强夯法和强夯置换法
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动力固结 饱和土是可压缩的新机理
饱和土的压缩性； 产生液化； 渗透性变化； 触变恢复。
3 强夯和强夯置换
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
3 强夯和强夯置换
动力固结 产生液化
土体中气体体积百分比为零时，就变成不可压缩的。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。继续施加能量，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。
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力密实
3 强夯和强夯置换
动力密实机理
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力密实
3 强夯和强夯置换
某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及 周围地表隆起情况
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
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。
强夯法和强夯置换法
3 强夯和强夯置换
3.1概述
强夯法适用土层
3 强夯和强夯置换
3 强夯和强夯置换
强夯法和强夯置换法
3.1概述
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
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
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。
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。
3 强夯和强夯置换
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。
对饱和粘性土地基
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。
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
夯锤
隆起 地面
挤压 土体
3 强夯和强夯置换
动力固结理论(图b)
①不可压缩的液体 ②固结时液体排出所通过的小
孔，其孔径是不变的 ③弹簧刚度是常数 ④活塞无摩阻力
①含有少量气泡的可压缩液体 ②固结时液体排出所通过的小
孔，其孔径是变化的 ③弹簧刚度为变数 ④活塞有摩阻力
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力置换
3 强夯和强夯置换
整式置换：将碎石整体
3 强夯和强夯置换
对于高饱和 度的可采用 强夯置换法
+袋装砂井
碎石土、砂土; 低饱和度的粉土与黏性土； 湿陷性黄土； 素填土、杂填土等。
强夯法和强夯置换法
3.1概述
强夯法、强夯置换法的优点
加固效果好; 施工简单； 使用经济。
3 强夯和强夯置换
强夯法和强夯置换法
3.2 加固机理
加固机理
对非饱和土地基
夯击点布置
3 强夯和强夯置换
根据基底平面形状
等边三角形 等腰三角形
正方形
夯击点的布置
应考虑施工时吊机的行走通道
处理范围应大于建筑物基础范 围，具体的放大范围，可根据 建筑物类型和重要性等因素强决夯置换墩位布置 定。对一般建筑物，每边超出 基础外缘宽度宜为设计深度的
1/2～2/3，并不宜小于3m。
强夯法和强夯置换法
三种加固机理
3 强夯和强夯置换
动力密实
加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土 动力荷载减小土孔隙，提高强度
动力固结
处理细颗粒饱和土
动力置换
加密、碎石墩置换、排水的组合
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力密实
3 强夯和强夯置换
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。
夯
锤
总夯击能=N*M*h
对落饱和距粘性土所需的能量
不能一次施加，否则土体 会产生侧向挤出，强度反 而有所降低，且难于恢复。 根据需要可分几遍施加， 两遍间可间歇一段时间。
单位夯击能=N*M*h/A
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。
强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
ຫໍສະໝຸດ Baidu
从左图可以看出，每夯击一遍 时，体积变化有所减少，而地基承 载力有所增长，但体积的变化和承 载力的提高，并不是遵照夯击能的 算术级数规律增加的。
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力固结 触变恢复
3 强夯和强夯置换
静力固结理论与动力固结理论的模型比较 a)静力固结理论模型 b)动力固结理论模型
静力固结理论(图a)
夯击能 冲击力 冲击波
冲切上部土体
结构破坏形成夯坑
强夯法和强夯置换法
挤压周围土体
三个研究方向
3 强夯和强夯置换
以处理饱和软土为目的低能级强夯技术；
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。
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
挤入淤泥中，作用机理 类似于换土垫层。
桩式置换：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。
强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
有效加固深度
有效加固 深度影响因素？
3 强夯和强夯置换
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。
H Mh
系数，根据地 基土性质决定
落距（m）
强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
夯锤和落距
3 强夯和强夯置换
两种夯锤区别，优缺点？
选
选择夯锤
圆形和方形 气孔式和封闭式
择 合 适 锤重
底面积按土 的性质确定
的
夯 确定落距 锤
和 落 距
根据单点 夯击能量
较适合的夯击能
强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
单击夯击能
3 强夯和强夯置换
单击夯击能=M*h
2.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。
