强夯置换法
地基处理第5讲强夯法与强夯置换法
5.3 饱和粘性土及非饱和土的强夯加固微 观机理 5.3 Mechanism in Micro-Scale of Saturated Clay and Unsaturated Soil
5.3.1 饱和粘性土 5.3.2 非饱和土 5.3.3 强夯置换法机理
一、强夯法
1
5.4 设 计 5.4 Design
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承载力确定
强夯地基承载力特征值应通过现场载荷试 验确定,初步设计时也可根据夯后原位测试和土 工试验指标按现行国家标准《建筑地基基础设 计规范》GB50007的有关规定确定。
二、强夯置换法
1
处理深度
强夯置换墩的深度由土质条件决定，除厚层 饱和粉土外，应穿透软土层，到达较硬土层上。 深度不宜超过7m。
（6）重复步骤5，按设计规定的夯击次数 及控制标准，完成一个夯点的夯击； （7）换夯点，重复步骤3至6，完成第一遍 全部夯点的夯击； （8）用推土机将夯坑填平，并测量场地高 程； （9）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 场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。
处理范围
处理范围应大于基础范围。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至2/3， 并不宜小于3m。
6 承载力确定
确定软粘性土中强夯置换墩地基承载力特 征值时，可只考虑墩体，不考虑墩间土的作用， 其承载力应通过现场单墩载荷试验确定，对饱 和粉土地基可按复合地基考虑，其承载力可通 过现场单墩复合地基载荷试验确定。
3
最佳夯击能
可根据最大孔隙水压力增量与夯击次数关系 来确定最佳夯击能。 夯点的夯击次数，可按现场试夯得到的夯击 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6000kNm时为200mm。
强夯置换法
4.强夯置换法施工工艺一、强夯置换法原理及适用地基强夯置换法按置换方式的不同，有墩柱式置换和整体式置换法两种形式。
强夯置换碎石墩复合地基属于墩柱式置换的形式，它是利用夯能作为置换软土的手段，即利用强夯将地基土挤密或排开，把块石、碎石、砂砾或其他质地坚硬的散体材料，采用多次填入和夯击，最终形成密实的柱状砂石墩，这种砂石墩与周围混有砂石的墩间土所形成的复合地基。
对于饱和粘性土，强夯置换法主要作用是置换作用，其次是排水和动力固结作用。
主要适于高压缩性软粘土地基的加固。
整体式置换法又称强夯置换挤淤沉堤，它以密集的点形成线置换或面置换，通过强夯的冲击能将含水量高、抗剪强度低、具有触变性的淤泥挤开，置换以抗剪强度高、级配良好、透水性好的块石、碎石或石渣，形成密实度高、压缩性低、应力扩散性能良好、承载力高的垫层。
主要适用于处理淤泥、淤泥质软土地基。
二、强夯置换法施工强夯置换法施工工艺参见强夯法施工工艺，机具设备、操作步骤基本相同，只是增加了在夯击过程中不断加入散体材料并进行夯实的施工。
1、墩柱式强夯置换法（强夯置换碎石墩复合地基）1）施工工艺在施夯的场地上先铺设0.5~1.0米的砂石垫层，再进行施工。
夯孔的施打宜采用隔孔分序跳打的方式，以圆柱形夯锤按夯点布置和顺序夯击，夯坑深度控制在1.5~2.0米，第一遍夯至控制深度后，在夯坑内填充石料，石料最大粒径小于30㎝；将夯坑填满后再进行第二遍夯击，在夯坑深度又达到1.5~2.0米时，再填充石料至地面，然后进行第三遍夯击；将夯坑夯击1米左右深度后，再用石料填平至地面高度后振动碾压三遍。
夯击时，第一、二遍每夯点夯击次数根据试夯资料确定，每遍夯3~6击左右，第三遍夯击3击，并按最后一击夯沉量不超过5㎝为控制值。
2）施工参数施工参数的确定主要依据现场试夯，并应考虑以下各方面因素：（1）夯击能越大，置换深度越深，即要获得较深的置换深度，应加大第一遍夯击的总能量。
（2）置换深度与置换次数成正比，一般采用3~5遍的置换次数。
土木工程施工第4章 强夯法与强夯置换法
（3）动力置换
对透水性极低的饱和软土，强夯使土的结构破坏， 但难以使孔隙水压力迅速消散，夯坑周会形成橡皮土。 可在土中设置袋装沙井等来改善土的透水性，然后 进行强夯。此时加固机理类似于动力固结，也可以采 用动力置换。
为500～2000 kN.m/m3。
夯击能达到饱和能时，土体产生液化，吸着水变成了自 由水，土的强度下降到最小值。必须注意，一旦达到饱和能
量的瞬间，就不能在夯击，否则对土体固结不利。 因为夯
击能过大，土体固结条件遭到破坏，孔隙水反而不易排出， 土体强度降低后难以恢复。
