第5章__强夯法与强夯置换法_
4强夯法与强夯置换法
4强夯法与强夯置换法
强夯法又名动力固结法，是一种快速加固的地基处理方法。强夯法是指用起重机将重锤提到一定高度，利用自动脱钩法使重锤自由下落，冲击能夯实地基，从而提高地基土的强度、降低土的压缩性的方法。
1969年，法国的路易斯梅那德（Louis Menard）技术公司首次提出强夯法（Dynamic consolidation method）。强夯法开始适用于砂土和碎石地基，随着技术的发展，逐渐推广到细粒土地基。20世纪70年代初，我国引进强夯法，经过几十年的发展，在路桥、水利、建筑方面得到广泛的应用，是目前最经济、最常用的深层地基处理办法之一。强夯法在处理湿陷性黄土方面取得了显著的效果，但是对粘性土、淤泥、淤质泥土等饱和性较高的地基处理效果不是很理想。1991年深圳建筑科学中心首创强夯碎石挤淤法，打开了我国利用强夯法处理饱和性粘土地基的新篇章。
4.1加固机理
强夯法在工程实践中受到广泛应用，但目前仍然没有一套完善的指导理论和设计方法，对于不同的土基有不同的加固机理。综合归纳，强夯法主要有三个加固机理方式：
1) 动力密实（Dynamic Compaction）
对于多孔隙、粗颗粒、非饱和土，是基于动力密实的机理。利用冲击型动力荷载，减小土体的孔隙体积，从而使土体密实。工程实践表明，经夯击一遍后，夯坑深度可达0.6~1.0m，夯击后的地基承载力可提高2～3倍。
2) 动力固结（Dynamic Consolidation）
为解释饱和黏性土的强夯效应，Louis Menard提出了动力固结模型。
表4-1 动力固结理论与静力固结理论的区别
动力固结理论 静力固结理论
含有少量气泡的可压缩液体 不可压缩的气体
固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是变化的 固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是不变的
弹簧刚度为变数 弹簧刚度为常数 活塞有摩阻力 活塞没有摩阻力
地基土的强度的变化规律与孔隙水压力的状态有关。进行夯击时，孔隙水压力增大，土体冲击变形而强度减小，在液化阶段，强度降低为零；孔隙水排出时孔隙水压力减小，此时为土的强度增长阶段；孔隙水压力涨幅为零，此时为土的触变恢复阶段。
填土地基处理中深层强夯置换及强夯法的综合应用
填土地基处理中深层强夯置换及强夯法的综合应用
摘要：本文介绍了深层强夯置换及强夯法在填土地基处理中的综合应用实例。深层强夯置换及强夯采用夯击能均为3000kN·m，有效处理（加固）深度却达到11.0m。且具有工期快、施工简单、造价低等优点，值得同类工程地基处理借鉴。
关键词：深层强夯置换强夯法地基处理应用
Abstract: this paper introduces the dynamic compaction replacement and deep
dynamic compaction in the comprehensive soil foundation treatment fill out the
application example. The dynamic compaction replacement and the deep dynamic
compaction ramming strike can are 3000 kN m., effective treatment (reinforcement)
11.0 m depth actually. And has a fast time limit, simple construction and cost
advantages, and similar engineering foundation treatment for reference.
Keywords: deep dynamic compaction replacement dynamic compaction
method foundation processing applications
中图分类号：TU47文献标识码：A 文章编号：
1前言
峰峰集团煤化工拟在人工填土地基上建造煤气净化车间办公楼及10kV配电所站。设计要求地基承载力特征值≥120kPa。
4强夯法与强夯置换法 2
4 强夯法与强夯置换法
强夯法又名动力固结法，是一种快速加固的地基处理方法。强夯法是指用起重机将重锤提到肯定高度，利用自动脱钩法使重锤自由下落，冲击能夯实地基，
从而提高地基土的强度、降低土的压缩性的方法。
1969 年，法国的路易斯梅那德〔Louis Menard〕技术公司首次提出强夯法
〔Dynamic consolidation method〕。强夯法开头适用于砂土和碎石地基，随着技术的进展，渐渐推广到细粒土地基。20 世纪 70 年月初，我国引进强夯法，经过几十年的进展，在路桥、水利、建筑方面得到广泛的应用，是目前最经济、最常用的深层地基处理方法之一。强夯法在处理湿陷性黄土方面取得了显著的效果，但是对粘性土、淤泥、淤质泥土等饱和性较高的地基处理效果不是很抱负。1991
年深圳建筑科学中心首创强夯碎石挤淤
法，翻开了我国利用强夯法处理饱和性粘土地基的篇章。
4.1 加固机理
强夯法在工程实践中受到广泛应用，
但目前仍旧没有一套完善的指导理论和设计方法，对于不同的土基有不同的加固机理。综合归纳，强夯法主要有三个加固机理方式：
1) 动力密实〔Dynamic Compaction〕
对于多孔隙、粗颗粒、非饱和土，是
基于动力密实的机理。利用冲击型动力荷载，减小土体的孔隙体积，从而使
