔隙水压力的生裂隙，而土中吸着水部分变成自由水，随着孔隙水压力的 消散，土的消

15、散，土的抗剪强度抗剪强度和和变形模量变形模量都有了大幅度的增长。都有了大幅度的增长。 这是由于颗粒间紧紧接触以及新吸着水层逐渐固定的原这是由于颗粒间紧紧接触以及新吸着水层逐渐固定的原 因，而吸着水逐渐固定的过程可能会延续至几个月。在触变因，而吸着水逐渐固定的过程可能会延续至几个月。在触变 恢复期间，土体的变形（沉降）却是很小的，有的资料中介恢复期间，土体的变形（沉降）却是很小的，有的资料中介 绍在绍在1 1以下。如果用传统的固结理论就不能解释这一现象以下。如果用传统的固结理论就不能解释这一现象 ，这时，这时自由水重新被土颗粒所吸附而变成了吸着水，这也是自由水重新被土颗粒所吸附而变成了吸着水，这

16、也是 具有触变性土的特性具有触变性土的特性。 岩土工程研究所 动力置换动力置换 动力置换可分为动力置换可分为整体置换整体置换和和桩式置换桩式置换，如图所示。，如图所示。 整体置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，其作用机理整体置换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。桩式置换是通过强夯将碎石填入土体中类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石填入土体中 ，部分碎石桩（或墩）间隔地夯入软土中，形成桩式（或，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）。其作用机理类似于振冲法等墩式）的碎石桩（或墩）。其作用机理类似于振冲法等 形成的碎石桩，它主要是靠碎

17、石内摩擦角和墩间土的侧限来形成的碎石桩，它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用。维持桩体的平衡，并与墩间土起复合地基的作用。 a)b) 夯坑中的填料 岩土工程研究所 强夯法设计计算强夯法设计计算 l强夯法的主要设计参数：强夯法的主要设计参数： 有效加固深度有效加固深度 夯击能；夯击能； 夯点的平面布置形式；夯点的平面布置形式； 夯击次数与遍数；夯击次数与遍数； 间歇时间。间歇时间。 处理范围处理范围 岩土工程研究所 1、有效加固深度、有效加固深度 l有效加固深度定义：有效加固深度定义： 经强夯后，强度和变形等指标满足设计要求的土层范围。经强夯后，强度

18、和变形等指标满足设计要求的土层范围。 有效加固深度取决于有效加固深度取决于单点夯击能单点夯击能的大小，用经验公式确定，的大小，用经验公式确定， 单点夯击能主要根据需要加固土层的厚度和现有起吊设备起吊单点夯击能主要根据需要加固土层的厚度和现有起吊设备起吊 能力的大小来初步确定的。能力的大小来初步确定的。 Lukas(1986)Lukas(1986)公式：公式： 式中：式中：h h：有效加固深度（：有效加固深度（m m）；）；W W：夯锤重（夯锤重（kNkN）；）； H H：夯锤落距（：夯锤落距（m m）。）。 经验修正系数。软土可取经验修正系数。软土可取0.50.5，对黄土可取，对黄土可取0.3

19、4-0.50.34-0.5 建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范(JGJ-2002)(JGJ-2002)采用表采用表3-23-2形式形式 WHh 岩土工程研究所 2.2.影响强夯法的有效加固深度的因素影响强夯法的有效加固深度的因素 锤重和落距；锤重和落距； 地基土性质；地基土性质； 不同土层的厚度和埋藏顺序；不同土层的厚度和埋藏顺序； 地下水位；地下水位； 强夯的其它设计参数强夯的其它设计参数 。 岩土工程研究所 3、夯击能、夯击能 l单点夯击能单点夯击能：等于锤重：等于锤重W W乘以夯锤落距乘以夯锤落距H H。 l单位夯击能单位夯击能：等于：等于整个加固场地的总夯击能量（即锤整个加固场地

20、的总夯击能量（即锤 重落距总夯击数）除以加固面积。重落距总夯击数）除以加固面积。 l最佳夯击能最佳夯击能： 当最后两击的平均夯沉量不大于当最后两击的平均夯沉量不大于5050mmmm（单点夯击能较单点夯击能较 大时不大于大时不大于100 100 mmmm）时或夯坑周围地面发生过大的隆起时或夯坑周围地面发生过大的隆起 时对应的夯击能称为最佳夯击能。时对应的夯击能称为最佳夯击能。 从理论上讲，当地基中出现的孔隙水压力达到土的自从理论上讲，当地基中出现的孔隙水压力达到土的自 重应力时，这样的夯击能称为最佳夯击能。重应力时，这样的夯击能称为最佳夯击能。 岩土工程研究所 最佳夯击能确定方法最佳夯击能确定方

