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1、主主要要 内内 容容1 1 1 1 加固机理加固机理2 2设计计算设计计算 3 3 施工方法施工方法 4 4 质量检验质量检验6 发展趋势发展趋势5 工程实例工程实例 强夯是法国强夯是法国MenardMenard技术公司于技术公司于19691969年首创的一年首创的一种地基加固方法，我国于种地基加固方法，我国于19781978年首次由交通部一航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。它通过一般强夯法试验研究。它通过一般8 830t30t的重锤的重锤(最重可最重可达达200t)200t)和和8 820m20m的落距
2、的落距(最高可达最高可达40m)40m)，对地基土，对地基土施加很大的冲击能，提高地基土的强度、降低土的施加很大的冲击能，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。压缩性、改善砂土的抗液化条件等。概述概述 等等等等 强夯法适用土层强夯法适用土层碎石土碎石土砂土砂土 低饱和低饱和度的粉度的粉土与粘土与粘性土性土湿陷性湿陷性黄土黄土 杂、素杂、素填土填土 对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采用强夯置换法用强夯置换法用强夯置换法用强夯置换法概述概述建筑地基处建筑地基处理技术规范理技术规范(JGJ79-2002)(JGJ79-2002)规定规定 概述
3、概述 强夯法适用于处理碎石强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉置换法适用于高饱和度的粉土与软塑流塑的粘性土等土与软塑流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严地基上对变形控制要求不严的工程。强夯置换法在设计的工程。强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。适用性和处理效果。概述概述强夯法、强夯法、强夯置换法强夯置换法的优点的优点加固效果好加固效果好使用经济使用经济施工简单施工简单强夯法加强夯法加袋装砂井袋装砂
4、井 软粘土地基的综合治理软粘土地基的综合治理概述概述国内国内发展发展阶段阶段自引进到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
5、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。概述概述 以以处处理理饱饱和和软软土土为为目目的的低低能能级级强强夯夯技术；技术；三个三个研究研究方向方向 强强夯夯与与其其他他地地基基处处理理技技术术优优势势互互补补，发展成为组合式地基处理技术。发展成为组合式地基处理技术。以以处处理理高高填填土土和和深深厚厚湿湿陷陷性性黄黄土土，以以及及消消除除湿湿陷陷为为目目的的的的高高能能级级强强夯夯技术；技术；设计计算设计计算 施工方法施工方法 质量检验质量检验发展趋势发展趋势 加固机理加固机理工程实例工程实例 夯夯锤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
6、波冲切上部冲切上部土体土体结构破坏结构破坏形成夯坑形成夯坑挤压周围挤压周围土体土体1 加固机理1 加固机理某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及周围地表隆起情况周围地表隆起情况 1 加固机理对非饱和土地基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。三三种种加加固固机机理理 动力动力密实密实加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土动力荷载减小土孔隙，提高强度 超孔隙水压力消散，土体固结 分为整式置换和桩式置换 加密、碎石墩
7、置换、排水的组合 处理细颗粒饱和土 局部产生裂缝，增加排水通道 1 加固机理动力动力固结固结动力动力置换置换动动力力密密实实 冲击型动力荷载，使土体冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。实，从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程，就是非饱和土的夯实过程，就是土中的气相被挤出的过程，土中的气相被挤出的过程，其变形主要是由于土颗粒的其变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。相对位移引起。1 加固机理 实际工程表明，在冲击动实际工程表明，在冲击动能作用下，地面会立即产生能作用下，地面会立即产生沉降，一般夯击一遍后，其沉降，一般夯击一遍后，其夯坑深度
