强夯法修改稿

1、强强 夯夯 法法Dynamic consolidation methodDynamic consolidation method 此法是反复将很重的锤提到一定高度使其自由落下，给此法是反复将很重的锤提到一定高度使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，从而提高地基的强度并降低其压缩地基以冲击和振动能量，从而提高地基的强度并降低其压缩性，改善地基性能。夯锤重性，改善地基性能。夯锤重10t10t40t40t，提升高度，提升高度10m10m30m30m。一、强夯技术的发展概括与研究动态强夯技术的发展概括与研究动态二、强夯法加固地基的原理二、强夯法加固地基的原理三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算四、

2、强夯法加固地基的试验与监测四、强夯法加固地基的试验与监测五、工程实例五、工程实例一、强夯技术的发展概括与研究动态强夯技术的发展概括与研究动态1、强夯技术的发展、适用范围与特点强夯技术的发展、适用范围与特点2 2、强夯技术的最新发展动态、强夯技术的最新发展动态1、强夯技术的发展、适用范围与特点强夯技术的发展、适用范围与特点 60 60年代末由法国年代末由法国MenardMenard技术公司处理滨海填土地技术公司处理滨海填土地基。场地表层为新近填筑的约基。场地表层为新近填筑的约9m9m厚的碎石填土，下厚的碎石填土，下12m12m厚疏松砂质粉土，场地上要求建造厚疏松砂质粉土，场地上要求建造2020栋

3、栋8 8层居住建层居住建筑。由于碎石填土筑。由于碎石填土新近填筑，桩基负摩擦力将占新近填筑，桩基负摩擦力将占单桩承载力的单桩承载力的60607070，十分不经济。，十分不经济。 经研究采用堆载预压法处理，历时经研究采用堆载预压法处理，历时3 3个月，堆土个月，堆土高度高度5m5m，只沉降，只沉降200mm200mm。用强夯法，单位夯击能用强夯法，单位夯击能1200KN.m/m1200KN.m/m2 2, ,只夯击一遍，整只夯击一遍，整个场地平均夯沉量个场地平均夯沉量500mm500mm。建筑竣工后，其平均沉降。建筑竣工后，其平均沉降仅为仅为13mm13mm。1、强夯技术的发展、适用范围与特点强

4、夯技术的发展、适用范围与特点我国我国19751975年开始介绍和引进，年开始介绍和引进，19781978年底工程试用。年底工程试用。八五期间，强夯技术加固地基达八五期间，强夯技术加固地基达300300万万m m2 2以上。以上。著名工程实例：著名工程实例：（1 1）北京乙烯工程）北京乙烯工程消除液化，提高承载力消除液化，提高承载力 处理面积处理面积2323万万m m2 2，深度，深度8m8m。 比挤密碎石桩加固方案和直接采用灌注桩方案节比挤密碎石桩加固方案和直接采用灌注桩方案节省工程投资省工程投资38003800万元万元，缩短施工周期约，缩短施工周期约3 3个月。个月。著名工程实例：著名工程实

5、例：（2 2）茂名乙烯工程）茂名乙烯工程加固砾质粘性土回填地基加固砾质粘性土回填地基 处理面积处理面积6060万万m2m2，深度，深度5.7m5.7m。 比直接采用灌注桩方案或挤密碎石桩方案节约比直接采用灌注桩方案或挤密碎石桩方案节约数数千万元千万元投资，大大缩短了施工周期。投资，大大缩短了施工周期。（3 3）贵阳龙洞堡国际机场）贵阳龙洞堡国际机场回填地基回填地基 处理面积处理面积1212万万m m2 2，深度，深度54m54m。1、强夯技术的发展、适用范围与特点强夯技术的发展、适用范围与特点适用的地基土：适用的地基土：碎石土、砂土、粉土、粘性土、素填土、黄土、建筑生碎石土、砂土、粉土、粘性土

6、、素填土、黄土、建筑生活垃圾或工业废料组成的杂填土地基。活垃圾或工业废料组成的杂填土地基。还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基。还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基。适用的工程范围：适用的工程范围：各类工业与民用建筑、仓库、油罐、贮仓、飞机场跑道、各类工业与民用建筑、仓库、油罐、贮仓、飞机场跑道、铁路和公路路基和码头堆场等。铁路和公路路基和码头堆场等。1、强夯技术的发展、适用范围与特点强夯技术的发展、适用范围与特点特点：特点：适用各类土层；适用各类土层；应用范围广泛；应用范围广泛；加固效果显著：明显提高地基承载力、压缩模量，消除加固效果显著：明显提高地基承载力、压缩模量，消除湿陷性

