强夯法处理地基工程施工工法

1、强夯法处理地基工程施工工法(YJGF-06-91)山西省机械施工公司 强夯法又称动力固结法，是法国梅那尔公司于60年代后期创造的一种地基加固方法。它是在重锤夯实基础上发展起来的动力加固地基的新方法。70年代后期传入我国，经过近20年在全国各地的推广应用，证明其加固效果十分显著。山西省机械施工公司从80年代开始在山西化肥厂等工程中应用，随后又推广到长春、大连、重庆、武汉、上海、河南、深圳等地，强夯能级从1000kN·m发展到8000kN·m，处理过湿陷性黄土、杂填土、饱和粘性土等各类地基土数百万平方米，均取得了良好的处理效果和经济效益，获得了山西省科技进步一等奖，为我国应用强

2、夯法加固工程地基做出了贡献。强夯法以其质量可靠，造价低，进度快，节约三材，经济效益显著等特点，已广泛应用于工业与民用建筑、公路与铁路路基、机场道路及码头仓库等工程的地基加固，成为国内处理地基的一种较好的实用方法。一、工艺原理强夯法是应用功能转换的原理达到加固地基的目的。具体地说，它是利用起重设备将几十吨(一般840t)重锤，从几十米(一般640m)高处自由落下，给土以强烈的冲击和振动。地基土在强大的冲击能的作用下，土体强制压缩或振密；土体局部液化，夯点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水逸出，经时效压密，使土体重新固结，从而提高了土的承载力，降低其压缩性。应用强夯法加固地基虽已经历了几十年

3、，实践证明是一种较好的地基处理方法，但是还没有一套成熟的理论和完整的设计计算方法。根据国内外近十年来的研究成果，土的强夯作用机理一般可归结为：非饱和类土：以直观的加密使土体强度增加为主，如黄土和一般的粘性土，最典型的是湿陷性黄土，通过夯击使土颗粒重新排列成致密结构体，消除其湿陷性。粉土和粉细砂类土：夯击作用使土体加密和预液化，从而提高地基土的承载力和抗液化能力。饱和土：强夯使空隙水压力瞬时升高，随着水压力的消散，土中自由水和部分弱结合水排出，土体变得紧密，随着时间的延续，触变后的土体结构得以恢复，使地基土得到加固，对于饱和淤泥质土和粘性土，可通过加填料(石块、钢渣等)夯击，增加土体骨架和排水通

4、道，这一措施无疑扩展了强夯处理地基土的适用范围。二、适用范围目前，国内外处理地基的手段很多，其中强夯的适用范围最广，适用的土质有：各种高填土，如素填土、杂填土(建筑垃圾、工业废料)、粘土、黄土、湿陷性黄土等；饱和砂土、粉土等可液化土，淤泥质土，饱和粘性土等。对于后一类土在正式强夯前须先做试验，证明确有实效时也可采用。采用强夯处理地基，需要考虑其振动对附近建筑物的影响，必要时应采取隔振、防振措施，以及城市对噪音的控制问题。三、工艺和参数根据工程地质勘察报告与建筑物的设计要求，施工前应对地基加固方案进行初步设计，包括加固的工艺与主要的技术参数，并进行试夯，检验与修正技术参数，方可正式施工。(一)工

5、艺强夯法夯击过程为先对有一定间距的单点(主夯点)进行夯击，后对整个场地挨点满夯。(二)参数1.强夯加固地基的有效(影响)深度(缺公式)M锤重(t)；h落距(锤底至起夯面距离) (m)。2.强夯能级(指单点夯击)E=W·h (kN·m)W锤重(kN)；h落距(m)。3.单点锤击数对单个夯点，一次连续夯击次数。击数控制标准如下：(1)夯坑标高控制：打到要求标高或夯坑达到某一深度，以至不好继续操作(粘锤、埋锤)，此击数时形成的标高。(2)贯入度控制：夯到最后一击，或最后三击的平均贯入度，小于或等于一定数值时的击数。a.较硬土、湿陷性黄土、砂性土35cm。b.软弱土510cm。c.

