地下工程强夯法PPT讲诉

1、浅谈强夯法在地基加固中的应用学号学号 TS14030117TS14030117地下工程地下工程之学生学生 张全全张全全 任课教师任课教师 崔振东崔振东 强夯与强夯置换法强夯与强夯置换法强夯法强夯法主主要要内内容容现场测试与质量检验现场测试与质量检验1.概述u概念概念 强夯强夯是法国梅那（是法国梅那（MenardMenard）技）技术公司于术公司于19691969年首创的一种地年首创的一种地基加固方法，国际上称基加固方法，国际上称动力压动力压实法实法或或动力固结法动力固结法。它通过一。它通过一般般8-30t8-30t的重锤的重锤( (最重可达最重可达200t)200t)和和8-20m8-20m的

2、落距的落距( (最高可达最高可达40m)40m)，反复反复对地基土施加很大的冲击对地基土施加很大的冲击能 ， 一 般 能 量 为能 ， 一 般 能 量 为 1 0 0 0 1 0 0 0 8000kN.m8000kN.m。在地基土中所产生。在地基土中所产生的的冲击波冲击波和和动应力动应力，可，可提高地提高地基土的强度基土的强度、降低土的压缩性降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件改善砂土的抗液化条件、消除消除湿陷性黄土的湿陷性湿陷性黄土的湿陷性等。同时，等。同时，夯击能还可夯击能还可提高土层的均匀程提高土层的均匀程度度，减少将来可能出现的差异，减少将来可能出现的差异沉降。沉降。强夯法强夯法强夯法

3、强夯法u适用范围适用范围强夯法强夯法u强夯强夯1 1）自引进到）自引进到8080年代初，约年代初，约8 8年。年。 强夯能级比较小，一般仅为强夯能级比较小，一般仅为1000kN1000kN* *m m，处理深度，处理深度5m5m左右，以处理浅层人工填土为主。左右，以处理浅层人工填土为主。2 2）8080年代初到年代初到9090年代初。年代初。 本阶段兴建国家重点工程山西化肥厂，为了消除黄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，化工部组织开发了土地基的湿陷性，化工部组织开发了6250kN6250kN* *m m能级能级强夯，强夯，使有效处理深度提高到了使有效处理深度提高到了1

4、0m10m左右。左右。3 3）9090年代初到年代初到20022002年。年。 本阶段以兴建国家重点工程三门峡火力发电厂为契本阶段以兴建国家重点工程三门峡火力发电厂为契机，成功开发了机，成功开发了8000kN8000kN* *m m能级能级强夯，使强夯消除黄土湿强夯，使强夯消除黄土湿陷性的深度达到陷性的深度达到15m15m。4 4）20022002年底至今。年底至今。 强夯工程最高应用能级已经达到强夯工程最高应用能级已经达到10000kN10000kN* *m m。为了。为了更进一步扩大强夯的应用范围，在强夯技术的基础上，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

5、扩等新技术还形成了强夯置换和柱锤冲扩等新技术 强夯法强夯法u强夯三个研究方向强夯三个研究方向 1 1）以处理饱和软土为目的）以处理饱和软土为目的低能级强夯低能级强夯技术；技术；2 2）处理高填土和深厚湿陷性黄土，以消除湿陷为目的）处理高填土和深厚湿陷性黄土，以消除湿陷为目的的的高能级强夯高能级强夯技术；技术； 3 3）强夯与其他地基处理技术优势互补，发展成为）强夯与其他地基处理技术优势互补，发展成为组合组合式地基处理技术。式地基处理技术。 2.2.加固机理加固机理 强夯法强夯法 夯锤夯锤地面地面挤 压挤 压土体土体隆起隆起夯击能夯击能冲击力冲击力冲击波冲击波冲切上部土体冲切上部土体结构破坏结构