8、可达夯坑深度可达0.61.0m，夯坑底部形成一层超压密硬夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高壳层，承载力可比夯前提高23倍。倍。非饱和土在中等夯击能量非饱和土在中等夯击能量10002000kNm的作用下，的作用下，主要是产生冲切变形，在加主要是产生冲切变形，在加固深度范围内气相体积大大固深度范围内气相体积大大减少，最大可减少减少，最大可减少60%。动动力力固固结结 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，生许多裂隙，增加了排水通道，
9、使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。土的触变性，强度得到提高。1 加固机理1 加固机理Menard首次对传统的固结理论提出了不同的看法，认为饱和土是可压缩的新机理。1.饱和土的压缩性：进行强夯时，气体体积压 缩，孔压增大，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔压就减少。2.产生液化：土体中气体体积百分比为零时，就变成不可压缩的。相3.应于孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级，土体即产生液化。继4.续施加能量，除了使土起重塑的破坏作用外，能量纯属是浪费。3.渗透性变化：超孔压大于颗粒间的侧向压力
10、时，致使土颗粒间出现裂4.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侧向压力时，裂隙即自行闭合。4.触变恢复：土体的强度逐渐减低，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，随着孔压 的消散，土的抗剪强度和变形模量都有大幅度的增长。1 加固机理夯击三遍的情况夯击三遍的情况 从左图可以看出，每夯击一遍时，体积变化有所减少，而地基承载力有所增长，但体积的变化和承载力的提高，并不是遵照夯击能的算术级数规律增加的。1 加固机理静力固结理论与动力固结理论的模型比较静力固结理论与动力固结理论的模型比较a)a)静力固结理论模
11、型静力固结理论模型 b)b)动力固结理论模型动力固结理论模型静力固结理论(图a)动力固结理论(图b)不可压缩的液体固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是不变的弹簧刚度是常数活塞无摩阻力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，其孔径是变化的弹簧刚度为变数活塞有摩阻力动动力力置置换换 整式置换：将碎石整体整式置换：将碎石整体 挤入淤泥中，作用机理挤入淤泥中，作用机理类似于换土垫层。类似于换土垫层。桩式置换：形成桩式桩式置换：形成桩式 或墩式的碎石墩或桩。或墩式的碎石墩或桩。其作用机理类似于振冲其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩。法等形成的碎石桩。1 加固机理设计计算设计计算 施工方法施
12、工方法 质量检验质量检验发展趋势发展趋势 加固机理加固机理工程实例工程实例 2 设计计算有效加固深度有效加固深度有效加固有效加固深度深度？经强夯加固后，该土层强度和变形等指标能满足设计要求的土层范围。系数，根据系数，根据地基土性质地基土性质决定决定 夯锤重夯锤重（t t）落距落距（m m）2 设计计算有效加固深度有效加固深度影响H的因素除了锤重和落距外，还有地基土的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及其它强夯的设计参数。应根据现场试夯或当地经验确定有效加固深度如果没有则根据建筑地基处理技术规范的建议取值 强夯置换墩的深度土质条件决定对淤泥、泥炭等粘性软弱土层，置换墩应穿透软土层，着底在
13、较好土层上 对深厚饱和粉土、粉砂，墩身可不穿透该层 2 设计计算夯锤和落距夯锤和落距夯夯锤锤落距落距单击夯击能=M*h总夯击能=N*M*h单位夯击能=N*M*h/A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。对饱和粘性土所需的能量不能一次施加，否则土体会产生侧向挤出，强度反而有所降低，且难于恢复。根据需要可分几遍施加，两遍间可间歇一段时间。2 设计计算夯锤和落距夯锤和落距选选择择合合适适的的夯夯锤锤和和落落距距圆形和方形圆形和方形气孔式和封闭式气孔式和封闭式 选择夯锤选择夯锤 锤重锤重 确定落距确定落距 根据单点根据单点夯击能量夯击能量 较适合的夯击能较适合的
