dAAA岩土工程 地基处理 强夯和强夯置换-PPT课件
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dAAA岩土工程 地基处理 强夯和强夯置换79页PPT
3 强夯和强夯置换
深层密实是指采用爆破、夯击、挤压和振动 等方法，对松软地基土进行振密和挤密。
与浅层加固方法的不同点在于：施工机具不 同，深度范围不同。
强夯技术
Dynamic Compaction
3. 1 概 述
●强夯法在国际上称动力压实法或动力 固结法。 ●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 8—30t的重锤(最重可达200t)和8—20m 的落距(最高可达40m)，对地基土施加很 大的冲击能，一般能量为500—8000kN.m。 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（或动力置换、强夯挤淤）
●3）经济效果明显
●4）有效加固深度大
●5）施工机具简单，且施工快捷
●6）工程造价低
3.2 加固机理
● 国内外还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法。 ●宏观机理和微观机理 ●波的传播 ●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。取决于地基土的类别和强夯施 工工艺。
●2)局部产生液化 在重复夯击作用下，施加在土体的夯击能量，使 气体逐渐受到压缩。因此，土体的沉降量与夯击能成正比。当气体按 体积百分比接近零时，土体便变成不可压缩的。相应于孔隙水压力上 升到覆盖压力相等的能量级，土体即产生液化。孔隙水压力与液化压 力之比称为液化度，而液化压力即为覆盖压力。当液化度为100%时， 亦即为土体产生液化的临界状态，而该能量级称为“饱和能”。此时， 吸附水变成自由水，土的强度下降到最小值。一旦达到“饱和能”而 继续施加能量时，除了使土起重塑的破坏作用外，能量纯属是浪费。
强夯法和强夯置换法
质量控制要点
1)开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保单击夯击能量符合 设计要求。 2)在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯 坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正。 3)按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。对 强夯置换法尚应检查置换深度。
成品保护措施
1)做好现场测量控制桩、控制网以及现场夯击位置布点的保 护工作。 2)做好现场排水设施的保护工作。 3) 强夯后，基坑应及时修整，浇筑混凝土垫层封闭，防止雨 水浸泡强夯后的地基。
工试验。强夯置换后的地基竣工验收时，承载力检验除应采用单墩荷 载试验外，尚应采用动力触探等有效手段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单墩复合地基载荷 试验代替单墩载荷试验。
4)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般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点 不应少于3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底情况检验数量均不应少于墩点数的 l%，且不应少于3点。
适用范围
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。
强条
当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生 有害的影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等 隔振或防振措施。
强夯法和强夯置换法
概念
强夯法是反复将夯锤提到高处使其自由落下，给 地基以冲击和振动能量，将地基土夯实形成地基 的处理方法。 强夯置换法是将重锤提到高处使其自由落下形成 夯坑，并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒 料，形成地基的处理方法。
强夯法和强夯置换法讲义
4.0～5.0 5.0～6.0 6.0～7.0 7.0～8.0 8.0～8.5 8.5～9.0 9.0～9.5 9.5～10.0 10.0～11.0
3.0～4.0 4.0～5.0 5.0～6.0 6.0～7.0 7.0～7.5 7.5～8.0 8.0～8.5 8.5～9.0 9.0～10.0
注：强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起
（2）振动损坏区：距离夯点10～30ｍ。 （3）相对安全区：距离夯点30m以外。
设计计算
关于强夯工程的防震措施其实很多， 1、最常用的就是挖减震沟。减震沟费用低，效果也较好， 沿场地边缘挖防震沟，越深越好，一般2米即可。另外， 地震波是有衍射的，要想在减震沟外侧没有震感是不可 能的。 2、 对于无法避免的震动影响，还应该考虑调整施工方 案，从改进技术方面来实现。比如采用分层低能量多遍 夯击。 3、采用高径比较大的长柱状夯锤，可以有效减小夯击能 的水平分量，达到减震的作用。实验证明采用底面积为 0.36平方米的夯锤，夯点间距2--2.5倍夯锤直径。处理 后影响深度一般5米左右。距场地7--10米对建筑物无振 动影响。 4、利用瑞雷波的传播特性，在建筑周围使土层疏松也可 以加快波的衰减，从而达到防震的效果。