6、破坏形成夯坑形成夯坑挤压周围挤压周围土体土体某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及周围地表隆起情况某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及周围地表隆起情况夯夯坑坑h夯锤自由下落夯锤自由下落夯点附近夯点附近地面隆起地面隆起强夯法强夯法 强夯释放的巨大的能量，在土中产生强夯释放的巨大的能量，在土中产生冲击波：冲击波：l首先纵波首先纵波( (压缩波压缩波,P波波），振动能量以），振动能量以7 7的传播出去，的传播出去，u u增增大，大，降低；降低；l其次横波（其次横波（剪切波，剪切波，S波波），），振动能量以振动能量以26的传播出去的传播出去，土体结构破坏，形成土体结构破坏，形成夯坑夯坑；l最后面波（最后面波（瑞利波

7、，瑞利波，R波波），），振动能量以振动能量以6767传播出去，夯传播出去，夯点附近产生地面隆起。点附近产生地面隆起。对于饱和土，对于饱和土，剪切波是使土体加密的波。剪切波是使土体加密的波。建筑物破坏通常是建筑物破坏通常是横波与面波造成的。横波与面波造成的。加固机理加固机理强夯法强夯法加固机理对非饱和土地基对非饱和土地基压密过程基本上同实验室压密过程基本上同实验室中的击实实验相同，挤密中的击实实验相同，挤密振密效果明显。振密效果明显。 对饱和无粘性土地基对饱和无粘性土地基土体可能会产生液化，其土体可能会产生液化，其压密过程同爆破和振动密压密过程同爆破和振动密实的过程相同。实的过程相同。对饱和粘性

8、土地基对饱和粘性土地基破坏土的结构，产生超孔压，破坏土的结构，产生超孔压，通过裂隙排水并且逐渐消散，通过裂隙排水并且逐渐消散，地基土固结，孔隙比减小，地基土固结，孔隙比减小，强度提高强度提高。 强夯法强夯法 目前，强夯法加固地基有三种不同的加固目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理，取决于机理，取决于地基土物理力学性质地基土物理力学性质（颗粒大（颗粒大小，形状，级配，密实度，内聚力，内摩擦小，形状，级配，密实度，内聚力，内摩擦角，渗透系数等），角，渗透系数等），土的不同类型土的不同类型（饱和土（饱和土非饱和土，砂性土，黏性土）和非饱和土，砂性土，黏性土）和强夯施工工强夯施工工艺（艺（夯击能，

9、夯点布置等）。夯击能，夯点布置等）。（1）动力密实）动力密实 (Dynamic Compaction)（2）动力固结）动力固结 (Dynamic Consolidation)（3）动力置换）动力置换 (Dynamic Replacement)加固机理加固机理强夯法强夯法 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，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。 （1）动力密实（）动力密实（Dynamic compaction）加固机理动力密实加固机理动力密实强夯法强夯法u 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

10、) )被被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。移引起。加固机理动力密实加固机理动力密实土体中的孔隙减小，土体变得密实。土体中的孔隙减小，土体变得密实。（1）（2）（3）强夯法强夯法在夯击动应力在夯击动应力 pd 的作用下，不同位置的土体处于不同的状态，的作用下，不同位置的土体处于不同的状态，大致可分为以下四个区域大致可分为以下四个区域 : A 区为主压实区区为主压实区， 动应力动应力超过土的强度超过土的强度f ，土体结构被破坏，土体结构被破坏后压实，并产生获大的侧向挤压力，该区加固效果明显；后压实，并产生获大的侧向挤压力，该区加固

11、效果明显； B 区为次压实区（消弱区），区为次压实区（消弱区），土中的应力土中的应力小于土的强度小于土的强度f ，但大于土的弹性极限强度但大于土的弹性极限强度i; C 区为隆起区区为隆起区； D 区为未加固区，区为未加固区，土中的应力土中的应力小于土的弹性极限强度小于土的弹性极限强度i 。因此，动力密实的影响深度除了与动力大小有关外，还与地基因此，动力密实的影响深度除了与动力大小有关外，还与地基土的结构强度有关。土的结构强度越大，影响深度越小。土的结构强度有关。土的结构强度越大，影响深度越小。加固机理动力密实加固机理动力密实强夯法强夯法强夯处理后地基的现场测量结果分析强夯处理后地基的现场测量结