7、、膨胀性，防治振动液化。湿陷性、膨胀性，防治振动液化。有效加固深度大，多层可达有效加固深度大，多层可达242454m54m；施工机具简单；施工机具简单；节省材料；节省材料；节省工程造价；节省工程造价；施工快捷。施工快捷。2 2、强夯技术的最新发展动态、强夯技术的最新发展动态（1 1）大能量强夯技术）大能量强夯技术（2 2）饱和软土复合地基的强夯技术）饱和软土复合地基的强夯技术 挤密碎石桩加强夯挤密碎石桩加强夯 砂桩加强夯砂桩加强夯 真空真空/ /堆载预压加强夯堆载预压加强夯一、强夯技术的发展概括与研究动态强夯技术的发展概括与研究动态二、强夯法加固地基的原理二、强夯法加固地基的原理三、强夯法的设

8、计计算三、强夯法的设计计算四、强夯法加固地基的试验与监测四、强夯法加固地基的试验与监测五、工程实例五、工程实例二、强夯法加固地基的原理与应用二、强夯法加固地基的原理与应用 强夯法是利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在强夯法是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，夯锤对上部土体地基中产生冲击波，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，并对周围土进行进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周围土进行动力挤压。动力挤压。 目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：动动力密实、动力固结和动力置换力密实、动力

9、固结和动力置换，它取决于地基土的类别，它取决于地基土的类别和强夯施工工艺。和强夯施工工艺。二、强夯法加固地基的原理与应用二、强夯法加固地基的原理与应用动力密实动力密实采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动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，使土体中的孔隙力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。非饱和土减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相的夯实过程，就是土中的气相( (空气空气) )被挤出的过程，其被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。夯实变形主

10、要是由于土颗粒的相对位移引起。二、强夯法加固地基的原理与应用二、强夯法加固地基的原理与应用动力固结动力固结用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助于动力固用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助于动力固结的理论，即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，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，使土体局部发生液化并产生许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，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。得到提高

11、。 Vibration resource Rayleigh waveShear waveShear windowCompression waveHorizontal branchVertical branch加固机理加固机理 加固饱和土加固饱和土动力固结动力固结强夯过程中，土体有效应力的变化十分显著，且主要为强夯过程中，土体有效应力的变化十分显著，且主要为垂直应力的变化。垂直应力的变化。由于垂直向总应力保持不变，超孔隙水压力逐渐增长且由于垂直向总应力保持不变，超孔隙水压力逐渐增长且不能迅速消散，则有效应力减小。水平拉应力使土体产不能迅速消散，则有效应力减小。水平拉应力使土体产生一系列的生一系列

12、的竖向裂缝，竖向裂缝，使孔隙水从裂缝中排出，从而加使孔隙水从裂缝中排出，从而加速土体的固结。速土体的固结。饱和细颗粒土经强夯后，在夯坑周围会出现饱和细颗粒土经强夯后，在夯坑周围会出现径向或环向径向或环向裂缝，裂缝，孔隙水从这些裂缝中冒出。孔隙水从这些裂缝中冒出。 加固饱和土加固饱和土动力固结动力固结在强夯能量作用下，饱和土气体体积首先被压缩，孔隙在强夯能量作用下，饱和土气体体积首先被压缩，孔隙水排出，超孔隙水压力减少，在强夯瞬间，会产生有效水排出，超孔隙水压力减少，在强夯瞬间，会产生有效的压缩沉降。的压缩沉降。当夯击反复进行时，土颗粒相互靠拢，土颗粒表面的薄当夯击反复进行时，土颗粒相互靠拢，土

13、颗粒表面的薄膜水受到挤压，部分薄膜水因物理膜水受到挤压，部分薄膜水因物理化学吸附作用使土化学吸附作用使土颗粒相互联系，由此产生多余的水变为自由水流向土颗颗粒相互联系，由此产生多余的水变为自由水流向土颗粒之间，形成一定孔隙水后从地表逸出。粒之间，形成一定孔隙水后从地表逸出。由于薄膜水减薄，土颗粒发生相对位移，进一步挤密，由于薄膜水减薄，土颗粒发生相对位移，进一步挤密，由紊乱状态进入稳定状态，孔隙大小亦达到比较均匀状由紊乱状态进入稳定状态，孔隙大小亦达到比较均匀状态，态，超孔隙水压力消散，土体重新稳定，超孔隙水压力消散，土体重新稳定，承载力提高。承载力提高。二、强夯法加固地基的原理与应用二、强夯法

