强夯法和强夯置换法课件.ppt

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1、强夯法和强夯置换法强夯法和强夯置换法深层密实法简介深层密实法简介 深层密实是采用爆破、夯击、挤密和深层密实是采用爆破、夯击、挤密和振动等方法，对松软地基土进行振密和振动等方法，对松软地基土进行振密和挤密。挤密。u强夯与强夯置换强夯与强夯置换u碎（砂）石桩碎（砂）石桩u土（或灰土）桩土（或灰土）桩u水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩深层密实 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 1 1 1 1概述概述概述概述2 2加固机理加固机理加固机理加固机理 3 3设计计算设计计算设计计算设计计算 4 4施工方法施工方法施工方法施工方法6 6工程实例工程实例工程实例工程实例5 5现场测

2、试与质量检验现场测试与质量检验1.概述uu概念概念概念概念 强强强强夯夯夯夯是是是是法法法法国国国国梅梅梅梅那那那那（MenardMenardMenardMenard）技技技技术术术术公公公公司司司司于于于于1969196919691969年年年年首首首首创创创创的的的的一一一一种种种种地地地地基基基基加加加加固固固固方方方方法法法法，国国国国际际际际上上上上称称称称动动动动力力力力压压压压实实实实法法法法或或或或动动动动力力力力固固固固结结结结法法法法。它它它它通通通通过过过过一一一一般般般般8-30t8-30t8-30t8-30t的的的的重重重重锤锤锤锤(最最最最重重重重可可可可达达达达2

3、00t)200t)200t)200t)和和和和8-20m8-20m8-20m8-20m的的的的落落落落距距距距(最最最最高高高高可可可可达达达达40m)40m)40m)40m)，反反反反复复复复对对对对地地地地基基基基土土土土施施施施加加加加很很很很大大大大的的的的冲冲冲冲击击击击 能能能能，一一一一 般般般般 能能能能 量量量量 为为为为 10001000100010008000kN.m8000kN.m8000kN.m8000kN.m。在在在在地地地地基基基基土土土土中中中中所所所所产产产产生生生生的的的的冲冲冲冲击击击击波波波波和和和和动动动动应应应应力力力力，可可可可提提提提高高高高地地

4、地地基基基基土土土土的的的的强强强强度度度度、降降降降低低低低土土土土的的的的压压压压缩缩缩缩性性性性、改改改改善善善善砂砂砂砂土土土土的的的的抗抗抗抗液液液液化化化化条条条条件件件件、消消消消除除除除湿湿湿湿陷陷陷陷性性性性黄黄黄黄土土土土的的的的湿湿湿湿陷陷陷陷性性性性等等等等。同同同同时时时时，夯夯夯夯击击击击能能能能还还还还可可可可提提提提高高高高土土土土层层层层的的的的均均均均匀匀匀匀程程程程度度度度，减减减减少少少少将将将将来来来来可可可可能能能能出出出出现现现现的的的的差差差差异异异异沉降。沉降。沉降。沉降。强夯法强夯法强夯法强夯法u适用范围适用范围 等等等等等等等等 强夯法适用

5、土层强夯法适用土层强夯法适用土层强夯法适用土层碎石碎石碎石碎石土土土土砂土砂土砂土砂土 低饱和低饱和低饱和低饱和度的粉度的粉度的粉度的粉土与黏土与黏土与黏土与黏性土性土性土性土湿陷湿陷湿陷湿陷性性性性黄土黄土黄土黄土 杂填杂填杂填杂填土、土、土、土、素填素填素填素填土土土土 强夯置换法适用于高饱和度强夯置换法适用于高饱和度强夯置换法适用于高饱和度强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软的粉土与软的粉土与软的粉土与软-流塑性的黏性土流塑性的黏性土流塑性的黏性土流塑性的黏性土等地基上对变形控制要求不等地基上对变形控制要求不等地基上对变形控制要求不等地基上对变形控制要求不严的工程严的工程严的工程严的工程强

6、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挤压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

7、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，瑞利波，R波波），），振动能量以振动能量以6767传播出去