12、果分析l动应力等值线动应力等值线 ：强夯挤密过程中地基土中动应力随着深度和：强夯挤密过程中地基土中动应力随着深度和水平距离的增加而减小；水平距离的增加而减小；l基土干密度基土干密度 ：随着深度和水平距离的增加而减小。：随着深度和水平距离的增加而减小。 强夯动力挤密过程中产生竖向挤密作用及侧向挤密作用。强夯动力挤密过程中产生竖向挤密作用及侧向挤密作用。 加固机理动力密实加固机理动力密实（a)a)动应力等值线动应力等值线(b)(b)地基土干密度地基土干密度强夯法强夯法加固机理动力密实加固机理动力密实夯坑沉降及周围地面隆起夯坑沉降及周围地面隆起l周围地面隆起周围地面隆起 ：随着夯击次数的增加，夯坑深

13、度加大，夯：随着夯击次数的增加，夯坑深度加大，夯坑周围底面产生不同程度的隆起坑周围底面产生不同程度的隆起 。l当场地的平均隆起量小于夯沉量时，存在动力挤密作用；当场地的平均隆起量小于夯沉量时，存在动力挤密作用；但当夯击次数增加至但当夯击次数增加至平均隆起量与夯沉量相当时平均隆起量与夯沉量相当时，动力挤密，动力挤密作用不明显，此时对应的夯击能量即为作用不明显，此时对应的夯击能量即为“最佳夯击能最佳夯击能”。强夯法强夯法u在冲击动能作用下，地面会立即产生沉降，一般夯在冲击动能作用下，地面会立即产生沉降，一般夯击一遍后，其夯坑深度可达击一遍后，其夯坑深度可达0.61.0m0.61.0m，夯坑底部形，

14、夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高2323倍。倍。加固机理动力密实加固机理动力密实强夯法强夯法夯坑夯坑加固机理动力密实加固机理动力密实动力密实的应用强夯法强夯法强夯法强夯法肇庆肇庆花都花都博罗输变电工程花都站土石方强夯施工博罗输变电工程花都站土石方强夯施工动力密实的应用动力密实的应用强夯法强夯法水下地基加固水下地基加固（2 2）动力固结（）动力固结（DYNAMIC CONSOLIDATION）强夯法强夯法 处理处理细颗粒饱和土细颗粒饱和土 ，巨大的冲击能量在土中产生很，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

15、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，增加了排水通道，使孔隙水顺利液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。触变性，强度得到提高。u饱和土的压缩性饱和土的压缩性u产生液化产生液化u渗透性变化渗透性变化u触变恢复触变恢复 梅那（梅那（MenardMenard）根据强夯法的实践，首次对传统的）根据强夯法的实践，首次对传统的固结理论提出了不同看法，认为饱和土是可压缩的新机固结理论提出了不同看法，认为饱和土是可压缩的新机理。可归纳为一下四点：理。可归

16、纳为一下四点：加固机理动力固结加固机理动力固结强夯法强夯法u饱和土的压缩性饱和土的压缩性 饱和土含有少量气体，饱和土含有少量气体，进行强夯时，气体进行强夯时，气体体积压缩，孔压增大，随后气体有所膨胀，孔体积压缩，孔压增大，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔压减少。每夯一遍，气体隙水排出的同时，孔压减少。每夯一遍，气体体积可减少体积可减少40%40%。 加固机理动力固结加固机理动力固结强夯法强夯法u产生液化产生液化加固机理动力固结加固机理动力固结产生液化产生液化 夯击一遍的情况夯击一遍的情况l 在在反复夯击作用反复夯击作用下，使土中下，使土中气体逐渐受到压缩。气体逐渐受到压缩。l当土体中气体

17、按体积百分比接当土体中气体按体积百分比接近零时，土体就变成不可压缩。近零时，土体就变成不可压缩。相应于孔隙水压力上升到覆盖相应于孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级，即压力相等的能量级，即u=u=，土体即产生液化。土体即产生液化。l当液化度（孔压当液化度（孔压/ /覆盖压力）覆盖压力）为为100%100%时，对应的夯击能称时，对应的夯击能称“饱和能饱和能”，此时土的强度最，此时土的强度最小。小。l继续施加能量，除了使土起重继续施加能量，除了使土起重塑的破坏作用外，能量纯属是塑的破坏作用外，能量纯属是浪费。浪费。 强夯法强夯法u渗透性变化渗透性变化 超孔压超孔压u大于颗粒间的侧向压力时，致使土颗