14、加固地基的原理与应用动力置换动力置换 动力置换可分为整式置换和桩式置换。动力置换可分为整式置换和桩式置换。 整式置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，其作整式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。用机理类似于换土垫层。 桩式置换是通过强夯将碎石填筑土体中，部分碎石桩式置换是通过强夯将碎石填筑土体中，部分碎石桩桩( (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( (或墩式或墩式) )的碎石的碎石墩墩( (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，它主要是靠碎石内摩擦角和墩间土的侧限来维持桩体的它主要

15、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。平衡，并与墩间土起复合地基的作用。一、强夯技术的发展概括与研究动态强夯技术的发展概括与研究动态二、强夯法加固地基的原理二、强夯法加固地基的原理三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算四、强夯法加固地基的试验与监测四、强夯法加固地基的试验与监测五、工程实例五、工程实例三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算设计参数主要有：设计参数主要有：有效加固深度、有效加固深度、夯击能、夯击能、夯击次数、夯击次数、夯击遍数、夯击遍数、间歇时间、间歇时间、夯击点布置、夯击点布置、处理范围等。处理范围等。压缩体积；隆起体积；夯坑体积有效夯

16、实系数；30330mmmVVVVVVVV有效加固深度有效加固深度 反映处理效果参数，选择方案的依据反映处理效果参数，选择方案的依据H-加固深度，加固深度，mW-夯锤重，夯锤重，th-落距，落距，mK-有效深度影响系数有效深度影响系数, 0.50.8 有效加固深度有效加固深度 有效加固深度有效加固深度 三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算夯击能夯击能单击夯击能单击夯击能单点夯击能单点夯击能总夯击能总夯击能单位夯击能单位夯击能最佳夯击能最佳夯击能夯击能夯击能单击夯击能单击夯击能夯锤重与落距的乘积夯锤重与落距的乘积夯锤：初期钢筋混凝土，夯锤：初期钢筋混凝土，10t10t； 常用常用10t10t2

17、5t25t，最大，最大40t40t； 15t15t，铸钢。，铸钢。单击夯击能单击夯击能不能太小不能太小原因：太小，无法使水与土颗粒产生相对流动，水就不原因：太小，无法使水与土颗粒产生相对流动，水就不能排出，此种情况下，仅仅靠增加夯击数不能产生加固能排出，此种情况下，仅仅靠增加夯击数不能产生加固效果，甚至可能使地基形成效果，甚至可能使地基形成“橡皮土橡皮土”。在相同单击夯击能条件下，在相同单击夯击能条件下，重锤低落较轻锤高落，加固重锤低落较轻锤高落，加固效果好。效果好。例：某工程采用强夯法加固，加固面积为例：某工程采用强夯法加固，加固面积为5000m2，锤重，锤重为为10t，落距为，落距为10m

18、，单点击数为，单点击数为8击，夯点数为击，夯点数为200，夯，夯击击5遍，则：遍，则：1、单击夯击能：、单击夯击能：单击夯击的能量。单击夯击的能量。单击夯击能单击夯击能=锤重锤重落距落距=100kN10m=1000kNm；2、单点夯击能：、单点夯击能：每一夯点的夯击能。每一夯点的夯击能。单点夯击能单点夯击能=单击夯击能单击夯击能单点击数单点击数=1000kNm8击击=8000 kNm；例：某工程采用强夯法加固，加固面积为例：某工程采用强夯法加固，加固面积为5000m2，锤重，锤重为为10t，落距为，落距为10m，单点击数为，单点击数为8击，夯点数为击，夯点数为200，夯，夯击击5遍，则：遍，则

19、：3、总夯击能：、总夯击能：整个场地的总夯击能。整个场地的总夯击能。 总夯击能总夯击能=单点夯击能单点夯击能总夯点数总夯点数遍数遍数=8000 kNm2005遍遍=8000000 kNm4、单位夯击能：、单位夯击能：总夯击能与加固面积之比。总夯击能与加固面积之比。 单位夯击能单位夯击能=总夯击能总夯击能/加固面积加固面积 =8000000kNm/5000m2=1600 kNm/m2夯击能夯击能最佳夯击能最佳夯击能某一夯击能作用下，地基中出现的孔隙水某一夯击能作用下，地基中出现的孔隙水压力达到土的上覆土压力的夯击能。压力达到土的上覆土压力的夯击能。达到最佳夯击能的夯击次数即为夯点每遍的夯击次数。