14、夯击能 夯击能最低值夯击能最低值 介于介于底面积按土底面积按土的性质确定的性质确定 2 设计计算最佳夯击能最佳夯击能最佳夯击能最佳夯击能？在这样的夯击能作用下，地基中出现的孔隙水压力达到土的自重压力。粘性土中的确定粘性土中的确定 根据孔隙水压力的叠加值 砂性土中的确定砂性土中的确定 绘制孔隙水压力增量与夯击击数(夯击能)的关系曲线 2 设计计算夯击点的布置夯击点的布置夯击点的布置夯击点的布置根据基底平面形状等边三角形等边三角形等腰三角形等腰三角形正方形正方形应考虑施工时吊机的行走通道 强夯置换墩位布置 等边三角形等边三角形正方形正方形独立基础或条形基础根据基础形式布置根据基础形式布置处理范围应
15、大于建筑物基础范围，具体的放大范围，可根据建筑物类型和重要性等因素决定。对一般建筑物，每边超出基础外缘宽度宜为设计深度的1/22/3，并不宜小于3m。2 设计计算夯击点的布置夯击点的布置夯击点的间距夯击点的间距确定原则：一般根据地基土的性质和要求处理的深度而定，以保证使夯击能量传递到深处和保护邻近夯坑周围所产生的辐射向裂隙。1.强夯第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.53.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。2.对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。3.强夯置换墩间距应根据荷载大小和原土的承载力选定，当满堂布置时可取夯锤直径的23倍。
16、对独立基础或条形基础可取夯锤直径的1.52.0倍。墩的计算直径可取夯锤直径的1.11.2倍。2 设计计算夯击击数和遍数夯击击数和遍数夯夯击击击击数数 国内确定夯击击数的方法有所国内确定夯击击数的方法有所不同：有的以孔隙水压力达到液化不同：有的以孔隙水压力达到液化压力为准则；有的以最后一击的夯压力为准则；有的以最后一击的夯沉量达某一数值为限值；也有的以沉量达某一数值为限值；也有的以上、下二击所产生的沉降差小于某上、下二击所产生的沉降差小于某一数值为标准。总之，各夯击点的一数值为标准。总之，各夯击点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则，一般为而侧向位移
17、最小为原则，一般为4 41010击。击。2 设计计算夯击击数和遍数夯击击数和遍数夯夯击击击击数数强夯夯点的强夯夯点的夯击击数夯击击数按现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线确定 还要满足还要满足 1.最后两击平均夯沉量不宜大于下列数值：单击夯击能量小于4000kN*m时为50mm；夯击能为40006000kN*m时为100mm；夯击能大于6000kNm时为200mm;2.夯坑周围地面不应发生过大隆起;3.不因夯坑过深而发生起锤困难。2 设计计算夯击击数和遍数夯击击数和遍数夯夯击击击击数数强夯置换点强夯置换点的夯击击数的夯击击数按现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线确定 还要满足还要满足 1.
18、墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长 ;2.累计夯沉量为设计墩长的1.52.0倍 ;3.最后两击的平均夯沉量不大于强夯的规定值。2 设计计算夯击击数和遍数夯击击数和遍数夯夯击击遍遍数数 夯击遍数应根据地基土的性质夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯确定，可采用点夯2 23 3遍，对于渗遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量遍数可适当增加。最后再以低能量满夯满夯2 2遍，满夯还可采用轻锤或低落遍，满夯还可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。距锤多次夯击，锤印搭接。2 设计计算垫层铺设垫层铺设 强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬
19、的表层，强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬的表层，使其能支承起重设备；并便于对所施工的使其能支承起重设备；并便于对所施工的“夯击能夯击能”得得到扩散；同时也可加大地下水位与地表面的距离。到扩散；同时也可加大地下水位与地表面的距离。对场对场地地下水位在地地下水位在-2m-2m深度以下的砂砾石土层，可直接施行深度以下的砂砾石土层，可直接施行强夯，无需铺设垫层；对地下水位较高的饱和粘性土与强夯，无需铺设垫层；对地下水位较高的饱和粘性土与易液化流动的饱和砂土，需要铺设砂、砂砾或碎石垫层易液化流动的饱和砂土，需要铺设砂、砂砾或碎石垫层才能进行强夯，否则土体会发生流动。才能进行强夯，否则土体会发生流动
20、。垫层厚度随场地的土质条件、夯锤重量及其形状等垫层厚度随场地的土质条件、夯锤重量及其形状等条件而定。当场地土质条件好，夯锤小或形状构造合理条件而定。当场地土质条件好，夯锤小或形状构造合理，起吊时吸力小者，也可减少垫层厚度。垫层厚度一般，起吊时吸力小者，也可减少垫层厚度。垫层厚度一般为为0.50.52.0m2.0m，保证地下水位低于坑底面以下，保证地下水位低于坑底面以下2m2m。铺设。铺设的垫层不能含有粘土。的垫层不能含有粘土。2 设计计算间歇时间间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间 砂性土消散快消散快间歇时间很短间歇时间很短连续夯连续夯粘性土消散慢消散慢孔压叠加孔压叠加间歇时间长
21、间歇时间长设置袋装砂井设置袋装砂井加速消散加速消散缩短间歇时间缩短间歇时间2 设计计算现场测试设计现场测试设计地面地面及及深层深层变形变形目的：目的：1.1.了解地表隆起的影响范围及垫层的密实了解地表隆起的影响范围及垫层的密实度变化；度变化；2.2.研究夯击能与夯沉量的关系，用以确定研究夯击能与夯沉量的关系，用以确定单点最佳夯击能量；单点最佳夯击能量；3.3.确定场地平均沉降和搭夯的沉降量，用确定场地平均沉降和搭夯的沉降量，用以研究强夯的加固效果。以研究强夯的加固效果。手段：手段：地面沉降观测、深层沉降观测和水平地面沉降观测、深层沉降观测和水平位移观测。位移观测。2 设计计算现场测试设计现场测
22、试设计地面地面及及深层深层变形变形夯击次数夯击次数(或夯击能或夯击能)与夯坑体积和隆起体积关与夯坑体积和隆起体积关系曲线系曲线 阴影面积为有效压实体积，越大表示效果越好。2 设计计算现场测试设计现场测试设计孔隙孔隙水水压力压力 一般可在试验现场沿夯击点等一般可在试验现场沿夯击点等距离的不同深度以及等深度的不同距离的不同深度以及等深度的不同距离埋设距离埋设双管封闭式孔隙水压力仪双管封闭式孔隙水压力仪或钢弦式孔隙水压力仪或钢弦式孔隙水压力仪，在夯击作，在夯击作用下，进行对孔隙水压力沿深度和用下，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水平距离的增长和消散的分布规律研究。从而确定研究。
23、从而确定两个夯击点间的夯两个夯击点间的夯距、夯击的影响范围、间歇时间以距、夯击的影响范围、间歇时间以及饱和夯击能等参数及饱和夯击能等参数。2 设计计算现场测试设计现场测试设计侧向侧向挤挤压力压力 将土压力盒事先埋入土中后，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，应与静止土分布的土压力的规律，应与静止土压力相近似。在夯击作用下，可测压力相近似。在夯击作用下，可测试每夯击一次的压力增量沿深度的试每夯击一次的压力增量沿深度的分布规律。分布规律。2 设计计算现场测试设计现场测试设计振动振动加加速度速度 通过测试地面振动加速度可以通过测试
24、地面振动加速度可以了解强夯振动的影响范围。通常将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地表的最大振动加速度为0.98m/s0.98m/s2 2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。但由于强夯振动的周期比地震短得但由于强夯振动的周期比地震短得多，强夯产生振动作用的范围也远多，强夯产生振动作用的范围也远小于地震的作用范围，所以强夯施小于地震的作用范围，所以强夯施工时，对附近已有建筑物和正在施工时，对附近已有建筑物和正在施工的建筑物的影响肯定要比地震的工的建筑物的影响肯定要比地震的影响为小。为了减少强夯振动的影影响为小。为了减少强夯振动的影响，常在夯区周围设置隔振
25、沟。响，常在夯区周围设置隔振沟。设计计算设计计算 施工方法施工方法 质量检验质量检验发展趋势发展趋势 加固机理加固机理工程实例工程实例 3 施工方法施工机械施工机械西欧国家西欧国家大吨位的履带大吨位的履带式起重机式起重机 稳定性好，行稳定性好，行走方便走方便 日本日本轮胎式起重机轮胎式起重机 国外还制造了三足架和轮胎式强夯机，用于国外还制造了三足架和轮胎式强夯机，用于起吊起吊40t40t夯锤，落距可达夯锤，落距可达40m 40m 国外所用履带吊都是大吨位的吊机，通常在国外所用履带吊都是大吨位的吊机，通常在100t100t以上以上3 施工方法施工机械施工机械我国只具备小吨位起重机的施工条件，只能
