强夯的有效加固深度
强夯
国电宁夏英力特120万吨/ 国电宁夏英力特120万吨/年煤基多联产项目甲醇工程 120万吨 （英力特宁东甲醇工程） 英力特宁东甲醇工程）
锤重（ ） 落距（ ） 锤重（KN）×落距（m）=KN•m
夯锤：一体夯锤、分体组合式夯锤、强夯置换专用夯锤在设计上形成系列， 夯锤：一体夯锤、分体组合式夯锤、强夯置换专用夯锤在设计上形成系列， 能满足各种能级、土质、处理深度和处理目的的要求。 能满足各种能级、土质、处理深度和处理目的的要求。 单击夯击能4000 、8000（kN*m） 有效加固深度4、8（m） 处理后压缩模量12、15 (Mpa )
6、 挖方和填方 （1）当挖方用于回填时，挖方应直接运往填方区。如需 放置于临时堆放场地时，应防止混杂其它材料。 （2）填方时应保证平整，厚度一致，并分层压实。 （3）下雨时，不得进行填方。 （4）填方场地上可适当洒水，满足地基土的最优含水量。 （5）废土不能用于回填的废土应从场地内清除。
四、质量控制及检验
强夯简介
第一阶段，自引进到 年代初 年代初.本阶段工程应用 第一阶段，自引进到80年代初 本阶段工程应用 的强夯能级比较小，一般仅为1000kN.m ，处理 的强夯能级比较小，一般仅为 深度5m左右 以处理浅层人工填土为主。 左右， 深度 左右，以处理浅层人工填土为主。 • 第二阶段， 年代初到 年代初。本阶段， 年代初到90年代初 第二阶段，80年代初到 年代初。本阶段，我 国在山西潞城兴建国家重点工程山西化肥厂， 国在山西潞城兴建国家重点工程山西化肥厂，为 了消除本场地黄土地基的湿陷性并提高地基承载 力，国家化工部适时组织有关单位开发了 6250kN.m能级强夯并用于本场地地基处理，使 能级强夯并用于本场地地基处理， 能级强夯并用于本场地地基处理 强夯的有效处理深度提高到了10m左右，强夯的 左右， 强夯的有效处理深度提高到了 左右 应用范围也得到扩展，强夯技术日臻完善。 应用范围也得到扩展，强夯技术日臻完善。 • •
强夯法有效加固深度的确定方法与判定标准
强夯法有效加固深度的确定方法与判定标准有效加固深度的影响因素很多，可分为两类：内因（地基土性质（粒径、相对密度、饱和度等），不同土层的厚度和埋藏顺序，地下水位等）；外因（主要是施工工艺因素，包括锤重，锤形，锤底面积，落距，夯点击数，夯击遍数（单位面积夯击能），间歇时间等），都与有效加固深度有着密切关系。
另外，测试方法和时间也会影响有效加固深度的判定。
鉴于强夯法有效加固深度问题的复杂性，国内外许多学者和工程技术人员致力于此问题的研究。
研究主要集中在四个方面：一是根据什么标准确定，它的实质是如何定义强夯有效加固深度；二是确定方法，目前提出的确定强夯法有效加固深度的方法有几十种之多；三是在工程实践中的检验方法和判定标准；四是如何对待介质的不均匀性和测得指标的分散性？随着强夯法使用范围的日渐扩大，有效加固深度的确定方法和判定标准问题愈加突出。
首先应明确有效加固深度的定义。
L.Menard在提出公式MH>D2时(M为夯锤重量(tonnes)，H为落距(m)，D为有效加固深度(m)，采用了“欲加固土层深度”一词，而未有明确定义。
国内外各种文献资料在对强夯法的处理深度上有称“加固深度”，也有称“影响深度”、“处理深度”等等，提法有七、八种之多。
J.K.Mitchell认为有效加固深度的定义依赖于测试方法和工程师对强夯法加固本质的理解。
在比较分析了各种提法之后，笔者建议采用“有效加固深度”一词，因为：1、需采用强夯法加固处理的地基，都是因为在一定深度内地基土性状不能完全满足工程承载力、变形或稳定性的要求；2、强夯法能够使一定深度内地基土的不利性状，在一定程度上得到有效改善；3、何为“有效”？在一定深度处满足了工程设计要求即为有效。
“有效加固深度”言简意赅，不仅和强夯的“影响深度”易于区分，而且用语和国家行业标准一致。
规范虽采用了有效加固深度的用语，但没有明确界定，建议规范明确界定有效加固深度的深刻内涵和量化指标，避免由于概念分歧在经济合同中产生歧义，造成经济纠纷。
