强夯定义及强夯处理参数

3．强夯施工步骤
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)重复步骤3)～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。
强夯参数包括锤重、落距、加固深度、夯点布置、加 固范围、最佳夯击能、夯击遍数及间歇时间、垫层厚 度及材料等。
强夯的基本参数 –有效加固深度
强夯加固地基的有效深度:是指经过强夯处理后, 地 基土体强度提高, 压缩性降低, 其加固效果均达到或 超过进行加固所要求的最低值的土层深度范围。
由于强夯处理效果受多种因素影响, 即一方面受夯击 能、夯点间距、夯击次数、锤底形状、施工工艺等的 影响; 另一方面受需处理地层的原始结构、均匀性及 地下水位等的影响。因此, 确定强夯处理的有效深度 应根据地质勘察情况、当地经验及试验夯区来确定。
2.强夯法加固机理
利用重锤高落距产生的高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 。 同时,巨大的能量瞬间释放产生的压缩波使土体孔隙水压 力急剧增大,土体局部液化,其强度锐减,在剪切波作用下 使土体的原有结构解体,待波消失后,土粒落到一个新的 较稳定的位置,同时一部分水排走,从而使土体迅速固结, 降低了土体的压缩性 ,提高了地基的承载力。
强夯处理施工现场
强夯处理施工现场
讨论
问题1：强夯法的施工工艺流程
平 整 场 地
布 置 夯 点
机 械 就 位
夯 锤 起 吊 至 预 定 高 度
夯 锤 自 由 下 落
按 设 计 要 求 重 复 夯 击
低 能 量 满 夯 表 层 松 土
3．强夯施工步骤
1)清理并平整施工场地;
2)标出第一遍夯点位置, 并测量场地高程; 3)起重机就位, 使夯锤对准夯点位置; 4)测量夯前锤顶高程; 5)将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后,放 下吊钩, 测量锤顶高程, 若发现因坑底倾斜而造成夯 锤歪斜时, 应及时将坑底整平;
(2)软土地基表面堆填一定厚度的碎石料,利用夯锤冲击 成孔,再次回填碎石料,夯实成碎石桩。
(3)在厚 3～5m的淤泥质软土层上面抛填石块,利用抛石 自重和夯锤的冲击力使石块座到硬土层上,淤泥大部分 被挤走,少量留在石缝中,形成强夯置换的块石层。
3.强夯参数
强夯参数
有 效 加 固 深 度
单 击 夯 击 能
冲击过程已经完毕。
2.4 泥、泥炭土加固机理
一般认为泥或泥炭土结构破坏后,土体强度恢复
较慢。由于土体的渗透系数小,超孔隙水压极难消散, 故不易采用强夯法。但是泥炭土经过能量冲击后上面 粉质土或垫层与下面泥炭粘土会发生机械混合,强度 也会有较大的提高。其原理就是在较软弱的土层内通
过强夯拌和掺入颗粒较粗的土料,使土体刚度加大,强
5．强夯试验检测－夯后检测
1) 夯后应检测夯坑深度、夯点间距及处理宽度, 合格后方可填 平;
2)满夯后,对场地进行平整和压实, 测量高程, 填写地面标高变 化;
3)满夯结束7d后, 在夯击处理范围内每隔1m的深度范围取样, 分别进行物理力学性能的分析; 碎石土和砂土地基, 间隔时间 取1～2周; 低饱和度的粉土和粘性土、湿陷性黄土地基可取2～ 4周 ; 4)宜根据土性选用原位测试和室内土工试验, 对地基进行检测 5)质量检验的数量, 应根据地基处理的面积确定, 其检验点数 量不应小于3处/1000m3, 检验深度应不小于设计处理的深度。
4.施工方法及控制
4.3 最佳夯击能控制 最佳夯击能可采用单点夯沉量与夯击次数关系曲线 来确定, 且满足最后两击平均夯沉量≯5cm, 夯坑周围地 面不发生过大隆起及不因夯坑过深而发生起锤困难。
4.4 可以止夯的条件
条件1: 同一夯位最后两击的平均夯沉量＜5㎝;单点夯击 次数≮4击。
条件2: 单位面积累计夯击能＞2000kN· m; 夯坑深度＞ 120㎝。