土体密实。工程实践说明，经夯击一遍后，夯坑深度可达 0.6~1.0m，夯击后的地基承载力可提高 2～3 倍。
2) 动力固结〔Dynamic Consolidation〕
为解释饱和黏性土的强夯效应，Louis Menard 提出了动力固结模型。
表 4-1 动力固结理论与静力固结理论的区分
动力固结理论 静力固结理论
含有少量气泡的可压缩液体 不行压缩的气体
固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是变化的 固结时液体排出所通过的小孔，其孔径是不变的
弹簧刚度为变数 弹簧刚度为常数
地基土的强度的变化规律与孔隙水压力的状态有关。进展夯击时，孔隙水压力增大，土体冲击变形而强度减小，在液化阶段，强度降低为零；孔隙水排出时孔隙水压力减小，此时为土的强度增长阶段；孔隙水压力涨幅为零，此时为土的触变恢复阶段。
软土地基处理强夯法及强夯置换法施工技术
23 4.2.3 强夯法和强夯置换法
强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。
强夯置换法是采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩。具有加固效果显著、施工工期短和施工费用低等优点。
当前，应用强夯法和强夯置换法处理的工程范围极为广泛，有工业与民用建筑、仓库、油罐、储仓、公路和铁路路基、飞机场跑道及码头等。总之，强夯法在某种程度上比机械的、化学的和其它力学的加固方法更为广泛和有效。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程，同时应在设计前通过现场试验确定其适用性和处理效果。
工程实践表明，强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，因而被世界各国工程界所重视。对各类土强夯处理都取得了十分良好的技术经济效果。但对饱和软土的加固效果，必须给予排水的出路。为此，强夯法加袋装砂井(或塑料排水带)是一个在软粘土地基上进行综合处理的加固途径。
1、加固机理
强夯法是利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土体进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周围土进行动力挤压
目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：动力密实、动力固结和动力置换，它取决于地基土的类别和强夯施工工艺。
(1)动力密实
采用强夯加固多孔隙、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。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相(空气)被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。实际工程表明，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0.6～1.0m，夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高2～3倍。非饱和土在中等夯击能量1000～2000kN·m的作用下，主要是产生冲切变形，在加固深度范围内气相体积大大减少，最大可减少60%。 24 (2)动力固结
强夯和强夯置换施工工法
强夯和强夯置换施工工法
强力夯实法(简称强夯法)是用起重机械将夯锤（8～30吨)提至一定高度（6~30m)，自由落下给地基土以强大能量的夯击（势能作用力原理）迫使土颗粘重新排列、排除孔隙中的气和水，从而提高地基土强度，降低其压缩性的一种地基加固方法，其特点：适用于加固碎石土、砂土、黄土、高填土及杂填土和低饱和度的粉土与粘性土等地基，强夯置换法可用于高饱和度的粉土与软塑~流塑状态的粘性土地基，并对变形要求不严格的工程，夯后地基压缩性可降低2～10倍，承载力可提高2～5倍,造价比桩基础均低24％～50％倍,同时工艺简单，使用范围广、效果好、速度快、材料和费用省,为一种经济简便而有效的地基加固方法。
（一） 工艺流程:场地勘察施工准备→试夯确定试夯参数及方案→放出主夯夯击点线→施夯（主夯→次夯→满夯）→检测；
施工场地勘察施工准备：开工前要对施工现场进行调查,对施工场地不平地段进行推平、碾压,必须时要铺垫一层（0。5m～2。0m)砂石垫层，确保机械行驶方便，邻近周围建筑物及构筑物小于15m处要设置防震沟（沟深要超过建筑物基础深)等防震、隔震措施。在施工现场强夯影响范围以外处加设排水沟、沟深不小于2m，保证孔隙水压力的充分消散、畅通。
（二）试夯确定参数和方案：
根据地质土报告资料，选择不同地质土有代表性试夯区，进行试夯或试验性施工，试验区数量应根据建筑物场地复杂程度、建设规模及建筑类型确定，根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯，待试夯结束一至两周后，对试夯场地进行试测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯结果确定本工程采用的各项强夯参数.
1、强夯参数的选择
强夯法所用锤重、落距、夯击点间距、夯击遍数、两遍之间的间隙时间、加固范围（宽度）等参数，要根据现场地质条件和要求加固深度，经现场试验后确定.