8、，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。加固机理加固机理震源震源强夯法强夯法 目目前前，强强夯夯法法加加固固地地基基有有三三种种不不同同的的加加固固机机理理，取取决决于于地地基基土土物物理理力力学学性性质质（颗颗粒粒大大小小，形形状状，级级配配，密密实实度度，内内聚聚力力，内内摩摩擦擦角角，渗渗透透系系数数等等），土土的的不不同同类类型型（饱饱和和土土非非饱饱和和土土，砂砂性性土土，黏黏性性土土）和和强强夯夯施施工工工工艺（艺（夯击能，夯点

9、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 用强夯加固多孔用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密和土是基于动力密实的机理，即用冲实的机理，即用冲击型动力荷载，使击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体中的孔隙减小，土体变得密实，从土体变得密实，从而提高地基土强度。而提高地基土强度。（1）动力密实（）动力密实（Dynamic compaction）加固机理

10、动力密实加固机理动力密实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

11、，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

12、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在在冲冲击击动动能能作作用用下下，地地面面会会立立即即产产生生沉沉降降，一一般般夯夯击击一一遍遍后后，其其夯夯坑坑深深度度可可达达0.61.0m0.61.0m，夯夯坑坑底底部部形形成成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高一层超压密硬壳层，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动力密实的应用强夯法强夯法强

13、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 2 2）动力固结（）动力固结（）动力固结（）动力固结（Dynamic consolidationDynamic 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

14、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

15、，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

16、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液化化液液化化液液化化强夯法强夯法静力固结理论静力固结理论静力固结理论静力固结理论(图图图图a)a)a)a)动力固结

17、理论动力固结理论动力固结理论动力固结理论(图图图图b)b)b)b)不可压缩的液体不可压缩的液体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，其孔固结时液体排出所通过的小孔，其孔固结时液体排出所通过的小孔，其孔固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是不变（径是不变（径是不变（径是不变（土的渗透性不变化）土的渗透性不变化）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

18、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，其孔径是固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是变化的（土的渗透性发生变化）变化的（土的渗透性发生变化）变化的（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。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。生。生。弹簧活塞模型弹簧活塞模型弹簧活塞模型弹簧活塞模型加固机理动力固结加固机理动力

19、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，提出了弹簧活塞模型弹簧活塞模型弹簧活塞模型弹簧活塞模型，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

20、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外经验方式进行修正后的估算公式：后的估算公式：H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，

21、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）土的名称土的名称土的名称土的名称黄土黄土黄土黄土一般软土一般软土一般软土一般软土砂土砂土砂土砂土碎石土碎石土碎石土碎石土（不包括（不包括（不包括（不包括块石、漂石）块石、漂石）块石、漂石）块石、漂石）块石、矿渣块石、矿渣块石、矿渣块石、矿渣人工填土人工填土人工填土人工填土0.340.500.340.500.340.500.340.500.500.500.500.500.650.700.650.700.650.700.650.700.600.750.600.750.600.750.600.750.40

22、0.500.400.500.400.500.400.500.550.750.550.750.550.750.550.75表表4-1-1 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单击夯击能单击夯击能单击夯击能单击夯击能(kN.m)(kN.m)(kN.m)(kN.m)碎石土、砂土碎石土、砂土碎石土、砂土碎石土、砂土粉土、粘性土及湿粉土、粘性土及湿粉土、粘性土及湿粉土、粘性土及湿陷性黄土陷性黄土陷性黄土陷性黄土10001000100010005.06.05.06.05.06

23、.05.06.04.05.04.05.04.05.04.05.020002000200020006.07.06.07.06.07.06.07.05.06.05.06.05.06.05.06.030003000300030007.08.07.08.07.08.07.08.06.07.06.07.06.07.06.07.040004000400040008.09.08.09.08.09.08.09.07.08.07.08.07.08.07.08.050005000500050009.09.59.09.59.09.59.09.58.08.58.08.58.08.58.08.5600060006000

24、60009.510.09.510.09.510.09.510.08.59.08.59.08.59.08.59.08 8 8 800000000000010.010.010.010.010.510.510.510.59 9 9 9.09.5.09.5.09.5.09.5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

25、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4040吨；吨；l落距一般落距一般 825825米。米。单单击击夯夯击击能能为为夯夯锤锤重重量量M M与与落落距距h h的的乘乘积积，一一般般说说夯夯击击时时最最好好锤锤重重和和落落距距大大，则则单单击击能能量量大大，夯夯击击击击数数少少，夯夯击击遍遍数数也也相相应应减减少少，加加固固效效果果和和技技术术经经济济较较好好。整整个个加加固固场场地地的的总总夯夯击击能能量量(即即锤重锤重MM落距落距hh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