18、粒大于颗粒间的侧向压力时，致使土颗粒间出现裂隙，形成排水通道。此时，土的渗透系数骤间出现裂隙，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。孔压消散到小于颗粒间的增，孔隙水得以顺利排出。孔压消散到小于颗粒间的侧向压力时，裂隙即自行闭合。侧向压力时，裂隙即自行闭合。 加固机理动力固结加固机理动力固结裂隙裂隙强夯法强夯法u触变恢复触变恢复 饱和粘性土饱和粘性土在在夯击夯击作用下，土体的强度逐渐降低，作用下，土体的强度逐渐降低，当出现液化或接近液化时，强度达到最低值。此时土体当出现液化或接近液化时，强度达到最低值。此时土体产生裂隙，而吸附水部分变成自由水，随着时间孔压的产生裂隙，而吸附水

19、部分变成自由水，随着时间孔压的消散，土的抗剪强度和变形模量都有大幅度的增长。消散，土的抗剪强度和变形模量都有大幅度的增长。加固机理动力固结加固机理动力固结液化液化液化液化液化液化强夯法强夯法静力固结理论静力固结理论( (图图a)a)动力固结理论动力固结理论( (图图b)b)不可压缩的液体不可压缩的液体固结时液体排出所通过的小孔，其固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是不变（孔径是不变（土的渗透性不变化）土的渗透性不变化）弹簧刚度是常数弹簧刚度是常数活塞无摩阻力活塞无摩阻力含有少量气泡的可压缩液体含有少量气泡的可压缩液体固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是变化的

20、（土的渗透性发生变化）变化的（土的渗透性发生变化）弹簧刚度为变数弹簧刚度为变数, ,触变使土的刚度的改变。触变使土的刚度的改变。活塞有摩阻力，有时孔压减小沉降并未发活塞有摩阻力，有时孔压减小沉降并未发生。生。加固机理动力固结加固机理动力固结梅那（梅那（Menard）根据强夯法的实践，提出了）根据强夯法的实践，提出了，对动力固结机理进行了解释。对动力固结机理进行了解释。孔径孔径活塞活塞气泡气泡（3 3）动力置换（）动力置换（Dynamic replacement）强夯置换类型强夯置换类型u整式置换：采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，作整式置换：采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，作用机理类似于用机理类似于

21、换土垫层换土垫层。 u桩式置换：通过强夯将碎石填筑到土体中，部分桩式置换：通过强夯将碎石填筑到土体中，部分碎石桩（或墩）间隔地夯入软土，形成桩式或墩式碎石桩（或墩）间隔地夯入软土，形成桩式或墩式的碎石墩或桩。其作用机理类似于的碎石墩或桩。其作用机理类似于振冲法振冲法等形成的等形成的碎石桩。碎石桩。 整式置换 桩式置换强夯法强夯法整式置换强夯法强夯法强夯置换强夯置换桩式置换桩式置换强夯法强夯法强夯置换强夯置换桩式置换桩式置换强夯法强夯法强夯置换强夯置换3.强夯法的设计计算强夯法的设计计算设计参数主要有：设计参数主要有：u有效加固深度有效加固深度u夯锤重量和落距夯锤重量和落距u最佳最佳夯击能夯击能

22、u夯击点布置及间距夯击点布置及间距 u夯击次数与遍数夯击次数与遍数u垫层铺设垫层铺设u间歇时间间歇时间强夯法强夯法（1 1）有效加固深度）有效加固深度H H 有效加固深度是指经强夯加固后，该土层有效加固深度是指经强夯加固后，该土层强度和变形等指标能满强度和变形等指标能满足设计要求的土层范围足设计要求的土层范围。强夯的有效加固深度影响因素很多，有锤。强夯的有效加固深度影响因素很多，有锤重、锤底面积和落距，还有地基土性质，土层分布，地下水位以及重、锤底面积和落距，还有地基土性质，土层分布，地下水位以及其他有关设计参数等。我国常采用的是根据国外经验方式进行修正其他有关设计参数等。我国常采用的是根据国