21、法 1 1粘性土地基粘性土地基：由于粘性土中的孔隙水压力消散慢，当夯击：由于粘性土中的孔隙水压力消散慢，当夯击 能逐渐增大时，孔隙水压力亦相应的叠加，因而在粘性土中能逐渐增大时，孔隙水压力亦相应的叠加，因而在粘性土中 ，可根据孔隙水压力的增长曲线来确定最佳夯击能。，可根据孔隙水压力的增长曲线来确定最佳夯击能。 2 2砂性土地基砂性土地基：由于在砂性土中的孔隙水压力增长及消散过：由于在砂性土中的孔隙水压力增长及消散过 程仅为几分钟，因此，孔隙水压力不随夯击能增加而增长，程仅为几分钟，因此，孔隙水压力不随夯击能增加而增长， 为此可绘制为此可绘制孔隙水压力增量与夯击击数（夯击能）的关系曲孔隙水压力增

22、量与夯击击数（夯击能）的关系曲 线线来确定最佳夯击能。当孔隙水压力增量随着夯击的击数（来确定最佳夯击能。当孔隙水压力增量随着夯击的击数（ 夯击能）增加而逐渐趋于恒定时，可认为该种砂土所能接受夯击能）增加而逐渐趋于恒定时，可认为该种砂土所能接受 的能量已达到饱和状态，此能量即为最佳夯击能。的能量已达到饱和状态，此能量即为最佳夯击能。 岩土工程研究所 4 4、夯击点布置及间距、夯击点布置及间距 l夯击点布置夯击点布置 一般有等边三角形、梅花形和正方形一般有等边三角形、梅花形和正方形 运城运城- -三门峡高速公路三门峡高速公路 某填海工程某填海工程 岩土工程研究所 l夯击点间距夯击点间距 一般根据地

23、基土的性质和要求处理的深度而定，通常为一般根据地基土的性质和要求处理的深度而定，通常为5 5 9 9m m。为了使深层土得以加固，第一遍夯击点的间距要大些为了使深层土得以加固，第一遍夯击点的间距要大些 ，这样才能使夯击能量传递到深处。下一遍夯点往往布置，这样才能使夯击能量传递到深处。下一遍夯点往往布置 在上一遍夯点的中间，如图所示。在上一遍夯点的中间，如图所示。 第四遍夯点 第二遍夯点第一遍夯点第三遍夯点 岩土工程研究所 夯击遍数和间歇时间夯击遍数和间歇时间 n夯击遍数应根据地基土的性质和平均夯击能确定，一般情夯击遍数应根据地基土的性质和平均夯击能确定，一般情 况下可采用况下可采用2-32-3

24、遍，最后再以低能量搭夯一遍，其目的是遍，最后再以低能量搭夯一遍，其目的是 将松动的表层土夯实。对渗透性弱的细颗粒土，必要时夯将松动的表层土夯实。对渗透性弱的细颗粒土，必要时夯 击遍数可适当增加。击遍数可适当增加。 n间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间 。对砂性土，孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，消。对砂性土，孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，消 散时间只有几分钟到几小时，两遍夯间的间歇时间可以很散时间只有几分钟到几小时，两遍夯间的间歇时间可以很 短，亦即可连续夯击。对粘性土，由于孔隙水压力消散较短，亦即可连续夯击。对粘性土

25、，由于孔隙水压力消散较 慢，故当夯击能逐渐增加时，孔隙水压力亦相应的叠加，慢，故当夯击能逐渐增加时，孔隙水压力亦相应的叠加， 其间歇时间取决于孔隙水压力的消散情况，一般为其间歇时间取决于孔隙水压力的消散情况，一般为2 2-4-4周周 。 岩土工程研究所 n强夯处理范围：由于基础的应力扩散作用或需消除液强夯处理范围：由于基础的应力扩散作用或需消除液 化，强夯处理范围应大于建筑物基础范围，对一般建化，强夯处理范围应大于建筑物基础范围，对一般建 筑物，每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的筑物，每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的 1/21/2-2/3-2/3，并不宜小于，并不宜小于3 3m

26、m。 岩土工程研究所 施工机械施工机械 n欧美国家所用的起重设备大多为大吨位的履带式起重欧美国家所用的起重设备大多为大吨位的履带式起重 机，通常在机，通常在10001000kNkN以上，稳定性好，行走方便。日本以上，稳定性好，行走方便。日本 采用轮胎式起重机进行强夯作业，亦取得了满意结果采用轮胎式起重机进行强夯作业，亦取得了满意结果 。国外除使用现成的履带式起重机外，还制造了常用。国外除使用现成的履带式起重机外，还制造了常用 的三足架和轮胎式夯机，用于起吊的三足架和轮胎式夯机，用于起吊400400kNkN夯锤，落距可夯锤，落距可 达达4040m m。 n我国绝大多数强夯工程只具备小吨位起重机的

27、施工条我国绝大多数强夯工程只具备小吨位起重机的施工条 件，所以只能使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩的件，所以只能使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩的 装置，如下图所示，使锤形成自由落体。装置，如下图所示，使锤形成自由落体。 岩土工程研究所 260 1 3 2 5 4 12 7 11 10 9 8 6 1 1吊钩吊钩 2 2锁卡焊合件锁卡焊合件 3 3、7 7螺栓螺栓 4 4开口锁开口锁 5 5架板架板 6 6垫圈垫圈 8 8止动板止动板 9 9销栓销栓 1010螺母螺母 1111鼓形轮鼓形轮 12 12护板护板 强夯脱钩装置示意图强夯脱钩装置示意图 岩土工程研究所 施工步骤施工步骤 n1 1清理