3）渗透性变化
当夯击能增大到饱和能时，孔隙水压力上升到与竖向应
法，同时下卧层的软土也得以快速固结，提高了下卧层的强
度。
1、强夯块石墩及块石垫层复合地基法
此方法系采用巨大夯击能量将块石夯穿淤泥层并使其沉 底形成墩体以加固淤泥层，再在墩顶铺设块石垫层形成复合 地基。 （1）其主要优点是：
1）施工速度快造价低。
2）不受填土层中块石的限制，全场地都适用。 3）因地制宜，就地取材，其所用的材料块石可在机场 附近的山上开采。开山采石后平整的场地又可作为良好的建 筑用地。
复常态。
4）触变的恢复
从实验中可知，在夯实进行中土的抗剪强度明显的降低， 当土体液化或接近液化时，抗剪强度为零或最小，吸附水变 成自由水。当孔隙水压力消散，土的抗剪强度和变形模量大 幅度的增长，土体颗粒间的接触更加紧密，新的吸附水层逐 渐固定，这是由于自由水重新被土颗粒吸附变成了吸着水的 缘故。这就是具有触变性的土的特性，触变性与土质种类有 很大关系，有的恢复的快，有的恢复的非常慢。所以强夯效 果的检验工作宜在夯后4～5周进行。
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。
地基工程 强夯置换法施工
地基工程强夯置换法施工1加固原理及适用范围强夯置换法是近年来从强夯加固法发展起来的一种新的地基处理方法，属于夯实地基，它主要适用于软弱黏性土地基的加固处理。
加固机理为动力置换，即强夯将碎石整体挤入软弱黏性土成整式置换或间隔夯入淤泥成桩式碎石墩。
按强夯置换方式的不同，强夯置换法又可分为桩式置换和整式置换两种不同的形式。
整式置换是采用强夯将碎石整体挤入软弱黏性土中，其作用机理类似于换土垫层。
桩式置换是通过强夯将碎石填筑土体中,部分碎石桩（或墩）间隔地夯入软弱黏性土中，形成桩式（或墩式）的碎石墩（或桩）。
其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩,它主要是靠碎石内摩擦角和墩间土的侧限来维持桩体的平衡,并与墩间土起复合地基的作用。
2.削强夯置换法的设计应符合下列规定：（1）桩式置换施工设计参数1）桩式置换中，置换深度的大小由土质条件决定，除厚层彻口粉土外，应穿透软土层,到达较硬土层上。
深度不宜超过IOm o2）置换深度又与强夯置换的夯击能量和夯锤的底面积密切相关。
试验表明,单击夯击能量越大，强夯产生的有效加固深度也越深，强夯挤密区域也越大，夯坑深度相应也较深。
同时,在一定范围内，提高单点夯击能，也能大大改善置换加固的效果。
在夯击能量和地质条件一定的情况下，夯坑夯击深度同单位底面积的夯击能量与单位面积锤底静压力密切相关，也即与夯锤底面积有关。
夯锤底面积越小，对地基的楔入效果和贯入力就越大，夯击后获得的置换深度就越深。
因此，强夯置换与普通强夯相比，宜采用锤底面积较小的夯锤，一般夯锤底面直径宜控制在2m以内。
3）夯点的夯击次数应通过现场试夯确定,且应同时满足下列条件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1520倍；③最后两击的平均夯沉量参见强夯法的要求。
4）桩式置换的夯点布置宜采用等边三角形或正方形。
夯点的间国巨应视被置换土体的性质（承载力）和上部结构的荷载大小而定，当满堂布置时可取夯锤直径的2.0~3.0倍。
4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。
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。
3)动⼒置换（Dynamic Replacement）对于软黏⼟，往强夯形成的夯坑中填充碎⽯、砂等粗颗粒材料，强⾏夯击，填料挤⼊软⼟中并排开⼟体，形成砂、碎⽯桩与软⼟的复合地基，这种⽅法称为强夯置换法。
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。
地基处理 第9章强夯法
1
•
由大量工程实践证明，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、 杂填土和素填土等地基； • 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。
• 对高饱和度的粉土与粘性土地基，尤其是淤泥与淤 泥质土，处理效果较差，使用要慎重。若在夯坑内 回填块石、碎石或其它粗粒材料进行强夯置换时， 应根据现场试验确定其适用性。 •
3
9.1 强夯加固机理