23、外经验方式进行修正后的估算公式：后的估算公式：土的名称土的名称黄土黄土一般软土一般软土砂土砂土碎石土碎石土（不包括（不包括块石、漂石）块石、漂石）块石、矿渣块石、矿渣人工填土人工填土0.340.50.340.50 00.500.500.650.70.650.70 00.600.750.600.750.400.500.400.500.550.750.550.75hMHH有效加固深度，有效加固深度，m mM夯锤重量夯锤重量(t)(t)；h夯锤落距夯锤落距(m)(m)；对不同土质的修正系数，表对不同土质的修正系数，表4-1-1 强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算（4.1.1）表表4-1-1

24、 修正系数修正系数有效加固深度有效加固深度H的预估的预估（规范（规范JGJ79-2002）单击强夯的有效加固深度单击强夯的有效加固深度(m) (m) 表表4-1-24-1-2强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算（2 2）夯锤重量和落距夯锤重量和落距夯锤夯锤M落距落距h单击夯击能=M*h总夯击能E=N*M*h单位夯击能e=N*M*h/A 单位夯击能单位夯击能e e应根据地基土类别、结构类型、荷载大应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理深度等综合考虑，并通过试验确定。小和要求处理深度等综合考虑，并通过试验确定。l国内：夯锤重一般国内：夯锤重一般10251025吨，最重吨，最重404

25、0吨；吨；l落距一般落距一般 825825米。米。 单击夯击能为单击夯击能为夯锤重量夯锤重量M M与落距与落距h h的乘积，一般说夯击时最好的乘积，一般说夯击时最好锤重和落距大，则单击能量大，夯击击数少，夯击遍数也相应减锤重和落距大，则单击能量大，夯击击数少，夯击遍数也相应减少，加固效果和技术经济较好。整个加固场地的少，加固效果和技术经济较好。整个加固场地的总夯击能量总夯击能量( (即即锤重锤重M M落距落距h h总夯击数总夯击数N)N)除以加固面积称为单位夯击能。除以加固面积称为单位夯击能。强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算 方形夯锤 圆形夯锤强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设

26、计计算实践证明，圆形夯锤底并设置实践证明，圆形夯锤底并设置250300mm的纵向贯的纵向贯通孔的夯锤，地基处理的效果较好。通孔的夯锤，地基处理的效果较好。强夯法强夯法（3 3） 夯击点布置、间距夯击点布置、间距 及范围及范围u夯击点布置夯击点布置 等边三角形、等腰三角形或正方形布置夯击点。等边三角形、等腰三角形或正方形布置夯击点。强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算夯距通常为515m 夯击点三角形布置夯击点三角形布置夯击点正方形布置夯击点正方形布置l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方形；等边三角形或正方形；l办公楼、住宅建筑办公楼、住宅建筑根据承重

27、墙位置布置夯点，采用等腰三根据承重墙位置布置夯点，采用等腰三角形；角形；l工业厂房工业厂房根据柱网设置夯点。根据柱网设置夯点。某工程夯点布置（正方形）强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算某工程夯点布置（正方形）强夯法强夯法 某仓库夯击点布置（三角形）强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算强夯法施工现场强夯法施工现场强夯法强夯法强夯法强夯法u夯击点间距夯击点间距 n夯点间距应根据地基土的性质和要求处理的深度来确定夯点间距应根据地基土的性质和要求处理的深度来确定l一般第一遍夯击点间距可取夯锤直径的一般第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.53.5倍（倍（59m）;l第二遍夯击点位于第一遍