3.强夯置换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。
强夯法和强夯置换法
饱和土的压缩性； 产生液化； 渗透性变化； 触变恢复。
3 强夯和强夯置换
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
3 强夯和强夯置换
动力固结 产生液化
土体中气体体积百分比为零时，就变成不可压缩的。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。继续施加能量，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。
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力密实
3 强夯和强夯置换
动力密实机理
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力密实
3 强夯和强夯置换
某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及 周围地表隆起情况
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
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。
强夯法和强夯置换法
3 强夯和强夯置换
3.1概述
强夯法适用土层
3 强夯和强夯置换
3 强夯和强夯置换
强夯法和强夯置换法
3.1概述
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
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
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。
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。
3 强夯和强夯置换
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。
对饱和粘性土地基
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。
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
夯锤
隆起 地面
挤压 土体
3 强夯和强夯置换
动力固结理论(图b)
①不可压缩的液体 ②固结时液体排出所通过的小
孔，其孔径是不变的 ③弹簧刚度是常数 ④活塞无摩阻力
①含有少量气泡的可压缩液体 ②固结时液体排出所通过的小
孔，其孔径是变化的 ③弹簧刚度为变数 ④活塞有摩阻力
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力置换
3 强夯和强夯置换
整式置换：将碎石整体
3 强夯和强夯置换
对于高饱和 度的可采用 强夯置换法
+袋装砂井
碎石土、砂土; 低饱和度的粉土与黏性土； 湿陷性黄土； 素填土、杂填土等。
强夯法和强夯置换法
3.1概述
强夯法、强夯置换法的优点
加固效果好; 施工简单； 使用经济。
3 强夯和强夯置换
强夯法和强夯置换法
3.2 加固机理
加固机理
对非饱和土地基
夯击点布置
3 强夯和强夯置换
根据基底平面形状
等边三角形 等腰三角形
正方形
夯击点的布置
应考虑施工时吊机的行走通道
处理范围应大于建筑物基础范 围，具体的放大范围，可根据 建筑物类型和重要性等因素强决夯置换墩位布置 定。对一般建筑物，每边超出 基础外缘宽度宜为设计深度的
1/2～2/3，并不宜小于3m。
强夯法和强夯置换法
三种加固机理
3 强夯和强夯置换
动力密实
加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土 动力荷载减小土孔隙，提高强度
动力固结
处理细颗粒饱和土
动力置换
加密、碎石墩置换、排水的组合
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力密实
3 强夯和强夯置换
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。
夯
锤
总夯击能=N*M*h
对落饱和距粘性土所需的能量
不能一次施加，否则土体 会产生侧向挤出，强度反 而有所降低，且难于恢复。 根据需要可分几遍施加， 两遍间可间歇一段时间。
单位夯击能=N*M*h/A
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。
强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
ຫໍສະໝຸດ Baidu
从左图可以看出，每夯击一遍 时，体积变化有所减少，而地基承 载力有所增长，但体积的变化和承 载力的提高，并不是遵照夯击能的 算术级数规律增加的。
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
动力固结 触变恢复
3 强夯和强夯置换
静力固结理论与动力固结理论的模型比较 a)静力固结理论模型 b)动力固结理论模型
静力固结理论(图a)
夯击能 冲击力 冲击波
冲切上部土体
结构破坏形成夯坑
强夯法和强夯置换法
挤压周围土体
三个研究方向
3 强夯和强夯置换
以处理饱和软土为目的低能级强夯技术；
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。
强夯法和强夯置换法
3.2加固机理
挤入淤泥中，作用机理 类似于换土垫层。
桩式置换：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。
强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
有效加固深度
有效加固 深度影响因素？
3 强夯和强夯置换
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。
H Mh
系数，根据地 基土性质决定
落距（m）
强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
夯锤和落距
3 强夯和强夯置换
两种夯锤区别，优缺点？
选
选择夯锤
圆形和方形 气孔式和封闭式
择 合 适 锤重
底面积按土 的性质确定
的
夯 确定落距 锤
和 落 距
根据单点 夯击能量
较适合的夯击能
强夯法和强夯置换法
3.3设计计算
单击夯击能
3 强夯和强夯置换
单击夯击能=M*h
2.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。
3.强夯置换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。
强夯法和强夯置换法