28、并平整施工场地；清理并平整施工场地； n2 2当地基表面土质较软弱时，要先在地表铺设垫层，当地基表面土质较软弱时，要先在地表铺设垫层， 用以支承起重设备，确保机械通行和施工。同时可加用以支承起重设备，确保机械通行和施工。同时可加 大地下水和表层面的距离，防止夯击的效率降低；大地下水和表层面的距离，防止夯击的效率降低； n3 3标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程；标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程； n4 4起重机就位，夯锤对准夯点位置；起重机就位，夯锤对准夯点位置； n5 5测量夯前锤顶标高；测量夯前锤顶标高； 岩土工程研究所 施工步骤施工步骤 n6 6将夯锤起吊到预定高度，待夯锤锐钩

29、自由下落后放将夯锤起吊到预定高度，待夯锤锐钩自由下落后放 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；锤歪斜时，应及时将坑底整平； n7 7重复步骤重复步骤6 6，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； n8 8重复步骤重复步骤4747，完成第一遍全部夯点的夯击；，完成第一遍全部夯点的夯击； n9 9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； n1010在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部在规定的间隔时间后，按上述

30、步骤逐次完成全部 夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层土夯实，夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层土夯实， 并测量夯后场地高程。并测量夯后场地高程。 岩土工程研究所 第三节第三节 强夯置换复合地基强夯置换复合地基 n强夯置换原理强夯置换原理 n强夯置换是利用夯锤冲击填在夯坑中的碎石（或块石）强夯置换是利用夯锤冲击填在夯坑中的碎石（或块石） ，使夯锤下的土体压缩，夯锤周边土体发生剪切破坏，使夯锤下的土体压缩，夯锤周边土体发生剪切破坏， 形成的碎石（块石）墩体与周围土体共同构成性能良好形成的碎石（块石）墩体与周围土体共同构成性能良好 的复合地基或层状地基。的复合地基或层状地基。 岩土工程研究所

31、 置换方式置换方式 n置换方式主要有两种：置换方式主要有两种： n1.1.单夯点或有一定间距的多夯点置换，称为桩式置换，碎单夯点或有一定间距的多夯点置换，称为桩式置换，碎 石（或块石）墩体构成的竖向增强体（强夯置换碎石桩）石（或块石）墩体构成的竖向增强体（强夯置换碎石桩） 与基体（天然地基土体）共同组成散体材料桩复合地基；与基体（天然地基土体）共同组成散体材料桩复合地基； n2.2.密集的点置换便形成线置换（或面置换），称为整体置密集的点置换便形成线置换（或面置换），称为整体置 换，这时置换体连成一片，与下部土层组成层状地基。换，这时置换体连成一片，与下部土层组成层状地基。 n整体置换可以看作

32、是桩式置换的特殊情况整体置换可以看作是桩式置换的特殊情况 。 岩土工程研究所 强夯置换的设计强夯置换的设计 n与前面介绍的强夯法不同之处在于要确定：强与前面介绍的强夯法不同之处在于要确定：强 夯置换的置换深度夯置换的置换深度h h 。 n确定置换深度的主要方法有：原位测试法、经确定置换深度的主要方法有：原位测试法、经 验预估法、拟静力法等。验预估法、拟静力法等。 岩土工程研究所 原位测试法原位测试法 n原位测试包括斜钻及地质雷达检测。由于钻机原位测试包括斜钻及地质雷达检测。由于钻机 难以在碎石（块石）墩上成孔，故采用斜钻，难以在碎石（块石）墩上成孔，故采用斜钻， 斜钻只适应小面积施工检测。为适

33、应大面积施斜钻只适应小面积施工检测。为适应大面积施 工需要，可用地质雷达这种快速的检测方法，工需要，可用地质雷达这种快速的检测方法， 它借助于发射天线发出的电磁波在地层中的传它借助于发射天线发出的电磁波在地层中的传 播特性来确定桩体长度（即置换深度）。播特性来确定桩体长度（即置换深度）。 岩土工程研究所 经验预估法经验预估法 n修正的修正的MenardMenard公式：公式： n n式中：式中：修正系数，扬光煦（修正系数，扬光煦（19921992年）给定年）给定 =0.18-0.30=0.18-0.30， n建议当淤泥厚度小于建议当淤泥厚度小于5 5m m时，时，取取0.20.2；淤泥厚度大于；淤泥厚度大于6 6m m 时时取取0.30.3； nW W锤重（锤重（kNkN）；）； nH H落高（落高（m m）。）。 10/WHh 岩土工程研究所 n罗嗣海（罗嗣海（19991999年）给出了另一种形式的单点夯击能年）给出了另一种形式的单点夯击能WHWH与与 置换深度置换深度h h的经验关系：的经验关系： n式中：式中：D D夯锤直径（夯锤直径（m m）；）； n f fa a欲加固深度范围内中下部土层容许承载力；欲加固深度范围内中下部土层容许承载力； n W W、H H的意义同上。的意义同上。 11. 1ln24. 1 3 a fD WH D h 经验预估法经验预估法 岩土