6、对于饱和软粘土，淤泥质土以及大能级强夯而相应的锤底面积小的情况下，贯入度达2030cm。(3)地面发生较大隆起(一般不超过30cm)或夯坑内出现溢水等情况时，需停止夯击。4.满夯的锤击数对每个夯点连续夯击数一般为35击。5.夯击遍数以一定的连续击数，对整个场地的一批点，完成一个夯击过程叫一遍，单点的夯击遍数加满夯的夯击遍数，为整个场地的夯击遍数。(1)单点的夯击遍数：除坚硬土和粒料土外，一般都有孔隙水压力的消散和土体恢复问题。这两个因素是控制强夯遍数的主要因素，一般含水量大的遍数较多。对在夯击过程中有填料要求的饱和软土的遍数也较多。夯坑过深，需在坑内填满料，再在原点夯击，这种情况也增加了遍数。

7、(2)满夯的夯击遍数，一般为一至二遍。四、强夯施工(一)场地整平及标高要求(1)为便于机械行走和施工，强夯场地整平应大于强夯布点范围，以夯点外边缘向外扩35m或以外排基础边扩810m，(图1)如在挖填方地带施夯，需考虑放坡。 图1 强夯场地整平及标高要求(2)强夯场地的标高，以所夯建筑物的基础底标高，加预留夯沉深度来定(图1)。夯沉深度与地质情况，能级等有关。此值可参照已完工程暂定，经过试夯确定。(二)夯点布置按建筑面积均匀布点时，以最外围基础中心线或外边线算起，增加一排夯点。按基础位置相应布点时，同上或按基础持力层厚度一半扩出。布点形式和间距依地质情况、能级和夯锤面积等定。为更好的达到设计要

8、求，多数情况需试夯确定。(1)单点间距一般为1.5D2.5D(D为锤底直径)，呈正方形、梅花形和等边三角形布置(图2)。(2)满夯为挨点错位相切(图2)。图2 夯点布置形式(三)试夯根据设计指标和地质报告，参照有效影响深度公式、结合实际经验，首先确定试夯能级，然后选择不同的锤底面积、布点间距、施工顺序、夯击遍数、单点夯击数等。夯后经过测试，得出满足设计要求的最佳数据，确定施工工艺和参数。有条件时，对含水量较大的地基土。为能提供各遍准确的间隔时间，最好做孔隙水压力消散试验。试夯场地可选在本工程场地内或附近，有经验时也可在工程开始部分安排试夯。(四)施工程序施工程序如下：五、施工机具(1)起重设备

9、：为强夯的主要机械，一般额定起重能力为夯锤重量的1.53倍，我国大都用履带式吊车改装。根据工程所采用的夯锤和起重高度来选用起重机的型号。可单机作业，也可主、副机(移锤)联合作业。(2)门架：由横梁和二个支腿组成，支腿的结构形式有格构式或管式。门架上部横梁中心绞接于吊杆顶部。(3)脱钩装置：由带拉杆的吊钩和滑轮组成，配上牵引钢丝绳，当夯锤起到规定高度时能自动脱钩落锤。(4)夯锤：夯锤的选择系根据土质条件、设计要求和强夯能级决定。夯锤重一般为80400kN。设数个上下贯通的通气孔。夯锤的材质为铸钢、铸铁或钢壳包混凝土几种。其锤底形状多为圆形，锤底面又有平底、锅底、球形等，地面投影面积一般为48m2

10、。(5)推土机：是强夯必不可少的辅助机械，作为场地整平压实之用。六、劳动组织(1)起重工：10002000kN·m配4人；30004000kN·m配56人；5000kN·m以上配67人；填料工若干人(指需填料强夯)。(2)起重机车司机： 2人。(3)推土机司机： 12人。(4)机修工： 3人。(5)测量工： 12人。(6)其它管理人员和工人依工程情况可作必要的调整。七、质量保证措施(一)强夯中需要测定的数据(1)夯前的场地标高，各遍夯后整平标高。(2)各遍夯点最后三击的夯沉量，计算出夯坑的总下沉深度，各遍在整个夯区内均匀的选一定数量的点测每一击的下沉量，作为与试夯

11、比较和检测参考、满夯只在开始时，以贯入度控制，得出锤击数，以后以此数为准施打，不再作测量。(3)强夯中若发现地面变化较大时，需作隆降观测。(4)强夯形成的夯抗直径，主要在试夯时测定，作为计算土体压缩及填料量的参考。(5)对有填料要求的强夯，需记录各夯坑的填料数量。(二)施工要求(1)施工前必须用仪器，准确放出夯点中心位置，并划出圆圈，施夯时对点要准。(2)必须按规定的起锤高度、锤击数和控制指标施工，不得随意改变。(3)施工中如发现偏锤，应重新对点。(4)施工中如发现歪锤时，需用填料(或土)将坑底垫平，才能继续施夯。(5)如遇夯锤的通气孔堵塞，应立即开通。(6)表层土过干(尤其是满夯)应采取增加