28、夯击点之间第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间l以后各遍夯击点间距可与第一遍相同，也可适减小。以后各遍夯击点间距可与第一遍相同，也可适减小。n强夯置换墩间距应根据荷载大小和原土的承载力选定强夯置换墩间距应根据荷载大小和原土的承载力选定l当满堂布置时可取夯锤直径的当满堂布置时可取夯锤直径的23倍。倍。l对独立基础或条形基础可取夯锤直径的对独立基础或条形基础可取夯锤直径的1.52.0倍。倍。l墩的计算直径可取夯锤直径的墩的计算直径可取夯锤直径的1.11.2倍。倍。夯击点间距通常为夯击点间距通常为515m 强夯法的设计计算强夯法的设计计算 处理范围应大于建筑物基础范围，具体的放大范围，处理范围应大于建筑

29、物基础范围，具体的放大范围，可根据建筑物类型和重要性等因素决定。对一般建筑可根据建筑物类型和重要性等因素决定。对一般建筑物，每边超出基础外缘宽度宜为设计处理深度的物，每边超出基础外缘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3m3m。u处理范围处理范围强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算基础外缘3.0m（4 4）夯击击数与遍数）夯击击数与遍数u单点夯击击数与最佳夯击能的确定单点夯击击数与最佳夯击能的确定方法方法1：现场试夯确定，常以夯坑的压缩量最大、夯坑：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，根据试夯得到的强夯击数和夯周围隆起量最小为

30、原则，根据试夯得到的强夯击数和夯沉量、隆起量的监测曲线来确定。一般为沉量、隆起量的监测曲线来确定。一般为410击。击。 ）尤其对于饱和度较高的）尤其对于饱和度较高的黏性土黏性土地基。地基。 ）对于）对于碎石土碎石土、砂土、低饱和度的湿陷性黄土，、砂土、低饱和度的湿陷性黄土，夯击时夯坑周围往往没有隆起或有很少量隆起，则夯击时夯坑周围往往没有隆起或有很少量隆起，则 夯夯击击数应按照现场试夯得到的击击数应按照现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲夯击击数和夯沉量关系曲线线确定，并且应该同时满足以下条件：确定，并且应该同时满足以下条件：最后两击的平均夯沉量不大于最后两击的平均夯沉量不大于50mm ； 坑

31、周围不应该发生过大的隆起；坑周围不应该发生过大的隆起；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；强夯法强夯法）粘性土粘性土最佳夯击能的确定方法：夯击能增大，孔最佳夯击能的确定方法：夯击能增大，孔压叠加；至土体产生塑性破坏，孔压不再增长，此时压叠加；至土体产生塑性破坏，孔压不再增长，此时为最佳夯击能。为最佳夯击能。）砂性土砂性土最佳夯击能的确定方法：绘制孔隙水压力最佳夯击能的确定方法：绘制孔隙水压力增量与夯击击数增量与夯击击数( (夯击能夯击能) )的关系曲线来确定最佳夯的关系曲线来确定最佳夯击能。当孔隙水压力增量随着夯击击数击能。当孔隙水压力增量随着夯击击数( (夯击能夯击能)

32、)增增加而逐渐趋于恒定时，可认为该种砂土所能接受的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。能量已达到饱和状态，此能量即为最佳夯击能。强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算方法方法2：可通过试验夯过程中地基中孔隙水压力的变可通过试验夯过程中地基中孔隙水压力的变化来确定化来确定强夯法强夯法夯击次数与夯沉量的关系曲线夯击次数与夯沉量的关系曲线强夯法的设计计算强夯法的设计计算。压缩体积；隆起体积；夯坑体积有效夯实系数；式中：30330mmmVVVVVVVV 施工常通过现场试夯得到的夯击施工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次数与

33、夯沉量的关系曲线确定有效夯实系数实系数，从而得到夯击次数。，从而得到夯击次数。夯坑体积夯坑体积 (或隆起体积）或隆起体积）有效夯实系数有效夯实系数夯击次数夯击次数夯击次数夯击次数强夯法强夯法u夯击遍数夯击遍数 各试夯点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧各试夯点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则：向位移最小为原则：l夯击遍数一般为夯击遍数一般为23遍遍；l一般为一般为410击击/遍遍;l最后再以低能量满夯最后再以低能量满夯2 2遍，锤印搭接。遍，锤印搭接。强夯平面布置图强夯平面布置图强夯法的设计计算强夯法的设计计算强夯法强夯法（5 5）间歇时间）间歇时间 对于多遍夯击，两遍夯