所产生的辐射向裂隙为基本原则。
设计计算
5. 夯击击数与遍数
强夯的夯击击数，应按现场试夯得到的夯击击数和夯 沉量关系曲线确定,常以夯沉量最大、夯坑周围隆起量最 小为确定的原则，且应同时满足下列条件：
(1) 最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值：当单 击夯击能量小于4000 kN·m时为50mm；当夯击能为4000～ 6000 kN·m时为100mm；当夯击能大于6000 kN·m时为200mm ；
设计计算
4. 夯击点布置与间距
地基处理强夯法PPT课件
2021
（2）选用夯锤的重量、形状以及夯击落距 • 重量、夯击落距：由单击夯击能Wh确定 （单击夯击能为夯锤重W与落距h的乘积。锤
重和落距越大，加固效果越好）
• 重锤：一般为100~600KN • 落距：一般为6~40m
2021
（2）选用夯锤的重量、形状以及夯击落距
形状：夯锤底面一般为圆形，对于砂性土 地基，夯锤底面面积大小一般为2-4 ，黏 性土地基夯锤底面面积为3-6
1）对场地地下水位在-2m深度以下的砂砾石 层，无需铺设垫层直接进行强夯
2）对地下水位较高的饱和黏性土地基与易于 液化流动的饱和砂性土，需设置砂砾石垫 层，厚度一般为0.5-2.0m
2021
在强夯过程中需要检测的数据
2021
2021
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4）每点夯击击数、强夯施工夯击遍数
• 每点夯击击数： • 夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击
次数和夯沉量关系确定，并应同时满足下列 条件。
• ①最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值： 当单击夯击能小于4000kN·m时为50mm；当单 击夯击能为4000～6000kN·m时为100mm；当 单击夯击能大于6000kN·m时为200mm。
• 对非饱和土，透水性好的砂土可连续夯击； 一般透水性较好的粘性土间歇时间为1～2 周，透水性差的粘性土、淤泥质土不少于 3～4周。
2021
6.垫层厚度设计
• 垫层作用： 1）在加固场地表面形成一层较硬的表层支承
重型强夯设备 2）利于强夯夯击能的扩散 3）增加地下水位与地表的距离，有利于强夯
施工
2021
2021
• 满夯的作用是加固表层，即加固单夯点间 未压密土。
• 满夯单击能可选用低能量500～1000kN·m， 布点选用一夯挨一夯交错相切，每点击数 5～10击，并控制最后二击夯沉量，宜小于 3～5cm。
（2）选用夯锤的重量、形状以及夯击落距 • 重量、夯击落距：由单击夯击能Wh确定 （单击夯击能为夯锤重W与落距h的乘积。锤
重和落距越大，加固效果越好）
• 重锤：一般为100~600KN • 落距：一般为6~40m
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（2）选用夯锤的重量、形状以及夯击落距
形状：夯锤底面一般为圆形，对于砂性土 地基，夯锤底面面积大小一般为2-4 ，黏 性土地基夯锤底面面积为3-6
1）对场地地下水位在-2m深度以下的砂砾石 层，无需铺设垫层直接进行强夯
2）对地下水位较高的饱和黏性土地基与易于 液化流动的饱和砂性土，需设置砂砾石垫 层，厚度一般为0.5-2.0m
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在强夯过程中需要检测的数据
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4）每点夯击击数、强夯施工夯击遍数
• 每点夯击击数： • 夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击
次数和夯沉量关系确定，并应同时满足下列 条件。
• ①最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值： 当单击夯击能小于4000kN·m时为50mm；当单 击夯击能为4000～6000kN·m时为100mm；当 单击夯击能大于6000kN·m时为200mm。
• 对非饱和土，透水性好的砂土可连续夯击； 一般透水性较好的粘性土间歇时间为1～2 周，透水性差的粘性土、淤泥质土不少于 3～4周。
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6.垫层厚度设计
• 垫层作用： 1）在加固场地表面形成一层较硬的表层支承
重型强夯设备 2）利于强夯夯击能的扩散 3）增加地下水位与地表的距离，有利于强夯
施工
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• 满夯的作用是加固表层，即加固单夯点间 未压密土。
• 满夯单击能可选用低能量500～1000kN·m， 布点选用一夯挨一夯交错相切，每点击数 5～10击，并控制最后二击夯沉量，宜小于 3～5cm。
强夯法和强夯置换法PPT课件
c.不因夯坑过深而发生起锤困难。
夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用 点夯2～3遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必 要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满 夯2遍，满夯还可采用轻锤或低落距锤多次夯击， 锤印搭接。