12、含水量的措施。(7)雨期施工，要防止雨水浸泡现场，夯坑内有积水应及时排出后方可施工。(8)强夯中的满夯是重要的一环，必须精心施工，否则表层质量不好，将造成建筑物沉降过大和发生不均匀沉降。冬期施工时，不宜进行满夯。八、交工验收施工完毕，建设单位以施工现场交工资料和检测试验报告进行验收。交工资料包括：竣工图、施工记录、各种观测数据、各阶段标高数值。九、安全措施(1)由于强夯机组高大，稳定性较差，因此对施工场地要求较严，不得软硬不匀，不得有虚填坑洞和浅层墓坑。(2)强夯时有土块石子等飞出，现场人员必须戴安全帽。吊车上应安装防护网，非施工人员不得进入现场。(3)应随时注意检查机具的工作状态，经常维修和

13、保养，发现不安全之处应及时处理。(4)在强夯施工区附近有建筑物时，应经常观察振动的影响，对较近的建筑物应挖防震沟，其深度应超过该建筑物的基础深度。(5)强夯机械使用交流电源时，应特别注意各用电设施的接地防护装置，施工现场附近有高压线路通过时，必须根据机具的高度、线路的电压，详细测定其安全距离，防止高压放电，发生触电事故。十、加固效果检验(1)强夯法处理地基后，由检测得出夯后地基土的各项物理力学指标。其指标主要是地基土的承载力，对饱和粘土还要提出压缩模量。对湿陷性黄土，要测出消除湿陷的深度，对于液化地基土应测出消除液化的深度。(2)检测点布置在夯点上和夯间：强夯过的场地较均匀，可取少量点检测。为

14、检测结果更可靠，在夯打过程中发现的较软弱区域可多布点。(3)夯后开始检测的时间，根据土质情况决定。砂质土可在竣工后一周左右或立即检测。含水量在塑限左右的粘性土，可在24周或稍长一些时间检测，饱和粘土要视孔隙水消散时间而定，淤泥质土要视孔隙水消散时间及土体恢复而定。后两种土开始检测时间一般较长。(4)强夯测试手段有静载荷试验、动力触探、标准贯入、静力触探、旁压、土工试验等。可选一种或数种方法检测。含水量低的地基土、饱和砂类土、可选标贯。湿陷性黄土用静探与探井取样做土工试验两手段结合。夯后场地一般不做载荷浸水试验。饱和粘土、淤泥质土应以标贯为主，配合静探分析(单独使用静探则结果偏低)、碎石类土用重

15、(2)测试。对各类地基土均可用静载荷试验，但费用高，一般场地不宜采用。十一、经济效果分析对各种不同类型地基的地质条件，强夯所产生的效果不同，但总的特点是节约三材，缩短工期，效果明显，造价低。强夯比碎石桩、混凝土灌注桩、预制桩、换土、灰土桩、砂桩等可节约投资30%左右。由于施工进度快、早日投产所产生的社会经济效益就更大了。下面列举三个工程的经济效果：(1)河南孟县电厂处理湿陷性黄土，原设计为挤密碎石桩，需费用55万元。改为3000KN·m强夯后费用仅用35.4万元，降低造价约1/4。工期提前两个多月，按一个月计算，发电带来的直接效益约60万元。(2)吉林长山热电厂第五期扩建工程主厂房湿

16、陷性场地，原计划采用预制桩费用112万元，采用强夯后为34万元。桩基为强夯费用的3.29倍。强夯总工期54天，比桩基预计工期缩短1/3。(3)神头第二发电厂6000m2冷却塔地基强夯试验及工程夯，此冷却塔为国内目前底面积最大，高度最高的水土结构，塔身高125m，上部结构对地基土的承载力、变形和浸水后的湿陷量均有很高要求，采用3000KN·m强夯处理，与桩基相比节约投资50%。十二、工程实例(表1)表1 工 程 实 例 执笔 程淑蒂、王雪官名句赏析！不限主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。_佚名越人歌人生若只如初见，何事秋风悲画扇。_纳兰

17、性德木兰词·拟古决绝词柬友十年生死两茫茫，不思量，自难忘。_苏轼江城子·乙卯正月二十日夜记梦只愿君心似我心，定不负相思意。_李之仪卜算子·我住长江头玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。_温庭筠南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词曾经沧海难为水，除却巫山不是云。_元稹离思五首·其四愿得一心人，白头不相离。_卓文君白头吟去年今日此门中，人面桃花相映红。_崔护题都城南庄平生不会相思，才会相思，便害相思。_徐再思折桂令·春情入我相思门，知我相思苦。_李白三五七言 / 秋风词山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。_佚名上邪人生自是有情痴，此恨不

18、关风与月。_欧阳修玉楼春·尊前拟把归期说一往情深深几许？深山夕照深秋雨。_纳兰性德蝶恋花·出塞两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。_秦观鹊桥仙·纤云弄巧执子之手，与子偕老。_佚名击鼓花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。_李清照一剪梅·红藕香残玉簟秋问世间，情为何物，直教生死相许？_元好问摸鱼儿·雁丘词 / 迈陂塘一日不见兮，思之如狂。_司马相如凤求凰 / 琴歌人生如逆旅，我亦是行人。_苏轼临江仙·送钱穆父世间无限丹青手，一片伤心画不成。_高蟾金陵晚望林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。_李煜相见欢·林花谢了春红独立寒秋，