34、击之间应有一定的时间间隔，对于多遍夯击，两遍夯击之间应有一定的时间间隔，主要取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。主要取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。u渗透性较差的粘性土地基，间隔时间应不小于渗透性较差的粘性土地基，间隔时间应不小于3434周；周；u对于渗透性好的地基可连续夯击，一般对于渗透性好的地基可连续夯击，一般 24min24min 。（6 6）垫层铺设）垫层铺设 u 作用：扩散夯击能、增强地下水位与地表面距离、作用：扩散夯击能、增强地下水位与地表面距离、支承起重设备。支承起重设备。u 材料：砂、砾石、碎石。材料：砂、砾石、碎石。u 厚度：厚度：0.52.0 m。 强夯法的设计计算强夯

35、法的设计计算强夯法强夯法4.4.现场测试现场测试现场测试内容：现场测试内容：1 1）地面及深层变形）地面及深层变形2 2）孔隙水压力）孔隙水压力3 3）侧向挤压力）侧向挤压力4 4）振动加速度（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）强夯法强夯法现场测试现场测试1 1）地面及深层变形）地面及深层变形u 目的目的l了解地表隆起的范围以及垫层密实度变化；了解地表隆起的范围以及垫层密实度变化；l研究夯击能量与夯沉量的关系，以确定单点最佳夯击能量；研究夯击能量与夯沉量的关系，以确定单点最佳夯击能量；l确定场地平均沉降量，用以研究夯击效果；确定场地平均沉降量，用以研究夯击效果；u

36、 方法方法 地面沉降观测；深层沉降观测；水平位移观测。地面沉降观测；深层沉降观测；水平位移观测。阴影面积为有效压实体积，越大表示效果越好。夯击次数夯击次数( (或夯击能或夯击能) )与夯坑体积和隆起体积关系曲线与夯坑体积和隆起体积关系曲线 强夯法强夯法现场测试现场测试2 2）孔隙水压力测试）孔隙水压力测试u方法方法试验现场沿夯击点试验现场沿夯击点等距离的不同深度等距离的不同深度以及以及等深度的等深度的不同距离不同距离埋设埋设双管封闭式孔隙水压力仪或钢弦式孔双管封闭式孔隙水压力仪或钢弦式孔隙水压力仪隙水压力仪，进行对孔隙水压力，进行对孔隙水压力沿深度和水平距离沿深度和水平距离的增长和消散的增长和

37、消散的分布规律研究。的分布规律研究。u作用作用 确定确定两个夯击点间的两个夯击点间的夯距、夯击的影响范围、间夯距、夯击的影响范围、间歇时间以及饱和夯击能歇时间以及饱和夯击能等参数。等参数。 强夯法强夯法现场测试现场测试3 3）侧向挤压力）侧向挤压力u方法方法 将土压力盒事先埋入土中后，在强夯加固前，各土压将土压力盒事先埋入土中后，在强夯加固前，各土压力盒沿深度分布的土压力的规律，应与静止土压力相近力盒沿深度分布的土压力的规律，应与静止土压力相近似。似。u作用作用 在夯击作用下，可测试每夯击一次的压力增量沿深度在夯击作用下，可测试每夯击一次的压力增量沿深度的分布规律。的分布规律。 强夯法强夯法4

38、）强夯振动对环境影响的测试）强夯振动对环境影响的测试u 目的与意义目的与意义 通过测试地面振动加速度可以了解强夯振动的影响范围。通常通过测试地面振动加速度可以了解强夯振动的影响范围。通常将地表的最大振动加速度为将地表的最大振动加速度为0.98m/s2（0.1g，g为重力加速度，为重力加速度，相当相当7度抗震设防烈度度抗震设防烈度）处作为设计时振动影响安全距离。）处作为设计时振动影响安全距离。现场测试现场测试距夯击点距夯击点16m处加速度为处加速度为0.1g。强夯法强夯法强夯振动对环境影响的测试强夯振动对环境影响的测试 为了减少强夯振动的影响，常在夯区周围设置隔振沟（深为了减少强夯振动的影响，常