26、夯法的设计计算 圆形夯锤圆形夯锤 方形夯锤方形夯锤夯锤夯锤夯锤夯锤强夯法强夯法强夯法的设计计算强夯法的设计计算实践证明，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。夯锤夯锤夯锤夯锤夯锤夯锤夯锤夯锤强夯法强夯法（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

27、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、住宅建筑根据承重墙位置布置夯点，采用等腰三角根据承重墙位置布置夯点，采用等腰三角形；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

28、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

29、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 处处理理范范围围应应大大于于建建筑筑物物基基础础范范围围，具具体体的的放放大大范范围围，可可根根据据建建筑筑物物类类型型和和重重要要性性等等因因素素决决定定。对对一一般般建建筑筑物物，每每边边超超出出基基础础外外缘缘宽宽度度宜宜为为设设计计处处理理深深度度的的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

30、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，夯、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，则击时夯坑周围往往没有隆起或有很少量隆起，则 夯击击夯击击数应按照现场试夯得到的数应按照现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线夯击击数和夯沉量关系曲线确确定，并

31、且应该同时满足以下条件：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。）砂砂性性土土最最佳佳夯夯击击能能的的确确定定方方法法：绘绘制制孔孔隙隙水水压压力力增增量量与与夯夯击击击击数数(夯夯击击能能)的的关关系系曲曲线线来来确

32、确定定最最佳佳夯夯击击能能。当当孔孔隙隙水水压压力力增增量量随随着着夯夯击击击击数数(夯夯击击能能)增增加加而而逐逐渐渐趋趋于于恒恒定定时时，可可认认为为该该种种砂砂土土所所能能接接受受的的能能量量已已达到饱和状态，此能量即为最佳夯击能。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 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

33、定有效夯次数与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。夯夯坑坑体体积积(或或隆隆起起体体积积）有有效效夯夯实实系系数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

34、击，两遍夯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（）振动加速度（强夯振动对环境影响的测试）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；

36、u 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方法方法试试验验现现场场沿沿夯夯击击点点等等距距离离的的不不同同深深度度以以及及等等深深度度的的不不同同距距离离埋埋设设双双管管封封闭闭式式孔孔隙隙水水压压力力仪仪或或钢钢弦弦式式孔孔隙隙水水压压力力仪仪，进进行行对对孔孔隙隙水水压压力力沿沿深深度度和和水水平平距距离离的增长和消散的增长和消散的分

37、布规律研究。的分布规律研究。u作用作用 确确定定两两个个夯夯击击点点间间的的夯夯距距、夯夯击击的的影影响响范范围围、间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 将将土土压压力力盒盒事事先先埋埋入入土土中中后后，在在强强夯夯加加固固前前，各各土土压压力力盒盒沿沿深深度度分分布布的的土土压压力力的的规规律律，应应与与静静止止土土压压力力相相近近似。似。u作用作用 在在夯夯击击作作用用下下，可可测测试试每每夯夯击击一一次次的的压压力力增增量量沿沿深深度度的分布规律。的分布规律。强夯法强夯法4）强夯振动对环境影响的测

38、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，常在夯区周围设置隔振沟（深

39、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夯锤歪斜时，应及时将坑底量锤

40、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3 366，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遍数，最后用低能量满夯，将场地表

41、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强夯夯施施工工结结束束后后应应间间隔隔一一定定时时间间方方能能对对地地基基加加固固质质量量进进行行检检验验。其其间间隔隔时时间间对对碎碎石石土土和和砂砂土土地地基基可可取取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承载力、压缩模量、有效加固深度等指标的检验。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 波速试验 1)试验方法试验方法强夯法强夯

42、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。夯后有效加固深度内土层的压缩模量应通过原位测试或土

43、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合（强夯地基变形计算应符合（GB5000

44、7-2002GB50007-2002）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：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

45、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处理粘性土回填地基的强夯处理强夯法强夯法 回填土地基，一般深度回填土地基，一般深度4 47m7m，最深达，最深达8 89m9m。回填。回填土质量差，土质不均匀，结构松散，密实性差，承载力很土质量差，土质不均匀，结构松散，密实性差，承载力很低，存在不同程度的湿陷性，不宜作为天然地基持力层。低，存在不同程度的湿陷性，不宜作为天然地基持力层。（一）工程概括（一）工程概括强夯法强夯法（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地基处理方案的可行性分析地基处理方案的可行性分析强夯法强夯法地基处理方案的可行性分析地基