强夯法虽然在工程中得到广泛应用，但由于其 加固机理比较复杂，至今还没有一套成熟的理论和 设计计算方法。根据工程实际实践和试验研究成果， 对不同的土质条件和施工工艺，其加固机理有所不 同。目前，强夯法加固机理概括起来有三个方面， 即动力固结、动力夯实和动力置换。 一、动力固结 Menard根据饱和土经强夯后瞬时沉降数十厘米这 一事实，对传统的固结理论提出不同看法，认为饱 和土是可压缩的，并提出了一个新的动力固结模型。 图9.1-1为静力固结理论与动力固结理论的模型对比 图，表9.1-1为两种模型对比表。
强夯法又称为动力固结法或动力压密法。这种方 法 是 将 100~400kN 的 重 锤 （ 最 重 达 2000kN ） ， 以 6~40m的落距落下给地基以冲击和振动,从而达到提高 土的强度,降低其压缩性，改善土的振动液化条件,消除 湿陷性黄土的湿陷性等目的。 强夯法由法国Menard技术公司于1969年首创，当 时，仅用于加固砂土和碎石土地基，但随着施工方法 的改进，其应用范围已扩展到细粒土地基。
30
（二）拟定初步施工方案
（1） 根据加固目的，土质情况及建筑物的变形要求，确定处理深度。由处理 深度根据表 9.2-2 或下式估算单击夯击能 E：
4强夯法与强夯置换法详解
2）夯锤和落距 （1）单击夯击能 夯锤重M与落距h的乘积。最好锤重和落距都大，单击能量大, 夯击击数少, 夯击遍数也相应减少, 加固效果和技术经济较好。 （2）单位夯击能 场地总夯击能量（即锤重×落距×总夯击数）除加固面积称为单位夯击能。 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， 并可通过试验确定。 粗颗粒土1000～3000kN· m/m2，细颗粒土1500～4000kN· m/m2。 最佳夯击能： 地基中出现孔隙水压力等于土的自重应力时的夯击能量。 1、粘性土最佳夯击能的确定办法：根据孔隙水压力 的叠加值进行确定 2、砂性土最佳夯击能的确定方法：孔隙水压力不能叠加，绘制孔隙水压力 增量与夯击数的关系曲线确定最佳夯击能。孔隙水压力增量趋于稳定时，即可 获得最佳夯击能。
堆载预压与强夯的对比
山东科技大学 王清标 2
4.1.2 强夯法在我国的发展
在地基土中所产生的的冲击被和动应力，可提高土的强度、降低土
的压缩性、改善砂土的振动液化条件和消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。 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。 对于砂土地基承载力提高2～5倍，压缩性降低2～10倍。
山东科技大学 王清标
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1 3 2 3 1 3m
2 3 1 3 2 3m
1
3m
1
3
1
3m
2
3m
3
2
3
3m
1
1 3m
3 3m
1
a）13个击点夯一遍分三次完成 b）9个击点夯一遍分三次完成 夯点布置及夯击次序
山东科技大学 王清标
21
4）夯击击数与遍数 （1）夯击击数确定 按现场试夯夯击击数和夯沉量关系曲线确定，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： 单击夯击能小于4000kN· m时为50mm； 单击夯击能为4000～6000kN· m时为100mm； 单击夯击能大于6000kN· m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。 夯击点的夯击击数3～10击比较合适。 （2）夯击遍数确定 一般1～8遍，粗颗粒土可少些，细颗粘土（淤泥质土）要求多些。 视满夯的夯实效果，除了采用2遍满夯外，还可采用轻锤或低落距锤多 次夯击，以及锤印搭接等措施。
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
强夯置换法
形状、尺寸与施工工艺
形状、尺寸与施工工艺
1)置换体呈碗底形的圆柱体形，其直径、深度与夯击能量直接相关。要求置换深度大，必须提高夯击能，有 效地增加每次的置换深度，并增加置换的次数。
(3)锤体落下冲压和冲切土体形成夯坑的同时，还产生强烈的震动，基于震动液化、排水固结、置换方法与置换效果
置换方法与置换效果
一次置换形成的夯坑深度一般为夯锤直径的1～2倍，要求置换体深度大时必须经过多次的置换才能达到目的。 第一次置换先夯出一个深度为1～2倍锤径的夯坑，填满碎(块)石等置换材料后，以完全相同于前述的步骤再做第 二次置换，直到第”次置换达到预期的目的或置换深度为止。
2)要求置换的直径小、深径比大，除了采用小直径夯锤外，还必须提高单击夯能，有效地增加每一锤的贯入 深度。置换体的直径一般为1.5～1.8倍锤径，由单击能量、被置换土体和置换材料性质而定。