采用强夯法进行地基处理应规定
采用强夯法进行地基处理应符合下列规定：1 处理砂性土、碎石土、湿陷性黄土和人工堆集土等地基可采用强夯法。
2 强夯施工场地应平整，并能承受夯击机械的荷载，必要时可铺砂石垫层。
有防渗要求的地基，夯实后应清除砂石垫层。
3 强夯加固地基应控制地下水位。
当地下水位较高，不利于施工或表层为饱和土时，可填O.5～2.Om厚的中粗砂、砂砾或片石等材料进行夯击。
4 夯锤重不宜小于80kN，落距不宜小于6m，锤重和落距可按式(3.4.3)估算式中：H——有效加固深度；w——锤的重力，kN；h——锤的落距，m；a——折减系数(由现场试验确定，砂性土可取0．7)。
5 施工前应进行试夯，求得单点夯击次数。
最优夯击次数应使夯击有效影响深度内土体竖向压缩最大，侧向位移最小，基坑周围地面不发生过大隆起，宜为3～10击。
6 夯击遍数应根据地基土的性质确定，宜为2～5遍。
最后，以低锤满夯一遍，并整平。
对地下水位低、透水性好的土层可连续夯击。
7 夯点应按设计布置。
夯点间距应根据孔隙水压力变化情况、夯坑的形状及泵房基础结构特点确定，宜为5～9m。
8 施工前应做好施工标志及观测仪器的埋没。
施工中应做好现场观测和记录。
主要观测项目应包括孔隙水压力、夯坑下陷量和坑周隆起量等。
9 强夯效果的检验，可在最后一遍夯击完成1～4周后进行。
检验方法如下：1) 比较夯前和夯后场地的平均高程变化和地基变形量。
2) 取样进行室内试验，了解夯前和夯后场地的物理力学性能指标的变化。
3) 通过标准贯入、静力触探等原位测试手段了解场地土夯前夯后的强度变化。
10 强夯法施工应预防对附近建筑物的影响。
夯击点应离建筑物15m以外，必要时可采取防震措施。
特殊土地基处理1 湿陷性黄土地基的处理应符合下列规定：1 应根据工程的具体情况，选择合理的处理方法与施工程序。
2 自重湿陷性黄土层上的泵站地基，宜采用浸水预沉法或灰土挤密桩进行处理。
3 浸水预沉法必须具备足够的水源，施工前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。
3.强夯法
三、施工要点
⑴为减少对周边环境和建筑物的影响，应采取 防振措施； ⑵按规定起锤高度、锤击数的控制指标施工， 或按试夯后的沉降量控制； ⑶注意含水量对强夯效果的影响； ⑷注意夯锤上部排气孔的畅通 ； ⑸注意施工安全，防止石块伤人； ⑹雨季施工注意排水。
作业题2
1.重锤夯实法和强夯法有什么不同？
2.夯击点间距
夯击点间距一般根据地基土的性质和加固深度 确定。 第一遍一般可取5～9m，对于处理深度较深 或单击夯击能较大的工程，夯击点间距应适当增大。 3.夯击点布置范围 由于基础应力扩散作用，夯击点范围应大于建 筑物基础范围。对于一般建筑物，每边超出基础外 缘的宽度宜为设计加固深度的1/2～1/3，并不小于 3m。
应根据地基土类别结构类型、荷载大小和要求处理的深度
等综合考虑并通过试夯确定。
3.最佳夯击能（最佳夯击次数）
⑴最佳夯击能： 由动力固结理论，使地基中产生的孔隙水压力达 到土的覆盖压力时的夯击能称为最佳夯击能。 ⑵最佳夯击次数： 当单击夯击能一定时，与最佳夯击能相对应的夯 击次数称为最佳夯击数。
⑶最佳夯击能(最佳夯击次数)的确定
①由孔隙水压力确定 a.对于粘性土地基，可根 据有效影响深度孔隙水压力的 叠加值来确定最佳夯击能。 b.对砂性土地基，可根据 最大孔隙水压力增量与夯击次 数的关系曲线来确定最佳夯击 次数。
②由夯沉量与夯击次数关系曲线确 定
a.确定原则：夯坑的压缩量最大，而夯坑的隆 起最小。 b.确定方法：当△S－N趋向趋于稳定，接近常 数，且同时满足以下条件时，可取相应夯击次数为 最佳夯击次数。
①锤重与落距
对于某一单击夯击能，夯锤在接触土体瞬间 冲量的大小是影响土体压缩变形的关键因素，冲 量越大，加固效果越好。 夯锤着地时的冲量
浅谈强夯法地基处理有效加固深度
浅谈强夯法地基处理有效加固深度对于建筑施工来说，最希望达到的目的就是尽可能的简便操作，从而能够有效的提高建筑施工的效率、降低建筑施工的成本。
