第三章強(qiáng)夯法一、概述1.概念強(qiáng)夯法又名動(dòng)力固結(jié)法，或動(dòng)力壓實(shí)法，是反復(fù)將很重的錘（一般10~40t)提到高處使其自由落下（落距一般為10~40m)給地基以沖擊和振動(dòng)，從而提高地基的強(qiáng)度并降低其壓縮性。2.適用范圍適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基。應(yīng)用于房建、橋涵、道路、港口、碼頭、機(jī)場和大型設(shè)備的地基處理。3.強(qiáng)夯法的作用提高地基強(qiáng)度降低地基土的壓縮性改善地基土的抗液化能力消除地基土的濕陷性4.強(qiáng)夯法的發(fā)展1957年，英國道路研究所運(yùn)用普羅克特（Proctov）擊實(shí)原理進(jìn)行過深層土體的壓實(shí)處理；直到1969年法國梅納（Menard）公司把強(qiáng)夯法大規(guī)模運(yùn)用于深層土體的加固處理。我國是在二十世紀(jì)70年代未首次在天津新港三號(hào)公路進(jìn)行了強(qiáng)夯實(shí)驗(yàn)研究。二強(qiáng)夯法加固機(jī)理目前，強(qiáng)夯法應(yīng)用于地基加固，主要有三種不同的加固機(jī)理：動(dòng)力固結(jié)當(dāng)強(qiáng)夯法應(yīng)用于處理細(xì)顆粒飽和土?xí)r，其加固機(jī)理則是動(dòng)力固結(jié)理論。強(qiáng)夯時(shí)，巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波，破壞土體的原有結(jié)構(gòu)，使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，增大了排水通道，使孔隙水順利逸出，待超孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)。由于軟土的觸變性，強(qiáng)度得到恢復(fù)。介于此，Menard提出了新的飽和土可壓縮機(jī)理：飽和土的壓縮性產(chǎn)生液化滲透性改變觸變恢復(fù)2.動(dòng)力密實(shí)采用強(qiáng)夯法加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土是基于動(dòng)力密實(shí)的機(jī)理，即沖擊型動(dòng)力荷載，使土體中的孔隙減小，土體變得密實(shí)，從而提高地基土強(qiáng)度。非飽和土的夯實(shí)過程，就是土中的氣相（空氣）被擠出的過程，其夯實(shí)變形主要是由于土顆粒的相對(duì)位移引起。3.動(dòng)力置換動(dòng)力置換可分整式置換和樁式置換。整式置換是采用強(qiáng)夯將碎石整體擠入淤泥中，其作用機(jī)理類似于換土墊層。樁式置換是通過強(qiáng)夯將碎石填入土中，部分碎石樁（或墩）間隔地夯入軟土中，形成樁式（墩式）的碎石樁（墩），其作用機(jī)理類似于振沖法形成的碎石樁，整體形成復(fù)合地基。三強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)的基本程序查明場地的工程地質(zhì)條件、工程規(guī)模大小及重要性；確定加固目的與加固要求，初步計(jì)算夯擊能量、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)間距、加固深度等施工參數(shù)；根據(jù)確定的參數(shù)，制定施工計(jì)劃和施工說明；施工前試夯，現(xiàn)場確定加固效果，確定是否修改。（二）地基加固的目的與要求場地地基土工程性質(zhì)不同，其加固的目的與要求各不相同。（三）主要施工參數(shù)的選擇單擊夯擊能的確定——有效加固深度的確定強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯試驗(yàn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定，也可按下列公式計(jì)算確定：式中H——有效加固深度，m；W——錘重，KN；h——落距，m；