20、达到最佳夯击能的夯击次数即为夯点每遍的夯击次数。三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算设计参数主要有：设计参数主要有：有效加固深度、有效加固深度、夯击能、夯击能、夯击次数、夯击次数、夯击遍数、夯击遍数、间歇时间、间歇时间、夯击点布置、夯击点布置、处理范围等。处理范围等。夯击次数夯击次数一般通过现场试夯确定。一般通过现场试夯确定。 常以夯坑的压缩量最大、夯坑周围隆起量最小为原则。常以夯坑的压缩量最大、夯坑周围隆起量最小为原则。（若土渗透性差，强夯（若土渗透性差，强夯土产生较大的侧向挤出，地面土产生较大的侧向挤出，地面隆起，继续夯击，不能有效夯实。）。隆起，继续夯击，不能有效夯实。）。 且应同时

21、满足下列条件：且应同时满足下列条件： a.a.最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值：当单击最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能量小于夯击能量小于4000 kNm4000 kNm时为时为50mm50mm；当夯击能为；当夯击能为400040006000 kNm6000 kNm时为时为100mm100mm；当夯击能大于；当夯击能大于6000 kNm6000 kNm时为时为200mm200mm；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。 夯击次数夯击次数一般通过现场试夯确定。一般通过现场试夯确定。

22、 目前常通过现场试夯得到的夯击次数与夯沉量的关系目前常通过现场试夯得到的夯击次数与夯沉量的关系曲线确定有效夯实系数，从而得到夯击次数。曲线确定有效夯实系数，从而得到夯击次数。夯击次数夯击次数三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算设计参数主要有：设计参数主要有：有效加固深度、有效加固深度、夯击能、夯击能、夯击次数、夯击次数、夯击遍数、夯击遍数、间歇时间、间歇时间、夯击点布置、夯击点布置、处理范围等。处理范围等。夯击遍数夯击遍数根据地基土的性质确定根据地基土的性质确定我国，常采用我国，常采用2 2遍，最后再以低能量满夯一遍。遍，最后再以低能量满夯一遍。对于渗透性弱的细颗粒土地基，可增加夯击遍数。

23、对于渗透性弱的细颗粒土地基，可增加夯击遍数。 三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算设计参数主要有：设计参数主要有：有效加固深度、有效加固深度、夯击能、夯击能、夯击次数、夯击次数、夯击遍数、夯击遍数、间歇时间、间歇时间、夯击点布置、夯击点布置、处理范围等。处理范围等。间歇时间间歇时间两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于超孔隙水压力的消散。利于超孔隙水压力的消散。取决于超孔隙水压力的消散取决于超孔隙水压力的消散试夯试夯饱和粘性土一般饱和粘性土一般3 34 4周，砂土只需周，砂土只需3 34 4分钟。分钟。 三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算设计参数主要

24、有：设计参数主要有：有效加固深度、有效加固深度、夯击能、夯击能、夯击次数、夯击次数、夯击遍数、夯击遍数、间歇时间、间歇时间、夯击点布置、夯击点布置、处理范围等。处理范围等。夯击点布置夯击点布置基础面积较大的建筑物或构筑物基础面积较大的建筑物或构筑物等边三角形或正等边三角形或正方形；方形；办公楼、住宅建筑办公楼、住宅建筑根据承重墙位置布置夯点，采根据承重墙位置布置夯点，采用等腰三角形；用等腰三角形；工业厂房工业厂房根据柱网设置夯点。根据柱网设置夯点。夯点间距夯点间距：一般取（：一般取（1.71.72.52.5）D,DD,D为夯锤直径。为夯锤直径。夯击点布置等腰三角形夯击点布置等腰三角形保证了横向

25、承重墙以及纵横墙交接处墙基下均有夯点。保证了横向承重墙以及纵横墙交接处墙基下均有夯点。三、强夯法的设计计算三、强夯法的设计计算设计参数主要有：设计参数主要有：有效加固深度、有效加固深度、夯击能、夯击能、夯击次数、夯击次数、夯击遍数、夯击遍数、间歇时间、间歇时间、夯击点布置、夯击点布置、处理范围等。处理范围等。处理范围处理范围大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的设计处理深度的1/21/22/32/3，且不宜小于，且不宜小于3m3m；对于有液；对于有液化势态的地层，每边超出基础外缘的宽度不宜小于设化势态的地层，每边超出基础外缘的