经过多年的实际施工经验证明，强夯法在加固地基的过程中相比较其他方法而言具有设备简单、经济性能高、能够全面适用、对施工人员的操作水平需求低等一系列的突出性优点。
但是，随着这种方法的应用也逐渐显示出它的弊端——无法较为准确的进行计算。
当前关于强夯法地基处理有效加固深度的计算方法多种多样，本文选取具有代表性的计算方法进行实际比较，对比不同计算方法间的数值差异。
1.基本理论概述1.1强夯法及其原理概述我国在上个世纪七十年代中期成功引进了该种技术。
就强夯法而言，刚刚被提出的时候只能适用于砂土等非粘性地基，但是发展到现在强夯法已经可以成功的应用于粘性土地基。
强夯法的主要操作方法是通过重力作用使一个巨型重锤作自由落体，通过巨锤自由落体产生的惯性力反复锤击地基土壤表面，从而进一步夯实地基，这样可以使地基土壤的孔隙变小、增加其密度，提高使用性能。
通过强夯法可以有效的实现土体的孔隙压缩、土体部分液化等作用。
1.2有效加固深度概述目前关于有效加固深度还没有一个较为统一的概念，本文认为所谓的有效加固深度指的是以开始的起始待夯面为标高（以平整地面为基础），通过强夯措施使得不能完全满足工程施工需要的地基土，通过反复的夯实，无论是在强度还是变形等方面，都能够达到一定的标准，从而满足最终的使用性能。
就目前来说，国内外关于有效加固深度的计算也没有一个统一的方法，所有的理论都处于不成熟的状态。
这主要是由于在不同的施工中所采用的土体不一，这就给计算加固深度带来了很大的不确定性。
2.强夯法地基处理有效加固深度2.1强夯法地基处理有效加固深度的判断规则有效加固深度的判断规则应该根据不同的地基土体以及不同地基的目的加以区别。
（1）对于主要以抗震液化为目的的细砂类地基，在施工中可以选取夯实后不再出现抗震液化的土层作为有效加固深度；（2）对于把消除湿陷作为主要目的的黄土地基，则把消除湿陷现象的深度作为标准；（3）对于主要以减少地基下沉为目的的，则以每一层的2.5%为基础。
强夯
强夯法
H K M h
M—夯锤重量(10kN)； h—夯锤落距(m)； K—修正系数，粘性土取0.5，砂性土取0.7，黄土取0.35~0.5
有效加固深度
根据照强夯能量按进行下表进行预估
单击强夯的有效加固深度(m)
强夯法
单击夯击能 (kN.m) 1000 2000 3000 4000 5000 6000
强夯法
第一节 概述 第二节 设计计算 第三节 施工工艺
概述
方法： 强夯(Heavy Tamping)：通过重锤(8~30吨) 利用 一定的落差(8~20米) ，对地基施加很大的冲击能，以 达到地基加固的目的。
强夯法
应用范围 应用地层： 砂土、碎石土、低饱和度的粉土与粘土、湿陷性 黄土、杂填土和素填土等 应用工程： 工业与民用建筑、仓库、储油罐、公路与铁路、 机场跑道以及码头等设施的地基处理
(3)不因夯坑过深而发生起锤困难。
对于强夯置换法，尤其对饱和粘性土，最佳夯击能的 控制并不是太重要，因为其作用是利用夯击能促使石块沉 降和密实，只要能达到此白的即可。
夯击点布置 1、总体布置夯点位置布置
正方形、等边三角形： 等腰三角形： 大面积基础 一般民用建筑
强夯法
基础边缘夯击宽度： 设计处理深度的1/2~1/3，不小于3m。
度宜为设计处理的深度。若为非稳定边坡应地基施工工艺
一、起重力 起重机的起重力必须大于或等于夯锤重力、夯坑对夯锤的 吸着力与索具重力之和，可按式来计算：
Q KQ1 Q2
Q－起重机起重力(kN)； Q1、Q2－夯锤和索具的重力(kN)；
K－夯坑对夯锤的吸着力系数。可根据土质情况、含水量、锤 的形状等因素确定，一般为1.5～4.0。
eE/A
建筑工程强夯地基及强夯置换地基-完整版
建筑工程强夯地基及强夯置换地基完整版强夯地基是为了提高地基的强度和承载力，增强建筑物的稳固性，而对地基进行强力夯实。
简单来说，强夯施工是一种施工便捷、效果显著的地基加固技术。
强夯施工有其适合处理的土地类型，一般包括：砂土、碎石土、低饱和度粉土、湿陷性黄土等等。