（1）锤重和落距
锤重Q（吨）与落距(h)通常根据要求加固土层的深度（即影响深度）H（米)按下列经验公式选定：
【精品施工资料】强夯和强夯置换施工工法
强夯和强夯置换施工工法
强力夯实法（简称强夯法）是用起重机械将夯锤（8～30吨）提至一定高度（6～30m），自由落下给地基土以强大能量的夯击（势能作用力原理）迫使土颗粘重新排列、排除孔隙中的气和水，从而提高地基土强度，降低其压缩性的一种地基加固方法，其特点：适用于加固碎石土、砂土、黄土、高填土及杂填土和低饱和度的粉土与粘性土等地基,强夯置换法可用于高饱和度的粉土与软塑~流塑状态的粘性土地基，并对变形要求不严格的工程，夯后地基压缩性可降低2～10倍，承载力可提高2～5倍，造价比桩基础均低24％～50％倍，同时工艺简单，使用范围广、效果好、速度快、材料和费用省，为一种经济简便而有效的地基加固方法。
（一） 工艺流程：场地勘察施工准备→试夯确定试夯参数及方案→放出主夯夯击点线→施夯（主夯→次夯→满夯）→检测；
施工场地勘察施工准备：开工前要对施工现场进行调查，对施工场地不平地段进行推平、碾压，必须时要铺垫一层(0.5m～2.0m）砂石垫层，确保机械行驶方便，邻近周围建筑物及构筑物小于15m处要设置防震沟（沟深要超过建筑物基础深）等防震、隔震措施。在施工现场强夯影响范围以外处加设排水沟、沟深不小于2m，保证孔隙水压力的充分消散、畅通.
(二）试夯确定参数和方案：
根据地质土报告资料,选择不同地质土有代表性试夯区，进行试夯或试验性施工，试验区数量应根据建筑物场地复杂程度、建设规模及建筑类型确定,根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯，待试夯结束一至两周后,对试夯场地进行试测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯结果确定本工程采用的各项强夯参数。
1、强夯参数的选择
强夯法所用锤重、落距、夯击点间距、夯击遍数、两遍之间的间隙时间、加固范围（宽度)等参数，要根据现场地质条件和要求加固深度，经现场试验后确定。
（1）锤重和落距
锤重Q（吨）与落距（h）通常根据要求加固土层的深度(即影响深度）H（米）按下列经验公式选定：
浅析强夯法和强夯置换法地基处理
浅析强夯法和强夯置换法地基处理
摘要:当前，应用强夯法和强夯置换法处理的工程范围极为广泛，本文从研究方向、加固机理、工程实例三个方面对其进行了阐述，以便在以后的设计中作为参考。
关键词：强夯法 强夯置换法 加固机理
概述
强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般10~40t的重锤和10~40m的落距，对地基上施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基上的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。工程实践表明，强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，因而被世界各国工程界所重视。对各类土强夯处理都取得了十分良好的技术经济效果。但对饱和软土的加固效果，必须给予排水的出路。为此，强夯法加袋装砂井（或塑料排水带）是一个在软粘土地基上进行综合处理的加固途径。
1.研究方向
目前，强夯法主要有三个研究方向：以处理饱和软土为目的的低能级强夯技术；以处理高填土和深厚湿陷性黄土，以及消除湿陷为目的的高能级强夯技术；强夯与其他地基处理技术优势互补，发展成为组合式地基处理技术。
2、加固机理
强夯法是利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土体进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周围土进行动力挤压。
加固机理图
目前，强夯法加固地基有三种不同的加固处理：动力密实、动力固结和动力置换，它取决于地基土的类别和强夯施工工艺。
（1）动力密实
采用强夯加固多孔隙、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。非饱和土的夯实过程，就是土中气相（空气）被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。实际工程表明，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0.6~1.0m，夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高2~3倍。非饱和土在中等夯击能量1000~2000 KN·m的作用下，主要是产生冲切变形，在加固深度范围内气相体积大大减少，最大可减少60%。
强夯与强夯置换法处理某黄土地基的工程实例分析研究
强夯与强夯置换法处理某黄土地基的工程实例分析研究
[摘要] 本文主要介绍了强夯及强夯置换法处理黄土湿陷性及提高地基承载力的对比试验过程及检测结果，并根据试验结果进行分析比较，试验结果表明强夯置换可以显著提高地基承载力。
[关键词] 强夯强夯置换法黄土地基承载力
1.前言
强夯法是处理黄土地基的一种有效方法，具有设备简单、工期短、施工方便、经济易行等优点。强夯置换法是在强夯法的基础上发展起来的，采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩，一般分为点式置换与整式置换法。
强夯置换法用于处理黄土地基，需通过试验确定消除黄土湿陷性的效果。山西某段高速公路拟采用强夯置换法进行地基处理，为确定强夯置换法消除黄土湿陷性及提高地基承载力的效果，在两块相邻的区域上进行了强夯及强夯置换法的对比试验。
2. 场地工程地质条件
场地土主要物理力学指标见表1所示，经分析场地主要地层由上而下依次为：