3)置换土料的性质对置换体的形状有很大影响，碎(块)石等粗粒材料的置换效果良好，置换体的轮廓清晰， 当被置换土层为饱和软土时，不适宜用砂、砾、山皮土作置换料。
4)被置换土体紧紧地被压缩在置换体下方形成一个冠状挤密区，其轮廓范围十分清晰。夯坑为1倍锤径，被 置换土的体积显著压缩，密度大为提高。挤密区的底部厚度达1.5～1.8倍锤径，相当于置换体的直径。挤密区的 直径可达3倍锤径。
5)置换地面的隆起量可以反映置换的效果和被置换土体的挤密情况。地面隆起量越大，说明原土被挤密的程 度越差，越接近于单纯的挤出置换过程。当被置换土体为不易挤密的饱和软土或原土已经达到不可再挤密的程度 时，地面就会发生隆起。
强夯置换法名词解释
强夯置换法名词解释嘿，朋友们！今天咱来聊聊强夯置换法。
你说这强夯置换法呀，就好比是给土地来一场特别的“改造手术”。
想象一下，有一块土地，它可能有点软，有点弱不禁风，就像一个身体不太好的人。
那怎么让它变得强壮起来呢？这时候强夯置换法就出马啦！强夯置换法呢，就是先把一个重重的锤子，“哐哐”地砸到地上，把土地砸得紧紧实实的。
这就像是给土地做了一次“深度按摩”，让它变得紧致有力量。
可这还不够呢，接着呀，还要把一些好的材料，比如坚硬的石块呀、结实的碎石呀，放到被砸过的地方，就像是给土地穿上了一层坚固的“铠甲”。
这可神奇了呀！经过这么一折腾，原本不咋样的土地就变得超级结实，能承受更大的压力啦。
就好像一个瘦弱的人，经过锻炼和补充营养，变得身强体壮，能挑起重担一样。
你说这强夯置换法是不是很有意思呀？它能让那些软弱的土地变得厉害起来，为我们的建筑呀、工程呀提供坚实的基础。
这不就是变废为宝嘛！而且呀，强夯置换法可不是随随便便就能用的哦。
就像医生做手术一样，得根据土地的具体情况来决定怎么操作。
要是土地太松软了，那锤子就得砸得更用力些；要是需要的强度特别高，那放的好材料就得更多些。
你想想看，要是没有强夯置换法，那我们遇到那些软弱的土地该咋办呢？难道就放弃了吗？那可不行呀！所以说呀，强夯置换法真是个了不起的发明。
它就像是土地的“救星”，让那些原本不太好的土地有了新的生机和希望。
有了它，我们的建筑才能更稳固，我们的工程才能更顺利地进行。
总之呢，强夯置换法真的是太重要啦！它让我们的土地变得更有价值，为我们的生活和建设立下了汗马功劳。
咱可得好好感谢这个神奇的方法呀！。
强夯置换法施工方案
强夯置换法施工方案1. 简介强夯置换法，又称为“静置换法”或“置换法夯实”，是一种常见的地基处理方法。
该施工方案旨在提供对强夯置换法的全面介绍，包括施工原理、设备要求、施工步骤等内容。
2. 施工原理强夯置换法是通过使用重锤（夯锤）对地基进行连续的打击，将能量传递给地基，使其颗粒稠密，达到加固地基的目的。
夯锤下落时释放的能量会形成地基的压实区域，同时将原有松散土颗粒挤出，使其被替代为更密实的土颗粒。
3. 设备要求进行强夯置换法施工需要以下设备： - 强夯设备：包括夯锤、铲斗、液压系统等。
夯锤的选择应根据地基类型和施工要求确定，确保其能够提供足够的能量和夯击频率。
- 支撑工具：用于支撑夯锤并保持其稳定性。
常见的支撑工具包括钢管桩和支架系统。
- 检测设备：用于监测地基的夯击效果，包括振动监测仪、沉降监测仪等。
4. 施工步骤强夯置换法施工的步骤如下：步骤一：准备工作1.确定施工范围和目标，制定详细的施工计划。
2.根据地基情况选择合适的夯锤和支撑工具，并保证其正常运行。
3.清理施工现场，确保工作区域的平整和安全。
步骤二：预处理1.根据实际情况，进行必要的地面改良工作，如移除大块的岩石或树根，平整地表等。
步骤三：布设监测点1.在施工区域内布设一定数量的监测点，用于监测地基的夯击效果和后续工程的影响。
步骤四：强夯施工1.将夯锤悬挂在支撑工具上，并按照设计要求进行夯击。
2.控制夯锤的落锤高度、夯击频率和夯击位置，确保施工效果。
3.持续进行强夯施工，直至达到设计要求为止。
步骤五：监测与控制1.在夯击过程中，监测并记录夯锤的落锤高度、夯击频率和夯击位置等参数。
2.进行地基的振动监测和沉降监测，根据监测数据进行实时调整和控制。
步骤六：验收与总结1.完成施工后，对施工区域进行检查和清理。
2.根据监测数据和实际情况，评估施工质量，进行验收。
3.总结施工经验，完善施工记录，为以后的类似项目提供参考。
5. 安全注意事项在进行强夯置换法施工时，需要注意以下安全事项： - 操作人员应熟悉施工流程和操作规程，穿着符合安全要求的个人防护装备。
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。
4强夯法与强夯置换法详解
山东科技大学 王清标
