《高速铁路路基施工与维护（第3版）》课件 任务2-3强夯法施工

2-2强夯法施工高速铁路路基基底加固高速铁路路基基底加固目标(1）根据具体的条件能够合理选择黄土路基基底加固方法;(2）掌握黄土路基基底加固方法的施工管理和质量控制要点。12黄土的概念和特性强夯法施工任务2-2黄土地区基底加固11.黄土概念2.黄土特性黄土的概念和特性黄土地区基底加固1.黄土的概念和特性定义：黄土是在第四纪干旱、半干旱的气候环境下形成的一种特殊的陆相松散堆积物。特性：重度小，以粉土颗粒为主要组成成分，富含碳酸钙，颜色一般为黄色或褐黄色，无层理，孔隙度高，发育大孔隙和垂直节理。

由于形成时间和环境的差异，黄土又分为新黄土和老黄土，新黄土一般都具有湿陷性，老黄土不具湿陷性。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土。在我国的分布面积约为64万km2。黄土地区基底加固1.黄土的概念和特性湿陷性黄土对高速铁路路基的危害：

湿陷性黄土是一种特殊性质的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。

当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。

故在湿陷性黄土场地上进行高速铁路路基建设，由于在使用期间对沉降变形和不均匀沉降限制的非常严格，所以应考虑地基受水浸湿可能造成的变形，采取以地基处理为主的综合措施，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害，防止地基湿陷对高速铁路路基产生危害。湿陷性黄土常见加固方法12黄土的概念和特性强夯法施工任务2-2黄土地区基底加固21.强夯法概述2.强夯法加固机理强夯法施工3.强夯法施工流程4.强夯法质量检验

强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，我国于1978年首次由交通部一航局科研所及其协作单位在天津新港三号公路进行了强夯法试验研究。它通过一般8～30t的重锤(最重可达200t)和8～20m的落距(最高可达40m)，对地基土施加很大的冲击能，提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件等。强夯法施工1.强夯法概述

等等强夯法适用土层碎石土砂土低饱和度的粉土与粘性土湿陷性黄土杂、素填土对于高饱和度的可采用强夯置换法1.强夯法概述

强夯置换法是指利用重锤夯击排开软土，向夯坑内回填块石、碎石、砂或其他颗粒材料，最终形成块(碎石)墩，块(碎石)墩与周围混有砂石的夯间土形成复合地基。

经强夯置换法形成的复合地基其承载力和变形模量有较大的提高，而块(碎)石礅中的空隙为软土孔隙水的排出提供了良好的通道。

经过强夯置换法处理的地基，既提高了地基强度，又改善了排水条件，有利于软土固结。强夯置换法施工工艺《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)规定

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软～塑流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。

1.强夯法概述强夯法、强夯置换法的优点加固效果好使用经济施工简单强夯法加袋装砂井软粘土地基的综合治理1.强夯法概述缺点对地面产生较大的扰动国内发展阶段自引进到80年代初，约8年。本阶段工程应用强夯能级比较小，一般仅为1000kN*m，处理深度5m左右，以处理浅层人工填土为主。80年代初到90年代初。本阶段兴建国家重点工程山西化肥厂，为了消除黄土地基的湿陷性，国家化工部组织开发了6250kN*m能级强夯，使有效处理深度提高到了10m左右。90年代初到2002年，本阶段以兴建国家重点工程三门峡火力发电厂为契机，成功开发了8000kN*m能级强夯，使强夯消除黄土湿陷性的深度达到15m。2002年底至今，强夯工程最高应用能级已经达到10000kN*m。为了更进一步扩大强夯的应用范围，在强夯技术的基础上，还形成了强夯置换和柱锤冲扩等新技术

。1.强夯法概述

以处理饱和软土为目的低能级强夯技术；

三个研究方向

强夯与其他地基处理技术优势互补，发展成为组合式地基处理技术。

以处理高填土和深厚湿陷性黄土，以及消除湿陷为目的的高能级强夯技术；

1.强夯法概述21.强夯法概述2.强夯法加固机理强夯法施工3.强夯法施工流程4.强夯法质量检验2.强夯法加固机理

强夯法又称动力固结法，是利用起吊设备，将10-40t的夯锤提升至10-40m高处让其自由下落，给地基以冲击和振动能量，这样反复进行，将地基夯实的地基处理方法。某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及周围地表隆起情况

2.强夯法加固机理2.强夯法加固机理

强夯法应用于地基加固，主要有三种不同的加固机理：动力固结、动力密实、动力置换。（黄土）（饱和砂土）（淤泥质软土）对非饱和土地基（黄土）压密过程基本上同实验室中的击实实验相同，挤密振密效果明显。

对饱和无粘性土地基（砂土）土体可能会产生液化，其压密过程同爆破和振动密实的过程相同。对饱和粘性土地基（淤泥质软土）产生超孔压，并且逐渐消散，地基土固结，孔隙比减小，强度提高。

2.强夯法加固机理

动力密实

动力固结

动力置换动力置换

整式置换（适应于地基表面不大的情况下）：将碎石整体挤入淤泥中，作用机理类似于换土垫层和抛石挤淤。

桩式置换（对于大面积地基土）：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。

2.强夯法加固机理21.强夯法概述2.强夯法加固机理强夯法施工3.强夯法施工流程4.强夯法质量检验3.强夯法施工流程

强夯法施工的步骤：

1)清理并平整施工场地；

2)铺设垫层，使在地表形成硬层，用以支承起重设备，确保机械通行和施工;3)标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程；4)起重机就位，使夯锤对准夯点位置；5)测量夯前锤顶标高；6)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱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；

3.强夯法施工

7)重复步骤6，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；

8)换夯点，重复步骤4)～7)，完成第一遍全部夯点的夯击；

9)用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；

10)在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层土夯实，并测量夯后场地高程。3.强夯法施工

强夯置换法施工的步骤：

1.清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为1.0～2.0m的砂石施工垫层；

2.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；

4.测量夯前锤顶高程；

5.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；3.强夯法施工6.按由内向外，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，并测量夯后场地高程；

8.铺设垫层，并分层碾压密实。3.强夯法施工21.强夯法概述2.强夯法加固机理强夯法施工3.强夯法施工流程4.强夯法质量检验

强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基加固质量进行检验：碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7～14d；粉土和粘性土地基可取14～28d；强夯置换地基的间隔时间可取28d。4.强夯法质量检验4.强夯法质量检验项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1地基强度(室内：直剪；原位：旁压/十字板）设计要求按规定方法2地基承载力（静力载荷/动力触探/静力触探）设计要求按规定方法一般项目1夯锤落距mm±300钢索设标志2锤重kg±100称重3夯击遍数及顺序设计要求计数法4夯点间距mm±500钢尺量5夯击范围（超出基础范围距离）设计要求钢尺量6前后两遍间歇时间设计要求

强夯地基竣工验收质量检验标准

承载力检验应采用原位测试和室内土工试验；

强夯置换后的地基，承载力检验除应采用单墩载荷试验检验外，尚应采用动力触探等有效手段查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化，对饱和粉土地基允许采用单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。4.强夯法质量检验

竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于3点；对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。强夯置换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1％，且不应少于3点。

检测点位置可分别布置在夯坑内、夯坑外和夯击区边缘。检验深度应不小于设计处理的深度。4.强夯法质量检验巩固作业：1、湿陷性黄土对路基的危害；2、强夯法适用地基有哪些？3、强