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夯击点布置及间距
●1)夯击点布置：夯击点布置一般采用等边三角形、等腰三角 形或正方形布置。工业厂房可根据柱网来布置夯击点。 ●2)夯击点间距：夯击点间距(夯距)的确定，一般根据地基土 的性质和要求处理的深度而定。第一遍夯击点间距可取夯锤 直径的2.5，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。对处理深度较大的工程，第一遍夯 击点间距适当增大。
8000KN.M，满夯为4000kn.m。
第11页/共62页
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。强夯置换法是20世纪80 年代后期开发的方法，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 具有加固效果显著、施工期短、施工费用低等特点。强夯置 换法一般处理效果良好，个别工程因设计、施工不当，加固 后会出现下沉较大或墩体与墩间土下沉不等的情况。因此， 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)特别强调，采用强 夯置换法前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果，否 则不得采用。
第22页/共62页
整式置换
第23页/共62页
4.3 设计
强夯法设计
1. 有效加固深度
有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据，又是 反映处理效果的重要参数。一般可按下列公式估算有效加 固深度，或按表预估：
H Mh
一般可理解为：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。
夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用 点夯2～3遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必 要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满 夯2遍，满夯还可采用轻锤或低落距锤多次夯击， 锤印搭接。
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夯击点布置及间距
●1)夯击点布置：夯击点布置一般采用等边三角形、等腰三角 形或正方形布置。工业厂房可根据柱网来布置夯击点。 ●2)夯击点间距：夯击点间距(夯距)的确定，一般根据地基土 的性质和要求处理的深度而定。第一遍夯击点间距可取夯锤 直径的2.5，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。对处理深度较大的工程，第一遍夯 击点间距适当增大。
8000KN.M，满夯为4000kn.m。
第11页/共62页
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。强夯置换法是20世纪80 年代后期开发的方法，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 具有加固效果显著、施工期短、施工费用低等特点。强夯置 换法一般处理效果良好，个别工程因设计、施工不当，加固 后会出现下沉较大或墩体与墩间土下沉不等的情况。因此， 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)特别强调，采用强 夯置换法前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果，否 则不得采用。
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整式置换
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4.3 设计
强夯法设计
1. 有效加固深度
有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据，又是 反映处理效果的重要参数。一般可按下列公式估算有效加 固深度，或按表预估：
H Mh
一般可理解为：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。
强夯法及强夯置换法
第四节 强夯法施工
施工注意事项
强夯的施工顺序是先深后浅，即先加固深土层再加固中土 层，最后加固 浅土层 在饱和软黏土 场地上施工，为保证吊车的稳定，要一定厚度的砂砾石、 碎石、矿渣等粗颗粒垫层，不宜用粗砂 施工中应经常性对夯锤、脱钩装置、吊车臂杆和起重索具等的关键部位 进行检查，发现问题必须及时采取有效措施 强夯施工必须实行统一指挥，各岗位分工明确，各司其职 夯锤起落过程中，除起重机司机外，所有人员均应退到安全线以外（一 般为10米），以防止夯击时飞石伤人，现场工作人员均应戴安全帽 六级以上大风、雪天或视线不清时，不准进行强夯施工
施工 夯击对象最好为粗颗粒土组成
第二 节 强夯法设计
强夯法的主要参数
有效加固深度及范围 单位面积夯击能力 夯击次数 夯点间距 布置 夯击遍数 间隙时间