46、处理方案的可行性分析强夯法强夯法（三）强夯参数设计（三）强夯参数设计试夯试夯设计参数主要有：设计参数主要有：有效加固深度、有效加固深度、夯击能夯击能单点夯单点夯夯击次数夯击次数单点夯单点夯夯击遍数夯击遍数群夯试验群夯试验间歇时间间歇时间群夯试验群夯试验夯击点布置夯击点布置群夯试验群夯试验处理范围等。处理范围等。强夯法强夯法u有效加固深度有效加固深度单点夯单点夯l有效加固深度有效加固深度I I、IIII区区H=9m=9m；IIIIII区区H H=3.5m=3.5ml单击夯击能单击夯击能I I、IIII区区2400kNm2400kNm锤重锤重M=17.5t落距落距h=14mIIIIII区区1500

47、kNm1500kNm锤重锤重M=17.5t落距落距h=8.5mH-H-加固深度，加固深度，m mW-W-夯锤重，夯锤重，t th-h-落距，落距，m m-有效深度影响系数有效深度影响系数,0.500.750.500.75,取0.55 强夯法强夯法u夯击次数夯击次数一般通过现场单点夯试夯确定一般通过现场单点夯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。常以夯坑的压缩量最大、夯坑周围隆起量最小为原则。目前常通过现场试夯得到的夯击次数与夯沉量的关目前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实系数，从而得到夯击次数。系曲线确定有效夯实系数，从而得到夯击次数。夯击次数夯击次数

48、由由夯实系数夯实系数而来而来I I、IIII区区7 7击击IIIIII区区5 5击击强夯法强夯法平面布置：平面布置：梅花形布置。梅花形布置。夯点间距夯点间距：一般取（一般取（2.52.53.53.5）D,D,D D为夯锤直径。此处为夯锤直径。此处7.0m7.0m。u夯点布置夯点布置群夯试验群夯试验强夯法强夯法u间歇周期间歇周期群夯试验，测孔隙水压力。群夯试验，测孔隙水压力。I I、IIII区：区：1010天天 IIIIII区：区：1212天天夯击遍数：夯击遍数：1、2遍点夯；遍点夯；第三遍满夯，第三遍满夯，1000kNmu夯击遍数夯击遍数强夯法强夯法（四）强夯加固效果的检测评价（四）强夯加固效

49、果的检测评价1 1）方法）方法 静载试验静载试验 标准贯入试验标准贯入试验2 2）评价指标）评价指标 承载力载荷试验承载力载荷试验 压缩模量标准贯入试验压缩模量标准贯入试验 有效加固深度标准贯入试验有效加固深度标准贯入试验 湿陷性湿陷性载荷试验测变形载荷试验测变形强夯法强夯法u承载力承载力强夯法强夯法u压缩模量压缩模量强夯法强夯法u有效加固深度有效加固深度强夯法强夯法u湿陷性检测湿陷性检测强夯法强夯法（五）工程应用概括（五）工程应用概括 根据试夯结果，进行了根据试夯结果，进行了6060万万m m2 2的工程应用，的工程应用，施工历时施工历时4 4个月，工程至今应用较好。个月，工程至今应用较好。

50、【例题4-1】对饱和土强夯时,夯坑形成的主要原因为:（A）土的触变性 (B)土中含有少量气泡的水 (C)土中产生裂缝 (D)局部液化【例题4-2】强夯法加固粘性土的机理为:（）；加固非粘性土的机理为（）(A)动力密实 (B)动力固结 (C)动力置换 (D)静力固结【例题【例题4-34-3】强夯法加固哪些】强夯法加固哪些 土是基于动力密土是基于动力密实机理实机理?加固哪些土是基于动力固结理论加固哪些土是基于动力固结理论?(A)(A)多孔隙非饱和土多孔隙非饱和土 （B B）粗颗粒非饱和土）粗颗粒非饱和土 (C)(C)细颗粒非饱和土细颗粒非饱和土 （D D）细颗粒饱和土）细颗粒饱和土【例题4-4】国