26、我国只具备小吨位起重机的施工条件，只能使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩装置使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩装置 强夯脱钩装置图强夯脱钩装置图 1-1-吊钩吊钩 2-2-锁卡焊合件锁卡焊合件 3 3、6-6-螺栓螺栓 4-4-开口销开口销 5-5-架板架板 7-7-垫圈垫圈 8-8-止止动板动板 9-9-销轴销轴 10-10-螺母螺母 11-11-鼓形轮鼓形轮 12-12-护板护板 3 施工方法施工步骤施工步骤 强夯法施工的步骤：强夯法施工的步骤：1)1)清理并平整施工场地；清理并平整施工场地；2)2)铺设垫层，使在地表形成硬层，用以支承起铺设垫层，使在地表形成硬层，用以支承起重设备，确保机械通
27、行和施工。同时可加大地下水重设备，确保机械通行和施工。同时可加大地下水和表层面的距离，防止夯击的效率降低和表层面的距离，防止夯击的效率降低;3)3)标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程；标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程；4)4)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；5)5)测量夯前锤顶标高；测量夯前锤顶标高；3 施工方法施工步骤施工步骤 6)6)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下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；落后放下吊钩，测量锤顶高程；若发现因坑底倾斜若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；而造成夯锤歪斜时，
28、应及时将坑底整平；7)7)重复步骤重复步骤6)6)，按设计规定的夯击次数及控制，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；标准，完成一个夯点的夯击；8)8)换夯点，重复步骤换夯点，重复步骤4)4)7)7)，完成第一遍全部，完成第一遍全部夯点的夯击；夯点的夯击；9)9)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；10)10)在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完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。土夯实，并测量夯后场地高程。3 施工方法施工步骤施
29、工步骤 强夯置换法施工的步骤：强夯置换法施工的步骤：1.1.清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为一层厚度为1.01.02.0m2.0m的砂石施工垫层；的砂石施工垫层；2.2.标出夯点位置，并测量场地高程；标出夯点位置，并测量场地高程；3.3.起重机就位，夯锤置于夯点位置；起重机就位，夯锤置于夯点位置；4.4.测量夯前锤顶高程；测量夯前锤顶高程；5.5.夯击并逐击记录夯坑深度。当夯坑过深而发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
30、的夯击次数及录填料数量，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；控制标准完成一个墩体的夯击；3 施工方法施工步骤施工步骤 6.6.按由内向外，隔行跳打原则完成全部夯点的按由内向外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；施工；7.7.推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程；夯实，并测量夯后场地高程；8.8.铺设垫层，并分层碾压密实。铺设垫层，并分层碾压密实。设计计算设计计算 施工方法施工方法 质量检验质量检验发展趋势发展趋势 加固机理加固机理工程实例工程实例 4 质量检验 强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基加强夯施工