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b）产生液化 孔隙水压力上升到与覆盖压力相等时，土体产生液化。不同于
地震时液化，是土体的局部液化。当液化度达到100％，土体产生液化 的临界状态，此时的能量称为“饱和能”，再继续夯击，能量造成浪费。
c）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
对于这类土需要破坏土的结构、产生超孔隙水压力以及通过裂隙形成排 水通道。而强夯法对杂填土特别有效。
目前，强夯法加固机理有3种不同的加固机理：动力密实、动力固结 和动力置换。加固机理取决于地基土的类别和强夯施工工艺。
山东科技大学 王清标
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4.2.1 动力密实
• 强夯法加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土体，是动力密实。 • 夯击能使土的骨架变形，土体孔隙减小变得密实。提高了土的密实
堆载预压与强夯的对比
山东科技大学 王清标
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4.1.2 强夯法在我国的发展
在地基土中所产生的的冲击被和动应力，可提高土的强度、降低土的 压缩性、改善砂土的振动液化条件和消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。 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。 对于砂土地基承载力提高2～5倍，压缩性降低2～10倍。
第4章 强夯法和强夯置换法
4.1 概述
4.1.1 强夯法的概念
强夯又称为动力固结法或动力压实 法。它是反复将夯锤（质量10～40t） 提到一定高度自由落下（落距10～ 40m），给地基以冲击和振动能量，提 高地基承载力并降低其压缩性，改善地 基性能。
如改善砂土抗液化条件、消除湿陷 性黄土湿陷性。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。如右图所示施工现场。
锤底静压力值25～40kPa。 锤底面积为2～6m2。 防止偏锤现象，黄土高宽 比1:2.5～1:2.8。
强夯置换施工工法
强夯置换施工工艺工法1、前言1、1工艺工法概况强夯置换法是在强夯法和软弱地基换填或者强填相结合而发展起来的一种地基处理方法。
它是采用在软弱地基上换填或者强填一定厚度的碎石、砂砾等透水性材料，利用强夯法的高能量冲击和挤压，将这些粗颗粒料挤压入土中，形成整体层式置换的地基，从而大大地基加固的目的。
1、2工艺原理强夯置换法加固地基作用机理类似于强夯法，首先在需要强夯置换处理的地基表面填筑一层（厚度根据设计或现场地基软弱地基情况而定）透水性材料（主要为砂砾、碎石、片石等），然后用几吨或几十吨的重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实，这种强大的夯击能在地基中产生强烈的冲击波（其中体积波起主导作用，包括纵波和横波）和动应力。
从夯击点发出的纵波和横波向地基纵深方向传播，使地基土经历孔隙压缩、局部液化、可变渗透（动力排水）和时效触变恢复等几个阶段，使原地基土压缩，同时利用强夯法的高能量冲击和振动，将这些粗颗粒料夯入地基内，形成整体层式置换的复合地基。
2、工艺工法特点2、1强夯置换法适用范围广，可处理的地基土类型广泛。
2、2强夯法加固地基效果显著，强夯加固后可立即投入使用。
2、3强夯法加固地基投入设备少、施工简便、加固费用低，更适用于大规模地基加固。
2、4强夯法加固地基时，可根据上部结构需要，在原地面上选择加固范围，具有直观性和灵活性等特点。
2、5强夯法加固仅改变原地基的物理特性，对地基土及周围环境亦不产生任何化学污染。
3、适用范围强夯置换法除了适用于处理碎石土、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外，还适用于处理高饱和度的粉土和软塑～流塑的粘性土等地基对变形控制要求不严的工程。
目前已用于公路、铁路机场、房屋建筑等多方面，效果良好。
4、主要引用标准《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006《强夯地基技术规程》YSJ209-92YBJ25-92设计图纸、合同文件总监办下发的关于强夯施工的工艺要求5、施工工法根据设计文件或者现场地基情况，确定要强夯置换的部位、深度、面积。
强夯置换施工工艺