39、在夯区周围设置隔振沟（深3m左右）。左右）。 主动隔振沟靠近或围绕震源主动隔振沟靠近或围绕震源 被动隔振沟靠近减震对象被动隔振沟靠近减震对象 强夯法强夯法5.5.强夯法施工强夯法施工u施工步骤 1 1）清理平整施工场地；）清理平整施工场地；2 2）标出第一遍夯击点位置，并测量场地高程；）标出第一遍夯击点位置，并测量场地高程；3 3）起重机就位，使夯锤对准夯点位置；）起重机就位，使夯锤对准夯点位置；4 4）测量夯前锤顶高程；）测量夯前锤顶高程；5 5）将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由落下后放下吊钩，）将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由落下后放下吊钩， 测测量锤顶高程；若发现因坑底倾斜而造成

40、夯锤歪斜时，应及时将坑底量锤顶高程；若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底平整；平整；6 6）重复步骤）重复步骤5 5，按照设计要求的夯击次数及控制标准，完成一个夯，按照设计要求的夯击次数及控制标准，完成一个夯击点的夯击；击点的夯击；强夯置换法施工强夯置换法施工强夯法强夯法5.5.强夯法施工强夯法施工u施工步骤 7 7）重复步骤）重复步骤3 3 6 6，完成第一遍全部夯点的夯击；，完成第一遍全部夯点的夯击；8 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 9）在规定的时间间隔后，按照上述步骤完成全部夯击遍）在规定的时间间隔后，按照上述步骤完成全部夯击

41、遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量场地高程。场地高程。 强夯法强夯法u强夯施工程序框图强夯法强夯法 6. 6.质量检验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。其间隔时间对碎石土和砂土地基可取进行检验。其间隔时间对碎石土和砂土地基可取l2l2周：周：对粉土和粘性土地基可取对粉土和粘性土地基可取3434周。周。承载力、压缩模量、有效加固深度等指标的检验。承载力、压缩模量、有效加固深度等指标的检验。动力触探试验 载荷试验 室内试验 十字板试验 静力触探试验 旁压试验

42、波速试验 1)试验方法试验方法强夯法强夯法 强夯地基承载力和变形计算强夯地基承载力和变形计算 强夯地基承载力和变形计算强夯地基承载力和变形计算l 强夯地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定，强夯地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定，初步设计时可根据夯后原位测试和土工试验指标按初步设计时可根据夯后原位测试和土工试验指标按照照地基基础规范地基基础规范（GB50007-2002GB50007-2002）有关规定确）有关规定确定定l 强夯地基变形计算应符合（强夯地基变形计算应符合（GB50007-2002GB50007-2002）有关）有关规定。夯后有效加固深度内土层的压缩模量应通过规定。夯后有效加

43、固深度内土层的压缩模量应通过原位测试或土工试验确定原位测试或土工试验确定强夯法强夯法 强夯置换地基承载力和变形计算强夯置换地基承载力和变形计算 强夯置换地基承载力和变形计算强夯置换地基承载力和变形计算l 确定确定软黏土软黏土中强夯置换墩地基承载力特征值时，中强夯置换墩地基承载力特征值时，可只考虑墩体，不考虑桩间土的作用，其承载力通可只考虑墩体，不考虑桩间土的作用，其承载力通过现场单墩载荷试验确定；对过现场单墩载荷试验确定；对饱和粉土饱和粉土地基可按符地基可按符合地基考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载合地基考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试验确定。荷试验确定。l 强夯地基变形计算应符

44、合（强夯地基变形计算应符合（GB50007-2002GB50007-2002）有关）有关规定。复合土层的压缩模量可以按照下式计算：规定。复合土层的压缩模量可以按照下式计算：sspEnmE)1(1 Esp：复合土层压缩模量（MPa)Es：桩间土压缩模量（MPa)；取经验值，或取天然地基应力比n,对黏性土可取24；对粉土和砂土可取1.53强夯法强夯法7.7.强夯工程实例强夯工程实例（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（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）工程应用概括强夯法强夯法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