31、结束后应间隔一定时间方能对地基加固质量进行检验，对碎石土和砂土地基，其间隔时固质量进行检验，对碎石土和砂土地基，其间隔时间可取间可取7 714d14d；对粉土和粘性土地基可取；对粉土和粘性土地基可取141428d28d。强夯置换地基的间隔时间可取强夯置换地基的间隔时间可取28d28d。强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用采用原位测试和室内土工试验原位测试和室内土工试验；强夯置换后的地基，；强夯置换后的地基，承载力检验除应采用承载力检验除应采用单墩载荷试验检验单墩载荷试验检验外，尚应采外，尚应采用用动力触探等有效手段动力触探等有效手段查明置换墩着底
32、情况及承载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单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。代替单墩载荷试验。4 质量检验 竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂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般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少不应少于于3 3点点；对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点；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
33、底情况数。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检验数量均不应少于墩点数的少于墩点数的1 1，且不应少于，且不应少于3 3点点。检测点位置可分别布置在夯坑内、夯坑外和夯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。击区边缘。检验深度应不小于设计处理的深度。设计计算设计计算 施工方法施工方法 质量检验质量检验发展趋势发展趋势 加固机理加固机理工程实例工程实例 5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 工程概况工程概况 上海浦东国际机场位于长江入海口南岸的濒海地带，上海浦东国际机场位于长江入海口南岸的濒海地带，
34、是我国和上海市九五期间重大的基础设施建设项目。其是我国和上海市九五期间重大的基础设施建设项目。其中机坪，滑行道为中机坪，滑行道为“围海促淤围海促淤”造成，本次地基处理大造成，本次地基处理大部份位于稻田内，地表水系发育，沟浜纵横。在地基处部份位于稻田内，地表水系发育，沟浜纵横。在地基处理强夯影响深度范围内地层有粉质粘土、淤泥质粉质粘理强夯影响深度范围内地层有粉质粘土、淤泥质粉质粘土，含水量为土，含水量为36364747，孔隙比大于，孔隙比大于1 1，粘粒含量高，粘粒含量高，粘性较强，且呈流塑状，基本承载力是很低的，经强夯粘性较强，且呈流塑状，基本承载力是很低的，经强夯加固后，需要触变固结的时间较
35、长。加固后，需要触变固结的时间较长。设计要求经强夯法加固后其静力触探比贯入阻力当设计要求经强夯法加固后其静力触探比贯入阻力当量值大于量值大于2MPa2MPa，标贯击数当量值大于，标贯击数当量值大于6 6击，地基反应模击，地基反应模量大于量大于30MN30MNm m，垫层干密度大于，垫层干密度大于1.9g/cm1.9g/cm3 3，并按相应，并按相应频率检测各项考核指标，评价强夯施工质量。频率检测各项考核指标，评价强夯施工质量。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 (一一)试夯目的试夯目的 1 1、通过试夯试验，确定适合本地质条件的强夯施
36、工措、通过试夯试验，确定适合本地质条件的强夯施工措施。施。2 2、总结强夯垫层一次摊铺，进行强夯后表层地基反应、总结强夯垫层一次摊铺，进行强夯后表层地基反应模量检测指标难以达标的主要原因，旨在强调强夯垫层模量检测指标难以达标的主要原因，旨在强调强夯垫层分二次摊铺的技术效果。分二次摊铺的技术效果。3 3、预测技术、经济效果。、预测技术、经济效果。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 (二二)试夯区试验设计试夯区试验设计 1 1、试夯区位置选择在地基条件具有代表性的滑行道上，、试夯区位置选择在地基条件具有代表性的滑行道上，面积约面积约100