26、宽度不宜小于设计处理的深度。计处理的深度。NoImageNoImageNoImage四、强夯法加固地基的试验与现场测试四、强夯法加固地基的试验与现场测试（一）试验方法（一）试验方法 载荷试验载荷试验 标准贯入试验标准贯入试验 静力触探、旁压试验等静力触探、旁压试验等四、强夯法加固地基的试验与现场测试四、强夯法加固地基的试验与现场测试（二）现场测试（二）现场测试 承载力承载力 变形变形地面变形的测试是对夯击后土体变形地面变形的测试是对夯击后土体变形 的研究。每当夯击一次应及时测量夯击坑及其周围的的研究。每当夯击一次应及时测量夯击坑及其周围的沉降量、隆起量和挤出量。沉降量、隆起量和挤出量。 变形检

27、测手段：地面沉降观测、深层沉降观测和变形检测手段：地面沉降观测、深层沉降观测和水平位移观测水平位移观测 四、强夯法加固地基的试验与现场测试四、强夯法加固地基的试验与现场测试（二）现场测试（二）现场测试 孔隙水压力孔隙水压力在夯击作用下，进行对孔隙水压在夯击作用下，进行对孔隙水压力沿深度和水平距离的增长和消散的分布规律研究，力沿深度和水平距离的增长和消散的分布规律研究，从而确定两个夯击点间的夯距、夯击的影响范围、间从而确定两个夯击点间的夯距、夯击的影响范围、间歇时间以及饱和夯击能等参数。歇时间以及饱和夯击能等参数。 侧向挤压力侧向挤压力 在夯击作用下，可测试每夯击在夯击作用下，可测试每夯击一次的

28、压力增量沿深度的分布规律。一次的压力增量沿深度的分布规律。四、强夯法加固地基的试验与现场测试四、强夯法加固地基的试验与现场测试（二）现场测试（二）现场测试 强夯振动对环境影响的测试（振动加速度）强夯振动对环境影响的测试（振动加速度） 通过测试地面振动加速度可以了解强夯振动的影响通过测试地面振动加速度可以了解强夯振动的影响范围。范围。 为了减少强夯振动的影响，常在夯区周围设置隔为了减少强夯振动的影响，常在夯区周围设置隔振沟。振沟。五、工程案例五、工程案例（一）工程概括（一）工程概括（二）地基处理方案的可行性分析（二）地基处理方案的可行性分析（三）强夯参数的设计（三）强夯参数的设计试夯研究试夯研究

29、（四）强夯加固效果的检测评价（四）强夯加固效果的检测评价（五）工程应用概括（五）工程应用概括工程实例工程实例茂名茂名3030万万t t乙烯工程乙烯工程6060万万m m2 2砾质砾质粘性土回填地基的强夯处理粘性土回填地基的强夯处理（一）工程概括（一）工程概括 回填土地基，一般深度回填土地基，一般深度4 47m7m，最深达，最深达8 89m9m。回。回填土质量差，土质不均匀，结构松散，密实性差，承填土质量差，土质不均匀，结构松散，密实性差，承载力很低，存在不同程度的湿陷性，载力很低，存在不同程度的湿陷性，不宜作为天然地不宜作为天然地基持力层。基持力层。（二）地基处理方案的可行性分析（二）地基处理

30、方案的可行性分析（三）强夯参数设计（三）强夯参数设计试夯试夯设计参数主要有：设计参数主要有：有效加固深度、有效加固深度、夯击能夯击能单点夯单点夯夯击次数夯击次数单点夯单点夯夯击遍数夯击遍数群夯试验群夯试验间歇时间间歇时间群夯试验群夯试验夯击点布置夯击点布置群夯试验群夯试验处理范围等。处理范围等。（三）强夯参数设计（三）强夯参数设计有效加固深度有效加固深度单点夯单点夯I I、IIII区区9m9m；IIIIII区区3.5m3.5m夯击能夯击能I I、IIII区区2400kNm2400kNmIIIIII区区1500kNm1500kNm锤重锤重175kN175kN。压缩体积；隆起体积；夯坑体积有效夯实系数；30330mmmVVVVVVVVH-加固深度，加固深度，mW-夯锤重，夯锤重，th-落距，落距，mK-有效深度影响系数有效深度影响系数, 0.50.8 夯击次数夯击次数一般通过现场单点夯试夯确定。一般通过现场单点夯试夯确定。 常以夯坑的压缩量最大、夯坑周围隆起量最小为