19、湘江北去，橘子洲头。_毛泽东沁园春·长沙身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。_李商隐无题·昨夜星辰昨夜风滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。_杨慎临江仙·滚滚长江东逝水怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。_俞彦长相思·折花枝此情可待成追忆？只是当时已惘然。_李商隐锦瑟思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。_白居易长相思·汴水流取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。_元稹离思五首·其四若是前生未有缘，待重结、来生愿。_乐婉卜算子·答施雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。_唐寅一剪梅·雨打梨花深闭门少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼

20、。为赋新词强说愁。_辛弃疾丑奴儿·书博山道中壁自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。_秦观浣溪沙·漠漠轻寒上小楼近水楼台先得月，向阳花木易为春。_苏麟断句一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。_杜牧过华清宫绝句三首抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。_李白宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。_林逋山园小梅·其一人面不知何处去，桃花依旧笑春风。_崔护题都城南庄时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。_晏殊采桑子·时光只解催人老一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。_岑参凉州馆中与诸判官夜集天涯地角有穷时，只有相思无尽处。_晏殊

21、玉楼春·春恨问君能有几多愁？恰似一江春水向东流。_李煜虞美人·春花秋月何时了似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。_黄景仁绮怀菩提本无树，明镜亦非台。_惠能菩提偈溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。_许浑咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。_孟郊登科后枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。_马致远天净沙·秋思空山新雨后，天气晚来秋。_王维山居秋暝人到情多情转薄，而今真个悔多情。_纳兰性德山花子·风絮飘残已化萍同是天涯沦落人，相逢何必曾相识！_马致远杂剧·江州司马青衫泪浮云一别后，流水十年间。_韦应物淮上喜会梁川故人

22、 / 淮上喜会梁州故人 名句赏析！不限主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。_佚名越人歌人生若只如初见，何事秋风悲画扇。_纳兰性德木兰词·拟古决绝词柬友十年生死两茫茫，不思量，自难忘。_苏轼江城子·乙卯正月二十日夜记梦只愿君心似我心，定不负相思意。_李之仪卜算子·我住长江头玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。_温庭筠南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词曾经沧海难为水，除却巫山不是云。_元稹离思五首·其四愿得一心人，白头不相离。_卓文君白头吟去年今日此门中，人面桃花相映红。_崔护题都城南庄平生不会相思，才会相思，便害相

23、思。_徐再思折桂令·春情入我相思门，知我相思苦。_李白三五七言 / 秋风词山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。_佚名上邪人生自是有情痴，此恨不关风与月。_欧阳修玉楼春·尊前拟把归期说一往情深深几许？深山夕照深秋雨。_纳兰性德蝶恋花·出塞两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。_秦观鹊桥仙·纤云弄巧执子之手，与子偕老。_佚名击鼓花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。_李清照一剪梅·红藕香残玉簟秋问世间，情为何物，直教生死相许？_元好问摸鱼儿·雁丘词 / 迈陂塘一日不见兮，思之如狂。_司马相如凤求凰 / 琴歌人生如逆旅，我亦是行

24、人。_苏轼临江仙·送钱穆父世间无限丹青手，一片伤心画不成。_高蟾金陵晚望林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。_李煜相见欢·林花谢了春红独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。_毛泽东沁园春·长沙身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。_李商隐无题·昨夜星辰昨夜风滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。_杨慎临江仙·滚滚长江东逝水怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。_俞彦长相思·折花枝此情可待成追忆？只是当时已惘然。_李商隐锦瑟思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。_白居易长相思·汴水流取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。_元稹离思五首·

25、其四若是前生未有缘，待重结、来生愿。_乐婉卜算子·答施雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。_唐寅一剪梅·雨打梨花深闭门少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。_辛弃疾丑奴儿·书博山道中壁自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。_秦观浣溪沙·漠漠轻寒上小楼近水楼台先得月，向阳花木易为春。_苏麟断句一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。_杜牧过华清宫绝句三首抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。_李白宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。_林逋山园小梅·其一人面不知何处去，桃花依旧笑春风。_崔护题都城南庄时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。_晏殊采桑子·时光只解催人老一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。_岑参凉州馆中与诸判官夜集天涯地角有穷时，只有相思无尽处。_晏殊玉楼春·春恨问君能有几多愁？恰似一江春水向东流。_李煜虞美人·春花秋月何时了似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。_黄景仁绮怀菩提本无树，明镜亦