37、00m10000m2 2，分，分4 4个区试夯。个区试夯。2 2、试夯机具为强夯机、试夯机具为强夯机W1001-25W1001-25型履带式吊车，自动脱钩，型履带式吊车，自动脱钩，夯锤质量夯锤质量15t15t，直径，直径2.52m2.52m，锤底静压力，锤底静压力25kPa25kPa30kPa30kPa，圆，圆柱形铸铜锤，带有四个排气孔。柱形铸铜锤，带有四个排气孔。3 3、强夯垫层材料及其摊铺，采用山皮土、强夯垫层材料及其摊铺，采用山皮土(碎石土碎石土)作为强作为强夯垫层，最大粒径小于夯垫层，最大粒径小于10 cm10 cm，山皮石，山皮石(碎石碎石)，粒径，粒径2 210 10 cmcm的质
38、量大于总质量的的质量大于总质量的5050，含水、含泥量小于，含水、含泥量小于2020，不，不均匀系数均匀系数Cu5Cu5，曲率系数，曲率系数Cc=1Cc=13 3。试夯区首次摊铺厚度。试夯区首次摊铺厚度为为(605)cm(605)cm或或(705)cm(705)cm，末次摊铺厚度，末次摊铺厚度(405)cm(405)cm和和(305)cm(305)cm，设计总厚度为，设计总厚度为1.0m1.0m。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 4 4、试夯参数选择，根据上海浦东国际机场飞行区机、试夯参数选择，根据上海浦东国际机场飞行区机坪、滑行道
39、工程地基处理技术文件选择试夯参数。坪、滑行道工程地基处理技术文件选择试夯参数。分区编号分区名称垫层厚度k/cm夯型单击夯能R/kJ夯击遍数单点击数/击夯点间距l/m夯点布置A滑行道停机坪60+4070+30点夯2000第一遍8-103.5*3.5正方形1500第二遍6-8满夯1000第一遍3-5夯间连接800第二遍2-3普夯搭接d/4B道肩60+40点夯1000第一遍8-103.5*3.5正方形1000第二遍6-8满夯800第一遍3-5夯间连接500第二遍2-3普夯搭接d/4试夯参数选择表试夯参数选择表 5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯
40、试验 现场场址地表水系发育，沟浜纵横，地下水位埋深较浅，现场场址地表水系发育，沟浜纵横，地下水位埋深较浅，地基土含水量大，且地下水受潮汐影响而周期性变动，使地基土含水量大，且地下水受潮汐影响而周期性变动，使地下渗流不稳定，加之地基处理面积大，施工期又处于梅地下渗流不稳定，加之地基处理面积大，施工期又处于梅雨季节，为施工排水造成困难。根据强夯加固执理，降排雨季节，为施工排水造成困难。根据强夯加固执理，降排水尤其重要。水尤其重要。1 1、充分利用现有水系降排水。、充分利用现有水系降排水。2 2、充分利用明、充分利用明(暗暗)浜降排水。浜降排水。3 3、间隔、间隔101015m15m和和30m30m
41、纵横向开挖盲沟和明排水沟，使其纵横向开挖盲沟和明排水沟，使其与场区明与场区明(暗暗)浜连通强制排水。浜连通强制排水。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 4 4、在明暗浜及排水盲沟角点处设集水井，并设泵将井内、在明暗浜及排水盲沟角点处设集水井，并设泵将井内水抽至场外，尽量降低地下水位。水抽至场外，尽量降低地下水位。5 5、对强夯施工分区进行调整，先利用水系、明、对强夯施工分区进行调整，先利用水系、明(暗暗)浜及浜及排水沟排水，进行区块内强夯，强夯结束后，回填处理明排水沟排水，进行区块内强夯，强夯结束后，回填处理明暗浜，然后进行下一区块降
42、排水和强夯施工，由此在施工暗浜，然后进行下一区块降排水和强夯施工，由此在施工区形成小排水范围，从而保证强夯效果。区形成小排水范围，从而保证强夯效果。6 6、场区外围四周设排水沟，将施工区内小排水沟中水排、场区外围四周设排水沟，将施工区内小排水沟中水排至外围，流向场外河道，并保证沟底积水深小于至外围，流向场外河道，并保证沟底积水深小于20cm20cm。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 (四四)试夯区施工方法及其控制试夯区施工方法及其控制 1 1、试夯、试夯I I、区点夯分两遍完成，隔点不隔行，单区点夯分两遍完成，隔点不隔行，单点击数一
43、次完成，试夯点击数一次完成，试夯区点夯一次完成。满夯分两遍完区点夯一次完成。满夯分两遍完成，先夯间满夯，再普夯。成，先夯间满夯，再普夯。2 2、点夯停夯标准，原则上夯、点夯停夯标准，原则上夯8 8击，夯坑深度不足击，夯坑深度不足1.01.01.2m1.2m时夯时夯1010击，以确保能量，再辅以最后两击平均夯沉量击，以确保能量，再辅以最后两击平均夯沉量不大于不大于5 510 cm10 cm，实际施工中，当试夯区单点击数，实际施工中，当试夯区单点击数4 45 5击，击，夯坑深度夯坑深度1.21.21.3m1.3m，现场均已停夯，此时强夯机严重陷车，现场均已停夯，此时强夯机严重陷车，起锤也相当困难。