α——地基土修正系數(shù)，(m/KN)1/2，其值為0.5~0.8，依土層情況而定。一般隨粘性含量和含水量增大而減小。《規(guī)范》提出，在缺少試驗(yàn)資料和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)，可按下表預(yù)估：注：強(qiáng)夯法有效加固深度應(yīng)從最初起夯面算起。在有效深度確定后，可反算出需要的夯錘重量或落距。2.夯擊能的確定強(qiáng)夯時(shí)，當(dāng)?shù)鼗谐霈F(xiàn)的孔隙水壓力達(dá)到上覆土層自重壓力時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的夯擊能為最佳夯擊能。夯擊能分為單擊夯擊能和單位夯擊能。（1）單擊夯擊能即夯錘重量與落距的乘積。一般根據(jù)加固深度來確定，但也受限于起重機(jī)的起重能力和臂桿的長度。錘重和落距越大，單擊夯擊能越大，加固效果越好。（2）單位夯擊能單位夯擊能是指施工場地單位面積上所施加的總夯擊能，即單位夯擊能=錘重×落距×總夯擊數(shù)÷加固面積。強(qiáng)夯的單位夯擊能應(yīng)根據(jù)地基土類別、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和要求處理深度等綜合考慮，并可通過試驗(yàn)確定。一般情況，粗顆粒土可取1000~3000KN?m/m2，細(xì)顆粒土可取1500~4000KN?m/m2。3.夯擊次數(shù)它是強(qiáng)夯設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。夯擊次數(shù)一般由試夯確定，由試夯得到的夯擊次數(shù)與夯沉量關(guān)系曲線確定，且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：（1）最后兩擊的平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值：當(dāng)單擊夯擊能小于4000KN?m時(shí)為50mm；當(dāng)單擊夯擊能為4000~6000KN?m時(shí)為100mm；當(dāng)單擊夯擊能大于6000KN?m時(shí)為200mm。（2）夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起。（3）不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。4.夯擊遍數(shù)夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，可采用點(diǎn)夯2~3遍，對(duì)于滲透性較差的細(xì)顆粒土，必要時(shí)夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加。最后再以低能量滿夯2遍，滿夯可采用輕錘或低錘落距多次夯擊，錘印搭接。工程實(shí)踐中，對(duì)于碎石、砂礫、砂質(zhì)土、垃圾土，夯擊遍數(shù)為2~3遍；粘性土為3~8遍，泥炭為3~8遍。然后再以低能滿夯1遍，使表層1~2m范圍內(nèi)的土得以夯實(shí)。5.間隔時(shí)間間兩遍夯擊擊之間應(yīng)應(yīng)有一定定的時(shí)間間間隔，，間隔時(shí)時(shí)間取決決于土中中超孔隙隙水壓力力的消散散時(shí)間。。當(dāng)缺少少實(shí)驗(yàn)資資料時(shí)，，可根據(jù)據(jù)地基土土的滲透透性確定定，對(duì)于于滲透性性較差的的粘性土土地基，，間隔時(shí)時(shí)間不應(yīng)應(yīng)少于3~4周；對(duì)于于滲透透性好的的地基可可連續(xù)夯夯擊。6.夯點(diǎn)布置置夯點(diǎn)位置置可根據(jù)據(jù)建筑物物結(jié)構(gòu)類類型，采采用等邊邊三角形形、等腰腰三角形形或正方方形布置置。每個(gè)個(gè)夯擊點(diǎn)點(diǎn)間距可可知5~9m，或夯錘直直徑的2.5~3.5倍，以后后各遍夯夯擊點(diǎn)間間距可與與第一遍遍相同，，也可適適當(dāng)減小小。對(duì)處處理深度度較深，，或單擊擊夯擊能能較大的的工程，，第一遍遍夯擊點(diǎn)點(diǎn)間距宜宜適當(dāng)增增大。7.加固范圍圍強(qiáng)夯處理理范圍應(yīng)應(yīng)大于建建筑物基基礎(chǔ)范圍圍，每邊邊超出基基礎(chǔ)外緣緣的寬度度宜為基基底下設(shè)設(shè)計(jì)處理理深度的的1/2至2/3，并不宜宜小于3m。四強(qiáng)夯夯法施工工施工時(shí)控控制質(zhì)量量的重要要一環(huán)，，今后發(fā)發(fā)展的方方向是信信息化施施工，即即在施工工現(xiàn)場對(duì)對(duì)有關(guān)內(nèi)內(nèi)容進(jìn)行行隨時(shí)測測試，并并將其結(jié)結(jié)果輸入入計(jì)算機(jī)機(jī)處理得得到加固固地基的的定量評(píng)評(píng)價(jià)，并并隨時(shí)對(duì)對(duì)施工參參數(shù)作出出修改。。