其他土质类型需要经过试验后方可进行施工，或结合其他地基加固手段处理。
强夯地基包含强夯和强夯置换。
一、强夯地基（1）强夯地基的设计应符合下列规定1强夯的有效加固深度，应根据现场试夯或地区经验确定。
在缺少试验资料或经验时，可按表6.3.3-1进行预估。
2夯点的夯击次数，应根据现场试夯的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足下列条件：1）最后两击的平均夯沉量，宜满足表6.3.3-2的要求，当单击夯击能E大于12000kN·m时，应通过试验确定；2）夯坑周围地面不应发生过大的隆起；3）不因夯坑过深而发生提锤困难。
3夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯（2～4）遍，对于渗透性较差的细颗粒土，应适当增加夯击遍数；最后以低能量满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。
4两遍夯击之间，应有一定的时间间隔，间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。
当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的黏性土地基，间隔时间不应少于（2～3）周；对于渗透性好的地基可连续夯击。
5夯击点位置可根据基础底面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。
第一遍夯击点间距可取夯锤直径的（2.5～3.5）倍，第二遍夯击点应位于第一遍夯击点之间。
以后各遍夯击点间距可适当减小。
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。
6强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2～2/3，且不应小于3m；对可液化地基，基础边缘的处理宽度，不应小于5m；对湿陷性黄土地基，应符合现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025的有关规定。
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。
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单击夯击能（kN·m） 碎石土、砂土等粗粒土 粉土、粉质黏土、湿陷性黄土等细粒土 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000 12000 0 4 5 6 7 8 8.5 9 9.5 10 0 5 6 7 8 8.5 9 9.5 10 11 0 3 4 5 6 7 7.5 8 8.5 9 0 4 5 6 7 7.5 8 8.5 9 10
有效加固深度
12土上 限 细粒土下 限
0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000 12000
单击夯击能
有效深度
注：强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起；单击夯击能E大于12000kN·m时， 强夯的有效加固深度应通过试验确定。
夯击能单位：10N=1kg×9.8m·s-2；1kN为100kg（0.1T）产生的重力；1000kN为100T. 锤重G与落距h的乘积称为夯击能E，一般取600-5000KJ，单击夯击能应根据现场确定 。夯击能的总和（由锤重、落距、夯击坑数和每个夯击点的夯击次数算得）除以施工 面积称为平均夯击能，一般对砂质土取500—1000KN／m2。夯击能过小，加固效果 差；夯击能过大，对于饱和粘土，会破坏土体形成橡皮土，降低强度, 建筑地基处理技术规范JGJ79-2012(P35)