强夯的基本参数 –单击夯击能
强夯法的有效加固深度与单击夯击能具有一定的相关
性，并且与土质有一定的关系。可以利用有效加固深
度和土质情况来确定单击夯击能。
4.施工方法及控制
4.1 夯点布置
点夯分两遍完成, 隔点不隔行; 满夯分两遍完成, 先 夯间满夯, 再普夯。
4.2 夯击间歇时间控制 控制间歇时间, 两遍点夯的间歇时间不少于20d,以 超孔隙水压力消散大于70%以上控制; 点夯与满夯间 歇时间不少于15d, 以超孔隙水压力消散大于50%控制 。
6.强夯施工应注意的事项
1)强夯施工前, 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 免因强夯施工而造成损坏。 2)当强夯施工所产生的振动, 对邻近建筑物或设备产 生有害的影响时, 应采取防振或隔振措施。 3). 强夯施工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; 强夯施工前, 组装起吊设备及辅助门式框 架时, 应特别注意起立机器的自身稳定性, 当辅助门 式框架过重时(如大于3000kN· m的能量时), 这一问题 尤为重要。
夯与满夯间歇时间不少于15d, 满夯：锤印搭接1/2, 夯击能采用1000 kN· m, 满夯击次为最后 一击夯沉量小于5㎝。
2．强夯试验
鉴于目前国内外尚未形成一套确定强夯参数的理论和 计算方法, 在大面积强夯施工前, 应先根据设计单位 提供的施工参数及类似工程的施工经验, 在夯区范围 内选点试夯, 以确定合理的强夯参数及施工工艺, 确 保处理效果。 问题：强夯参数都有什么？
最 佳 夯 击 能
夯 点 布 置
夯 点 间 距
夯 击 次 数
夯 击 遍 数
夯 击 范 围
间 歇 时 间
起 夯 面
垫 层
3.1有效加固深度
有效加固深度：指经强夯加固后,强度提高，压缩 模量增大，其加固效果显著的土层范围。 有效加固深度可采用Menard提出公式进行计算：
H
Mh /10
式中：H——加固影响深度 (m ) M——锤重 (kN) h——落距 (m)
3.施工方法及控制
4.5 强夯质量控制
满夯结束7d后对强夯处理地基取样进行湿陷性系数、干 密度、承载力等项目的检测。强夯施工段检测频率500m 钻探一处, 每隔1m的深度范围取样,检测标准如下: (1)湿陷性系数:每处的平均值 最大值不超过0.015。
s 0.005
(2)干密度:强夯的平均值 d 1.58g / cm3 , 最小值不小于 1.50g / cm3
软土地基处理—动力固结法
强夯法
一、工程案例
1．工程背景
邯长公路更乐至冀晋界段高速公路, 全长13.09km ， 其中路线穿越区有7km为黄土状亚砂土, 其分布较 广, 但不连续, 具有垂直节理、大孔隙特征, 并且具 有一定程度的湿陷性, 设计中采用强夯法对该段湿陷
性黄土进行处理。
夯点布置图
强夯法施工设计图纸
强夯法知识点构成
强夯参数 加固机理 定义
施工准备
强夯法
工程案例
施工工艺
竣工资料 质量检验
8.1 强夯定义和强夯施工参数
定义：强夯法 (动力固结法 )就是用起重机将一个 很重的锤 (6～40t,最大200 t)起吊到十几米,甚至几 十米高处（8～25m）,利用自动脱钩法,使锤自由落下 ,从而对地基土施加强大的冲击力，在地基中形成冲 击波和动应力，使地基土压密和振密，达到对软土地 基进行加固的目的。
度提高。
2.5 强夯置换的加固机理
利用强夯的冲击力,强行将砂、碎石、石块等挤填
到饱和软土层中,置换原饱和软土 ,形成桩柱或密实砂
、石层,与此同时,该密实砂、石层还可作为下卧软弱土
的良好排水通道,加速下卧层软土的排水固结从而使地 基承载力提高,沉降减少。
2.5.1 强夯置换的分类
(1)地基表层具有适当厚度的砂垫层,下卧层为高压缩 性的淤泥质软土时,通过强夯将表层砂挤入软土中,形成 一根根置换砂桩,
6.强夯施工应注意的事项