第二 节 强夯法设计
有效加固深度及范围的确具和设备
夯锤、起重设备、脱钩装置
夯锤质量——夯锤质量与需要加固的土层厚度、土质条件及落距等因素
强夯法与以往夯实方法相比有以下特点：
平均一次夯击能量比普通夯法能量大得多 以往的夯法，能量不大，且能量不能向深处传播
在施工中，必要的夯击能量可以分几遍进行夯击
地基经过强夯后能消除不均匀沉降
第一节 概述
强夯法最适宜的施工条件
处理深度最好不超过15米（特殊情况除外） 对饱和软土地、地表面应铺一层较厚的砂石、砂土等 优质填料 地下水位离地表面以下2～3米为宜，也可采用降水强夯 施工现场离既有建筑物有足够的安全距离（一般大于10米），否则不宜
超静孔隙水压力的消散 按上述步骤逐遍完成全部夯击遍数，再用低能量满夯一遍，将场地表层 松土 夯实并测量夯后高程
第四节 强夯法施工
强夯法与强夯置换法资料课件
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要点二
考虑地质条件和气象条件
在确定夯击次数和夯击间隔时间时，需考虑地质条件和气 象条件，如土壤类型、含水量、气候条件等，以优化施工 方案。
夯击顺序与夯击遍数的确定
根据设计要求和施工组织规划确定夯 击顺序和夯击遍数
根据工程需要和设计要求，以及施工组织规划，确定 合适的夯击顺序和夯击遍数，以保证施工质量和进度 。
夯锤的选择与操作要求
根据施工方案和地质条件，选择合适 的夯锤形状和重量。通常情况下，圆 形夯锤的加固效果较好。
操作要求：在夯击过程中，应保持夯 锤的稳定性，避免倾斜或滑移；同时 应控制夯锤的落高和落距，确保夯击 能的有效传递。
夯击次数与夯击间隔时间的确定
根据设计要求和地质条件，确定合理的夯击次数和夯 击间隔时间。通常情况下，夯击次数越多，加固效果 越好；而夯击间隔时间则应根据土体的渗透性、排水 条件等Βιβλιοθήκη 素来确定。工程适用范围的比较
要点一
总结词
适用土壤类型、适用工程要求、适用场地条件
要点二
详细描述
强夯法和强夯置换法在工程适用范围方面也存在差异。强 夯法适用于各种土壤类型，特别适用于加固饱和的软土地 基，可提高土体的承载能力。而强夯置换法则主要用于加 固饱和的软土地基，对于提高承载能力的同时，还具有较 好的水稳定性。但需要注意的是，强夯置换法不适用于加 固淤泥和淤泥质土等软弱地基。
强夯置换法的特点与适用范围
强夯置换法的特点包括：施工简单、 处理效果好、适用范围广、加固深度 大等。
VS
强夯置换法适用于处理各种软弱土层 和不良土层的地基，如杂填土、饱和 粉土、砂土、淤泥质土等。对于一些 地下水位较高、软土厚度较大的情况 ，强夯置换法也能取得较好的效果。
第4讲-强夯和强夯置换
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。
强夯法、
加固效果好 施工简单 使用经济
强夯置换法
的优点
自动脱钩装置应具有足够的强度，而且施工时要求灵活。为了防止 落锤时起重机架倾覆，应采用相应的安全保护措施。
3.4.1 施工机械
强夯脱钩装置图
1-吊钩 2-锁卡焊合件 3、6-螺栓 4-开口销 5-架板 7-垫圈 8-止 动板 9-销轴 10-螺母 11-鼓形轮 12-护板
3.4.2 施工步骤
强夯置换点 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
夯 击 击 数
1.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1.5～2.0倍 ; 3.最后两击的平均夯沉量不大于强夯的规定值。
3.3.1 强夯法设计要点 夯 击 遍 数 夯击遍数应根据地基土的性质 确定，可采用点夯2～3遍，对于渗 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 满夯2遍，满夯还可采用轻锤或低 落距锤多次夯击，锤印搭接。
加
固 机 理
3.2.1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。 Flash
3.2.1动力密实
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。
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●3）经济效果明显 ●4）有效加固深度大 ●5）施工机具简单，且施工快捷 ●6）工程造价低
3.2
加固机理
● 国内外还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法。 ●宏观机理和微观机理 ●波的传播 ● 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。取决于地基土的类别和强夯施 工工艺。
动力密实的应用
动力密实的应用
水下地基加固
●强夯挤密过程中地基土中动应力及干密度随着深度和水
平距离的增加而减小，且具有明显的向水平向扩展的趋 势，侧向挤密作用非常明显。
动应力等值线
干密度等值线
夯坑沉降和周围地面隆起 强夯过程中，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。当平均隆起量小于 沉降量时，存在动力挤作用。 ●最佳夯击能：沉降量与隆起量相当时，动力挤密作用不 明显，此时对应的夯击能量。
产生液化
●孔隙水压力与液化压力之比称
为液化度，而液化压力即为覆 盖压力。当液化度为100%时， 亦即为土体产生液化的临界状 态，而该能量级称为“饱和 能”。此时， 吸附水变成自由 水，土的强度下降到最小值。 一旦达到“饱和能”而继续施 加能量时，除了使土起重塑的 破坏作用外，能量纯属是浪费。