强夯置换施工工艺强夯置换施工工艺一、适用范围强夯置换法主要适用于加固砂土和碎石土地基，用于提高地基承载力，减少沉降量，还可处理饱和砂土地基，消除液化，隔振液化，消除湿陷性黄土的不均匀沉降。
二、施工准备1、在强夯置换之前应对地质条件进行详细勘察，查明可能存在的软弱夹层，以便确定夯击能量及置换深度。
2、在强夯置换之前，应按设计要求进行测量放样，确定夯点位置。
3、根据夯击能量和置换深度，确定铺设厚度和坡度。
三、施工工艺1、平整场地：根据设计要求平整场地，清除置换范围内的树根、生活垃圾和杂物等。
2、铺设垫层：在平整后的场地上铺设垫层，垫层材料可采用天然级配砂石或碎石，垫层厚度应根据设计要求确定。
3、夯击置换：采用夯击设备进行夯击置换，根据设计要求确定夯击能量和次数。
在夯击过程中应加强观测，发现异常情况应及时采取措施。
4、检测验收：在完成夯击置换后应对地基进行检测验收，检测地基承载力和压缩模量是否符合设计要求。
四、注意事项1、在强夯置换过程中应加强观测，发现异常情况应及时采取措施。
2、在强夯置换后应对地基进行检测验收，检测地基承载力和压缩模量是否符合设计要求。
3、在强夯置换过程中应注意环境保护，减少噪声、振动和灰尘对周围环境的影响。
五、优缺点优点：强夯置换法具有施工速度快，加固效果显著，适用范围广等优点。
缺点：强夯置换法需要大量的能源和设备，施工成本较高，同时可能会对周围环境产生噪声、振动和灰尘等影响。
六、发展前景随着建筑行业的不断发展，强夯置换法作为一种有效的地基处理方法，其应用前景广阔。
未来，随着技术的不断进步和设备的不断更新，强夯置换法将会更加完善，更好地服务于建筑行业。
3强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
3 强夯和强夯置换
夯击击数与遍数
粘性土中的确定
根据孔隙水压力的叠加值 绘制孔隙水压力增量与夯击
砂性土中的确定
击数(夯击能)的关系曲线
3.3设计计算
3 强夯和强夯置换
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，
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。
3.1概述
3 强夯和强夯置换
强夯法适用土层
碎石土、砂土; 对于高饱和 度的可采用 强夯置换法 +袋装砂井
低饱和度的粉土与黏性土；
湿陷性黄土； 素填土、杂填土等。
3.1概述
3 强夯和强夯置换
强夯法、强夯置换法的优点
1/2～2/3，并不宜小于3m。
等边三角形 正方形
3.3设计计算
3 强夯和强夯置换
夯击点间距
1.强夯第一遍夯击点间距可取夯 锤直径的2.5～3.5倍，第二遍夯 击点位于第一遍夯击点之间。以 后各遍夯击点间距可适当减小。
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。
加固效果好; 施工简单； 使用经济。
3.2 加固机理
3 强夯和强夯置换
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。 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。
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强夯置换法
第一节、机理
强夯置换是强夯用于加固饱和软粘土地基的方法。
强夯置换法的加固机理与强夯法不同，它是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。
在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复。
粒料墩一般都有较好的透水性，利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。
第二节、设计
1、强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其运用性和处理效果。
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。
2、强夯置换墩的深度由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，应穿透软土层，到达较硬土层上，深度不宜超过7m。
3、墩体材料可采用级配良好的块（片）石、碎石、矿渣等坚硬粗颗粒材料，粒径不宜大于夯锤底面积直径的0.2倍，含泥量不宜大于10%，粒径大于300mm 的颗粒含量不宜超过全重的30%。