4)斜坡段路堤基底的横向或纵向坡度大于1:5的陡坡段, 须 先把斜坡推出处理范围外, 开挖出满足机械作业要求的台阶 后, 再进行夯击。 5)当原地面表层较湿或含水量较大时, 在夯击前应在该段铺 垫10㎝～20cm厚的碎石, 然后进行夯击。夯击时如表土过干 (尤其满夯时)则应采取加水等相应措施, 增加含水量。 6)夯锤上的通气孔如遇堵塞, 应立即开通。 7)冬季施工时, 当冻土层厚度＜0.5m时, 应在原夯击数上加 夯2～3击, 当冻层厚度＞0.5m时, 则不宜施工。 8）强夯时有土块、石子等飞击, 现场人员必须戴安全帽。
3.2单击夯击能
单击夯击能：锤重和落距的乘积 。单击夯击能一
般根据加固土层的厚度、地基状况和土质成分由下式
综合确定：
H
Mh /10
或
H Mh
我国所用的锤重一般为10～25t，个别可达40t,落距为8 ～25m。
3.3最佳夯击能
最佳夯击能,从理论上讲就是能使地基中Байду номын сангаас现的孔隙水压力
达到土的覆盖压力时的夯击能。 粘性土地基,由于孔隙水压力的消散慢,随着夯击能的增加,孔
强夯法加固机理分类
饱和土 非饱和土 砂性土、回填土 泥、泥炭土 强夯置换
表层砂垫层 碎石桩 抛块石与强夯相结合
2.1饱和土加固机理
液化 （孔隙水压力变化）
土体压缩 （气体和水排出）
饱和土强夯
渗透性变化 （裂隙形成排水通道）
触变性 （水的变化）
饱 和 土 夯 击 中 遍
1
饱 和 土 夯 击 中 遍
3
2.2 非饱和土加固机理 图强 夯 加 固 模 式
2.2非饱和土加固机理
主压实区 (A区)
被动破坏区 （C区）
非饱和土强夯
次压实区 (B区)
振动影响区 （D区）
2.3 砂性土和低含水量回填土加固机理
土体在夯击时,受到很大的冲击波作用,在这种冲
击波作用下,锤底瞬间产生一个巨大的压应力使土体 沉降且随深度略有扩散加密。土体夯击时侧向变形较 小,即夯击时,锤底土瞬间由静态突然下沉,和周围土 体产生相对剪切变形,此时周围土体还没来得及变形,
4.施工方法及控制
4.3 最佳夯击能控制
根据动力固结理论, 当地基中产生的孔隙水压力达到土 的覆盖压力时的击实能称为最佳击实能,在此能量时地基能被 击实到最佳效果。 挖方段:采用夯点击数为6击和最后两击夯沉量平均值不超过5 ㎝做为双重控制标准。 填方段:夯点击数为12击, 最后两击的夯沉量平均值不超过5 ㎝做为双重控制标准。 最大夯击数定为20击。夯击遍数采用三遍法, 第一、二遍为 主夯点, 采用隔点跳打, 主夯点完工后, 整平场地, 第三遍 为夯点搭接(一夯压半夯)的满夯, 以加固地表松动层。
5．强夯试验检测
强夯检测：夯前、夯中、夯后检测
5.1夯前检测 符合设计要求; 2)检测场地平整情况; 3)对夯击处理范围内的地基原状土取样, 分别进行物 理力学性能的分析。
各需要检测 哪些内容
1)开夯前应检查夯锤重和落距, 以确保单击夯击能量
5．强夯试验检测－夯中检测
1)夯锤的落距不得小于设计落距; 2)在每遍夯击前, 复核夯点放线, 夯锤的落点误差不得大于 15㎝, 夯完后检查夯坑位置, 发现偏差或漏夯应及时纠正; 3)控制单位时间内的夯击处理面积; 4)按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量; 5)控制夯击遍数间的间隔时间; 6)夯击过程中的异常现象, 如夯坑周围出现隆起, 夯沉量异 常等情况; 7)详细记录各项参数及施工情况, 不符合设计要求时应补夯 或采取其他有效措施。
夯击工艺要求
夯点：采用正方形布置, 夯点间距为4.5m;
锤重：200kN，夯锤底面积为4㎡(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25～30㎝; 落距：15m, 能级为3000kN· m, 夯击2遍,两遍点夯的间歇时间不少于21d；
夯击击数：以最后两击沉降量不大于5㎝为准, 然后满夯; 点