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。
夯坑
Abu Dhabi Corniche (United Arab Emirates)
动力密实的应用范围
动力密实的应用范围
肇庆—花都—博罗输变电工程花都站土石方强夯施工
●2)局部产生液化
在重复夯击作用下，施加在土体的夯击能量，使 气体逐渐受到压缩。因此，土体的沉降量与夯击能成正比。当气体按 体积百分比接近零时，土体便变成不可压缩的。相应于孔隙水压力上 升到覆盖压力相等的能量级，土体即产生液化。孔隙水压力与液化压 力之比称为液化度，而液化压力即为覆盖压力。当液化度为100%时， 亦即为土体产生液化的临界状态，而该能量级称为“饱和能”。此时， 吸附水变成自由水，土的强度下降到最小值。一旦达到“饱和能”而 继续施加能量时，除了使土起重塑的破坏作用外，能量纯属是浪费。
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。
在夯击动应力的作用下，不同位置的土体处于不 同的状态，大致可分为四个区域： A区为主压实区； B区为次压实区； C区为隆起区； D区为未加固区
a 前数击加固区正扩大 b 加固区形成 c 加固区形成后，等速下沉，加固区下移
述
首创的一种地基加固方法，它通过一般 8—30t 的重锤 ( 最重可达 200t) 和 8—20m
的落距(最高可达40m)，对地基土施加很
大的冲击能，一般能量为500—8000kN.m。 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。
3 强夯和强夯置换
深层密实是指采用爆破、夯击、挤压和振动 等方法，对松软地基土进行振密和挤密。 与浅层加固方法的不同点在于：施工机具不 同，深度范围不同。
强夯技术
Dynamic Compaction
3. 1 概
●强夯法在国际上称动力压实法或动力 固结法。
● 强夯是法国 Menard 技术公司于 1969 年
加 固 机 理
一、 动力密实
Dynamic compaction
●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。
●强夯置换（或动力置换、强夯挤淤）
强夯法具有以下特点：
●1）适用各类土层
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-流塑的黏性土等地基 土对变形控制不严的工程。
●2）应用范围广泛
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。
二、 动力固结
Dynamic consolidation
用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助于动力固
结的理论，即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，使土体局部发生液化并产生许 多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔
隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度
得到提高。
Menard认为：饱和土是可压缩的新机理。 强夯时动力固结主要表现四点：
1）饱和土的压缩性；
2）产生液化； 3）渗透性变化； 4）触变恢复
●1)饱和土的压缩性
Menard教授认为，由于土中有机物的分解，第 四纪土中大多数都含有以微气泡形式出现的气体，其含气量大约在 1%～4%范围内，进行强夯时，气体体积压缩， 孔隙水压力增大，随 后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔隙水压力就减少。这样每夯 击一遍，液相气体和气相气体都有所减少。根据实验，每夯击一遍， 气体体积可减少40%。
●3)渗透性变化
在很大夯击能作用下，地基土体中出现冲击波和 动应力。当所出现的超孔隙水压力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，土的渗透系数骤增， 孔隙水得以顺利排出。在有规则网格布置夯点的现场，通过积聚 的夯击能量，在夯坑四周会形成有规则的垂直裂缝，夯坑附近出 现涌水现象。 当孔隙水压力消散到小于颗粒间的侧向压力时，裂隙即自行 闭合，土中水的运动重新又恢复常态。国外资料报道，夯击时出 现的冲击波，将土颗粒间吸附水转化成为自由水，因而促进了毛 细管通道横断面的增大。 ●4)触变恢复 在重复夯击作用下，土体的强度逐渐减低，当土体 出现液化或接近液化时，使土的强度达到最低值。此时土体产生 裂隙，而土中吸附水部分变成自由水，随着孔隙水压力的消散， 土的抗剪强度和变形模量都有了大幅度的增长。这时自由水重新 被土颗粒所吸附而变成了吸附水，这也是具有触变性土的特性。
3.2
加固机理
● 国内外还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法。 ●宏观机理和微观机理 ●波的传播 ● 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。取决于地基土的类别和强夯施 工工艺。
动力密实的应用
动力密实的应用
水下地基加固
●强夯挤密过程中地基土中动应力及干密度随着深度和水
平距离的增加而减小，且具有明显的向水平向扩展的趋 势，侧向挤密作用非常明显。
