强夯法以及强夯置换法

1. 饱和土的压缩性：进行强夯时，气体体积压 缩，孔压增大，随后气 体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔压就减少。
2. 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。
3. 渗透性变化：超孔压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。孔压消散到小于颗粒间的侧向压力时，裂隙即自行闭合。
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。
强夯法以及强夯置换法
1 加固机理
动力
加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土
三
密实
动力荷载减小土孔隙，提高强度
种
加
动力
处理细颗粒饱和土
固
固结
局部产生裂缝，增加排水通道
机
超孔隙水压力消散，土体固结
理
动力
置换
分为整式置换和桩式置换
加密、碎石墩置换、排水的组合
夯击能
冲击力
冲击波
隆起 地面
冲切上部 土体
结构破坏
挤压
形成夯坑
土体
强夯法以及强夯置换法
挤压周围 土体
1 加固机理
某工程测得的单点夯夯坑夯沉量及 周围地表隆起情况
强夯法以及强夯置换法
1 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。
孔，其孔径是变化的
③弹簧刚度是常数
③弹簧刚度为变数
④活塞无摩阻力 强夯法以及强夯置换④法 活塞有摩阻力
1 加固机理
动
力
置
整式置换：将碎石整体 桩式置换：形成桩式
换
挤入淤泥中，作用机理 或墩式的碎石墩或桩。
类似于换土垫层。
其作用机理类似于振冲
法等形成的碎石桩。
强夯法以及强夯置换法
发展趋势
强夯法以及强夯置换法
1 加固机理
2 设计计算
主
要
3 施工方法
内
容
4 质量检验
5 工程实例
6 发展趋势 强夯法以及强夯置换法
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，我国于1978年首次由交通部一航 局科研所及其协作单位在天津新港三号公路进行了 强夯法试验研究。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，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等。
4. 触变恢复：土体的强度逐渐减低，当出现液化或接近液化时，强度达 到最低值。此时土体产生裂隙，而吸附水部分变成自由水，随着孔压 的消散，土的抗剪强度和变形模量都有大幅度的增长。
强夯法以及强夯置换法
1 加固机理
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。
强夯法以及强夯置换法
概述 强夯法适用土层
碎石土
等等
砂土
低饱和 度的粉 土与粘 性土
湿陷性 黄土
杂、素 填土
对于高饱和度的可采 用强夯置换法 强夯法以及强夯置换法
概述
《建筑地基处 理技术规范》 (JGJ79-2002)
规定
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
夯击三遍的情况
强夯法以及强夯置换法
1 加固机理
弹
簧
活 塞 模 型
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)
动力固结理论(图b)
①不可压缩的液体
①含有少量气泡的可压缩液体
②固源自文库时液体排出所通过的小 ②固结时液体排出所通过的小
孔，其孔径是不变的
强夯法以及强夯置换法
1 加固机理
巨大的冲击能量在土中产生很
动
大的应力波，破坏了土体原有的
力
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，
固
使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水
结
压力消散后，土体固结。由于软
土的触变性，强度得到提高。
强夯法以及强夯置换法
1 加固机理
Menard首次对传统的固结理论提出了不同的看法，认为饱和 土是可压缩的新机理。
概述
以处理饱和软土为目的低能级强夯 技术；
三个 研究 方向
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。
强夯法以及强夯置换法
发展趋势
质量检验
工程实例
施工方法
设计计算
加固机理 强夯法以及强夯置换法
1 加固机理 夯 锤
80年代初到90年代初。本阶段兴建国家重点 工程山西化肥厂，为了消除黄土地基的湿陷 性，国家化工部组织开发了6250kN*m能级 强夯，使有效处理深度提高到了10m左右。 90年代初到2002年，本阶段以兴建国家重 点工程三门峡火力发电厂为契机，成功开发 了8000kN*m能级强夯，使强夯消除黄土湿 陷性的深度达到15m。 2002年底至今，强夯工程最高应用能级已经 达到10000kN*m。为了更进一步扩大强夯的 应用范围，在强夯技术的基础上，还形成了 强夯置强换夯法和以及柱强夯锤置冲换法扩等新技术 。
强夯法以及强夯置换法
1 加固机理
动 力 密 实
冲实击际型工动程力表荷明载，，在使冲土击体动 能中非作的饱用孔和下隙土，减在地小中面，等会土夯立体击即变能产得量生密 1沉实00降，0，从～一而20般提00夯高kN击地·m一基的遍土作后强用，度下其。， 主夯非要坑饱是深和产度土生可的冲达夯切0实.变6过～形程1，.，0m在就，加是 固夯土深坑中度底的范部气围形相内成被气一挤相层出体超的积压过大密程大硬， 减壳其少层变，，形最承主大载要可力是减可由少比于6夯土0%前颗。提粒高的 2相～对3位倍移。引起。
适用性和处理效果。
强夯法以及强夯置换法
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
强夯法加 袋装砂井
软粘土地基的综合治理
强夯法以及强夯置换法
国内 发展 阶段
概述
自引进到80年代初，约8年。本阶段工程应 用强夯能级比较小，一般仅为1000kN*m，处 理深度5m左右，以处理浅层人工填土为主。