（一）施施工機(jī)具具及設(shè)備備主要的施施工設(shè)備備包括夯夯錘、起起重機(jī)、、脫鉤裝裝置三部部分。夯錘夯錘的選選擇與土土層加固固深度及及落距有有關(guān)。強(qiáng)強(qiáng)夯的效效果與夯夯錘底面面積密切切相關(guān)，，夯錘底底面積小小，則強(qiáng)強(qiáng)夯的效效果越好好，但夯夯錘底面面積過小小，易造造成楔入入土造成成破壞。。夯錘質(zhì)量量可取10~40t，其底面積積形式宜宜采用圓圓形或多多邊形，，錘底面面積宜按按土的性性質(zhì)確定定，錘底底靜接地地壓力值值可取25~40kPa，對(duì)于細(xì)顆顆粒土錘錘底靜接接底壓力力宜取較較小值。。錘的底面宜宜對(duì)稱設(shè)置置若干個(gè)個(gè)與其頂頂面貫通通的排氣氣孔，孔孔徑或取取250~300mm。對(duì)砂質(zhì)土土及碎石石填土，，錘底面面積采用用2~4m2，對(duì)于粘性性土，采采用3~4m2，對(duì)于淤泥泥質(zhì)土為為4~6m2。2.起重機(jī)施工機(jī)械械宜采用用帶有自自動(dòng)脫鉤鉤裝置的的履帶式式起重機(jī)機(jī)或其他他專用設(shè)設(shè)備。采采用履帶帶式起重重機(jī)時(shí)，，可在臂臂桿端部部設(shè)置輔輔助門架架，或采采取其他他安全措措施，防防止落錘錘時(shí)機(jī)架架傾覆。。3.脫鉤裝置置起吊夯錘錘，使夯夯錘自由由下落。。（二）施施工要點(diǎn)點(diǎn)清理并平平整施工工場地；；標(biāo)出第一一遍夯點(diǎn)點(diǎn)位置，，并測量量場地高高程；起重機(jī)就就位，夯夯錘置于于夯點(diǎn)位位置；測量夯前前錘頂高高程；將夯錘吊吊到預(yù)定定高度，，開啟脫脫鉤裝置置，待夯夯錘脫鉤鉤自由下下落后，，放下吊吊鉤，測測量錘頂頂高程，，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)因坑底底傾斜而而造成夯夯錘歪斜斜時(shí)，應(yīng)應(yīng)及時(shí)將將坑底整整平。重復(fù)步驟驟5，按設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)定的的夯擊次次數(shù)及控控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，完成成一個(gè)夯夯點(diǎn)的夯夯擊。換夯點(diǎn)，，重復(fù)步步驟3~6，完成第第一遍全全部夯點(diǎn)點(diǎn)的夯擊擊；用推土機(jī)機(jī)將夯坑坑填平，，并測量量場地高高程；在規(guī)定的的時(shí)間間間隔后，，按上述述步驟逐逐次完成成全部夯夯擊遍數(shù)數(shù)，最后后用低能能量滿夯夯，將場場地表層層松土夯夯實(shí)，并并測量夯夯后場地地高程。。（三）施工工注意事事項(xiàng)施工過程程中應(yīng)有有專人負(fù)負(fù)責(zé)下列列監(jiān)測工工作：開夯前應(yīng)應(yīng)檢查夯夯錘質(zhì)量量和落距距，以確確保單擊擊夯擊能能量符合合設(shè)計(jì)要要求；在每一遍遍夯擊前前，應(yīng)對(duì)對(duì)夯點(diǎn)放放線進(jìn)行行復(fù)核，，夯完后后檢查夯夯坑位置置，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)偏差或或落夯應(yīng)應(yīng)及時(shí)糾糾正；按設(shè)計(jì)要要求檢查查每個(gè)夯夯點(diǎn)的夯夯擊次數(shù)數(shù)和每擊擊的夯沉沉量。五質(zhì)檢檢檢驗(yàn)內(nèi)容容包括施工工過程中中質(zhì)量監(jiān)監(jiān)測及夯夯后地基基的質(zhì)量量檢驗(yàn)，，其中前前者尤為為重要。。2.檢驗(yàn)時(shí)間間經(jīng)強(qiáng)夯處處理后的的地基其其強(qiáng)度隨隨時(shí)間增增長而逐逐步提高高，因此此應(yīng)在強(qiáng)強(qiáng)夯結(jié)束束后一定定時(shí)間后后再行檢檢驗(yàn)。對(duì)對(duì)碎石土土和砂土土地基，，可取1~2周，對(duì)低低飽和度度粉土及及粘性土土地基，，為2~4周。3.檢驗(yàn)方法法（1）原位測測試方法法標(biāo)貫：適適用于砂砂土、粉粉土、粘粘性土；；靜力觸探探：適用用于砂土土、粉土土、粘性性土；重型動(dòng)力力觸探：：適用于于砂土、、碎石土土；超重型動(dòng)動(dòng)力觸探探：適用用于粒徑徑大和密密實(shí)的碎碎石土；；載荷試驗(yàn)驗(yàn)：適用用于砂土土、粉土土、粘性性土、碎碎石土、、填土等等