动应力等值线
干密度等值线
夯坑沉降和周围地面隆起 强夯过程中，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。当平均隆起量小于 沉降量时，存在动力挤作用。 ●最佳夯击能：沉降量与隆起量相当时，动力挤密作用不 明显，此时对应的夯击能量。
产生液化
●孔隙水压力与液化压力之比称
为液化度，而液化压力即为覆 盖压力。当液化度为100%时， 亦即为土体产生液化的临界状 态，而该能量级称为“饱和 能”。此时， 吸附水变成自由 水，土的强度下降到最小值。 一旦达到“饱和能”而继续施 加能量时，除了使土起重塑的 破坏作用外，能量纯属是浪费。
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。
夯坑
Abu Dhabi Corniche (United Arab Emirates)
动力密实的应用范围
动力密实的应用范围
肇庆—花都—博罗输变电工程花都站土石方强夯施工
●2)局部产生液化
在重复夯击作用下，施加在土体的夯击能量，使 气体逐渐受到压缩。因此，土体的沉降量与夯击能成正比。当气体按 体积百分比接近零时，土体便变成不可压缩的。相应于孔隙水压力上 升到覆盖压力相等的能量级，土体即产生液化。孔隙水压力与液化压 力之比称为液化度，而液化压力即为覆盖压力。当液化度为100%时， 亦即为土体产生液化的临界状态，而该能量级称为“饱和能”。此时， 吸附水变成自由水，土的强度下降到最小值。一旦达到“饱和能”而 继续施加能量时，除了使土起重塑的破坏作用外，能量纯属是浪费。
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。
在夯击动应力的作用下，不同位置的土体处于不 同的状态，大致可分为四个区域： A区为主压实区； B区为次压实区； C区为隆起区； D区为未加固区
a 前数击加固区正扩大 b 加固区形成 c 加固区形成后，等速下沉，加固区下移
述
首创的一种地基加固方法，它通过一般 8—30t 的重锤 ( 最重可达 200t) 和 8—20m
的落距(最高可达40m)，对地基土施加很
大的冲击能，一般能量为500—8000kN.m。 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。
3 强夯和强夯置换
深层密实是指采用爆破、夯击、挤压和振动 等方法，对松软地基土进行振密和挤密。 与浅层加固方法的不同点在于：施工机具不 同，深度范围不同。
强夯技术
Dynamic Compaction
3. 1 概
●强夯法在国际上称动力压实法或动力 固结法。
● 强夯是法国 Menard 技术公司于 1969 年
加 固 机 理
一、 动力密实
Dynamic compaction
●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。
●强夯置换（或动力置换、强夯挤淤）
强夯法具有以下特点：
●1）适用各类土层
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-流塑的黏性土等地基 土对变形控制不严的工程。
●2）应用范围广泛
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。
二、 动力固结
Dynamic consolidation
用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助于动力固
结的理论，即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，使土体局部发生液化并产生许 多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔
隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度
得到提高。
Menard认为：饱和土是可压缩的新机理。 强夯时动力固结主要表现四点：
1）饱和土的压缩性；
2）产生液化； 3）渗透性变化； 4）触变恢复
●1)饱和土的压缩性
Menard教授认为，由于土中有机物的分解，第 四纪土中大多数都含有以微气泡形式出现的气体，其含气量大约在 1%～4%范围内，进行强夯时，气体体积压缩， 孔隙水压力增大，随 后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔隙水压力就减少。这样每夯 击一遍，液相气体和气相气体都有所减少。根据实验，每夯击一遍， 气体体积可减少40%。
●3)渗透性变化
在很大夯击能作用下，地基土体中出现冲击波和 动应力。当所出现的超孔隙水压力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，土的渗透系数骤增， 孔隙水得以顺利排出。在有规则网格布置夯点的现场，通过积聚 的夯击能量，在夯坑四周会形成有规则的垂直裂缝，夯坑附近出 现涌水现象。 当孔隙水压力消散到小于颗粒间的侧向压力时，裂隙即自行 闭合，土中水的运动重新又恢复常态。国外资料报道，夯击时出 现的冲击波，将土颗粒间吸附水转化成为自由水，因而促进了毛 细管通道横断面的增大。 ●4)触变恢复 在重复夯击作用下，土体的强度逐渐减低，当土体 出现液化或接近液化时，使土的强度达到最低值。此时土体产生 裂隙，而土中吸附水部分变成自由水，随着孔隙水压力的消散， 土的抗剪强度和变形模量都有了大幅度的增长。这时自由水重新 被土颗粒所吸附而变成了吸附水，这也是具有触变性土的特性。