①黄土（粉土）：黄褐色，稍湿、稍密；局部夹粉细砂透镜体薄层；最大厚度为12.0m，平均厚度为6.8m；湿陷等级主要为非自重湿陷I（轻微）级，个别为中等（II）自重湿陷性黄土，在场地范围内普遍分布。
②粉土：褐黄色～灰黄色，湿～饱和、稍密～中密；局部夹粉细砂透镜体薄层；最大厚度为39.8m，平均厚度为12.3m。地下水水位埋深在11.0～13.0米之间。
表1场地土主要物理力学指标
续表1 场地土主要物理力学指标
3.地基处理试验方案设计
地基处理试验区面积分别为28×28m，相邻布置。
3.1强夯设计参数为：
夯击遍数为：共分三遍：主夯、满夯、拍夯。
夯点布置为：主夯点按方格网布置，间距为7.2m，满夯点为主夯点加固夯和主夯点的间夯，拍夯为搭接夯。
夯击能为： 主夯点单击夯击能为5000kN·m、满夯点单击夯击能为3000kN·m、拍夯点单击夯击能为1400kN·m。
夯击次数为：主夯点17～18击、满夯点为10～11击、拍夯点为2～3击。
强夯与强夯置换法在房屋建筑地基处理中的应用
强夯与强夯置换法在房屋建筑地基处理中的应用
摘要：随着我国房屋建筑的发展，强夯与强夯置换法施工已经被广泛地应用于地基处理中。强夯法具有施工设备和工艺比较简单、效果好、速度快、费用低等优点，值得推广应用。本文对房屋建筑地基处理中应用强夯与强夯置换法的施工方法进行了研究。
关键词：房屋建筑；地基处理；强夯法；强夯置换法
强夯法及强夯置换法处理地基在建筑工程中应用已是相当多且已达到成熟的地步，在房屋建筑建设中，许多地基的原地面常采用强夯（或重夯）法进行处治，一些特殊地基也常采用强夯法提高地基的整体强度和稳定性。采用强夯和强夯置换法处理地基，具有设备简单、施工方便、工期短、可就地取材、效果显著等优点，是地基处理的理想方法之一。
一、强夯和强夯置换法
强夯方法是反复将夯锤(质量提到一定高度使其自由落下(落距一般为10～40t)，给地基以冲击和振动能量，从而提高地基的承载力并降低其压缩性，改善地基性能，如改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。工程实践证明，强夯法用于处理碎石上、砂上、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，均能取得较好的效果。
强夯置换法是在强夯的同时，夯坑中可置入碎石，强行挤走软土。实际工程中，对于不同土类强夯的作用不同：对于软土地基，强夯可提高地基承载力和减少沉降量；对于饱和砂土和粉土，强夯可消除液化趋势；对于黄土和新近堆积黄土，强夯可消除湿陷性，提高承载力。为此，应针对不同工程情况，进行强夯法的设计计算。在强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。
由于强夯法具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工方便、节省势力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，应用强夯法和强夯置换法处理的工程范围极为广泛。总之，强夯法在某种程度上比机械的、化学的和其他力学的加固方法的应用更为广泛和有效。
(完整版)地基处理-第四章强夯法和强夯置换法
第四章 强夯法和强夯置换法
4.1概述
强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。
强夯置换法是采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩。具有加固效果显著、施工工期短和施工费用低等优点。
当前，应用强夯法和强夯置换法处理的工程范围极为广泛，有工业与民用建筑、仓库、油罐、储仓、公路和铁路路基、飞机场跑道及码头等。总之，强夯法在某种程度上比机械的、化学的和其它力学的加固方法更为广泛和有效。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程，同时应在设计前通过现场试验确定其适用性和处理效果。
工程实践表明，强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，因而被世界各国工程界所重视。对各类土强夯处理都取得了十分良好的技术经济效果。但对饱和软土的加固效果，必须给予排水的出路。为此，强夯法加袋装砂井(或塑料排水带)是一个在软粘土地基上进行综合处理的加固途径。
4.2加固机理
强夯法是利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土体进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周围土进行动力挤压
目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：动力密实、动力固结和动力置换，它取决于地基土的类别和强夯施工工艺。
(1)动力密实
采用强夯加固多孔隙、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。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相(空气)被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。实际工程表明，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0.6～1.0m，夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高2～3倍。非饱和土在中等夯击能量1000～2000kN·m的作用下，主要是产生冲切变形，在加固深度范围内气相体积大大减少，最大可减少60%。