44、起锤也相当困难。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 3 3、控制间歇时间，两遍点夯间歇时间不少于、控制间歇时间，两遍点夯间歇时间不少于2020天左右，天左右，以超孔压消散大于以超孔压消散大于7070以上控制，点夯与满夯间歇时间不以上控制，点夯与满夯间歇时间不少于少于1515天，具体以超孔隙水压力消散大于天，具体以超孔隙水压力消散大于5050确定。确定。4 4、为确保表层地基反应模量考核指标满足设计要求，满、为确保表层地基反应模量考核指标满足设计要求，满夯时将表层夯时将表层202040cm40cm深推、耙松晾晒后，再拌合推平碾压，深推、
45、耙松晾晒后，再拌合推平碾压，最后补铺山皮土至道槽设计标高。最后补铺山皮土至道槽设计标高。5 5、每次摊铺山皮土前或满夯后，即夯前夯后开挖断面尺、每次摊铺山皮土前或满夯后，即夯前夯后开挖断面尺寸为寸为(底宽底宽上宽上宽高高)60 cm70 cm80cm)60 cm70 cm80cm的盲沟，并和的盲沟，并和80cm200cm150cm80cm200cm150cm的明排水连通，排水沟角点开挖集水的明排水连通，排水沟角点开挖集水井设泵抽水，盲沟内回填山皮石。井设泵抽水，盲沟内回填山皮石。6 6、第二遍点夯在不推平第一遍点夯夯坑前提下进行，对、第二遍点夯在不推平第一遍点夯夯坑前提下进行，对此应提前寻找行
46、车路线。此应提前寻找行车路线。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 孔孔压压监监测测结结果果 点夯间超孔隙水压力消散大于点夯间超孔隙水压力消散大于7070以上所需的间以上所需的间歇时间一般为歇时间一般为3 34 4周，点夯与满夯间超孔隙水压力周，点夯与满夯间超孔隙水压力消散大于消散大于5050所需的间歇时间为所需的间歇时间为2 2周。周。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 强强夯夯影影响响深深度度 1)1)从理论计算强夯影响深度大于从理论
47、计算强夯影响深度大于7m7m，但从孔压反，但从孔压反映的影响深度曲线看出本次强夯影响深度大于映的影响深度曲线看出本次强夯影响深度大于6m6m，但但5m5m以上地层加固效果比较明显见图；以上地层加固效果比较明显见图；2)3.5m 2)3.5m以上地层孔压增幅大，以上地层孔压增幅大，2.5m2.5m以上地层孔压以上地层孔压消散慢，消散慢，3.53.56.0 m6.0 m地层孔压增幅相对较小，消散地层孔压增幅相对较小，消散很快。很快。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 地地面面变变形形监监测测 地面隆起量的计算试夯区平均
48、夯沉量计算地面隆起量的计算试夯区平均夯沉量计算 5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 原原位位测测试试 按施工过程跟踪检测和间歇按施工过程跟踪检测和间歇3 34 4周相结合的办法进周相结合的办法进行，试夯行，试夯I I区，检测三次，二次在四夯间、两夯间并进区，检测三次，二次在四夯间、两夯间并进行标贯试验；试夯行标贯试验；试夯、区检测两次，标贯试验两次。区检测两次，标贯试验两次。当试夯当试夯I I区第二遍点夯间歇区第二遍点夯间歇4646天，试夯天，试夯、区点夯完区点夯完间歇间歇3434天，对地基土再次进行静力触探和标贯
49、检测，其天，对地基土再次进行静力触探和标贯检测，其检测结果，标贯击数检测结果，标贯击数N N为为2.42.44.34.3，静力触探为，静力触探为1.551.551.93MPa1.93MPa，分别小于设计要求的，分别小于设计要求的6 6击和击和2MPa2MPa，均不满足设，均不满足设计要求。本次检测中在计要求。本次检测中在4.54.56.0 m6.0 m仍有标贯试验和静力仍有标贯试验和静力触探曲线的突变，分析认为须采取有效措施降低地下水触探曲线的突变，分析认为须采取有效措施降低地下水位，使软土尽快固结，在垂直滑行道中线每位，使软土尽快固结，在垂直滑行道中线每101015m15m开开挖盲沟，每挖盲
50、沟，每30m30m开挖明排水沟，及时将地表水和夯坑积开挖明排水沟，及时将地表水和夯坑积水引排，盲沟内回填山皮石，并与外围排水体系形成排水引排，盲沟内回填山皮石，并与外围排水体系形成排水网络，经间隔加压稳定，延长超孔压消散时间，由于水网络，经间隔加压稳定，延长超孔压消散时间，由于软土触变性，强度逐渐提高。软土触变性，强度逐渐提高。5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 浅表浅表层地层地基的基的模量模量检测检测 试夯试验中，满夯后采用深推、耙松试夯试验中，满夯后采用深推、耙松和晾晒，每间隔一定距离开挖盲沟和明和晾晒，每间隔