4、强夯置换法的单击夯击能应根据现场试验确定。
夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，且应同时满足下列条件：
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下列规定值:
当单击夯击能小于400kN·m 时为50mm；当单击夯击能为4000～6000kN·m 时为l00mm；当单击夯击能大于6000kN·m 时为200mm；
4) 夯坑周围地面不应发生过大的隆起；
5) 不因夯坑过深而发生提锤困难。
5、墩位布置宜采用等边三角形或正方形。
对独立基础或条形基础可根据基础形状与宽度相应布置。
6、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2～3 倍。
对独立基础或条形基础可取夯锤直径的1.5～2.0倍。
墩的计算直径可取夯锤直径的1.1～1.2倍。
当墩间净距较大时，应适当提高上部结构和基础的刚度。
7、墩顶应铺设一层厚度不小于500mm 的压实垫层。
垫层材料一般采用水稳性好的砂、砂砾、石屑、碎石土等。
当与墩体材料相同时，粒径不宜大于100mm。
8、强夯置换设计时，应预估地面抬高值，并在试夯时校正。
9、强夯置换地基的变形计算应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定。
第三节、施工
1、强夯锤质量可取10～40t，其底面形式宜采用圆形或多边形，锤底面积宜按土的性质确定，锤底静接地压力值可取25～40kPa，对于细颗粒土锤底静接地压力宜取较
小值。
锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250～ 300mm。
强夯置换锤底静接地压力值可取100～200kPa。
2、施工机械宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。
采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。
3、当场地表土软弱或地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2m。
坑内或场地积水应及时排除。
4、施工前应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成损坏。
5、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，并采取隔振或防振措施消除强夯对邻近建筑物的有害影响。
6、强夯置换施工可按下列步骤进行：
1) 清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为1.0～2.0m 的砂石施工垫层；
2) 标出夯点位置，并测量场地高程；
3) 起重机就位，夯锤置于夯点位置；
4) 测量夯前锤顶高程；
5) 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。
当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工；
6) 按由内而外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；
7) 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；
8) 铺设垫层，并分层碾压密实。
7、施工过程中应有专人负责下列监测工作：
l) 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。
对强夯置换尚应检查置换深度。
8、施工过程中应对各项参数及情况进行详细记录。
第四节、质量检验
1、检查施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施。
强夯置换施工中可采用超重型或重型圆锥动力触探检查置换墩着底情况。
2、强夯处理后的地基竣工验收承载力检验，应在施工结束后间隔一定时间方能进行，对于碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7～14d；粉土和粘性土地基可取14～28d。
强夯置换地基间隔时间可取28d。
3、强夯置换后的地基竣工验收时，承载力检验除应采用单墩载菏试验检验外，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%，且不少于3 点。
5、检验墩直径与深度应符合设计要求。