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中亿丰建设集团设计研究院有限公司 江苏苏州 215008
摘要：强夯法施工具有设备简单，施工方便，适用范围广，经济可行，节省材料，工期短、效果明显等优点，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。
关键词：强夯法；地基处理；设计
一、强夯法
强夯法又可以称作动力压实法或者动力固结法。此方法为反复将重锤（一般10-40t）提到高处使其自由落下（一般落距为10-40m）夯击地基，从而导致地基的强度提高、压缩性得到降低的方法。强夯法适用于浅层软弱土基的处理。它具有工期短，造价低，工艺简单等特点。按夯击区域分为满夯和点夯两种。强夯法加固地基，近年来被广泛使用，适用于湿陷性黄土、砂土、碎石土、软土、一般粘性土及生活或者工业废品等各类填土地基。强夯在非饱和土地基加固方面效果尤为显著，另外再在呈流塑状的淤泥中抛填碎石（钢渣、矿渣）方面进行强夯挤淤效果也较好。
强夯法施工前应依据加固范围及地基土的性质、结构类型、荷载大小、要求处理的深度首先试验确定夯击能、夯击次数、夯击遍数、间隔时间及夯点布置等各项参数。对饱和土地基加固效果的好坏，关键在于排水，如饱和砂土地基渗透性好，超孔隙水压力容易消散，夯后固结快。对于饱和粘土或淤泥质土，由于渗透性差，必须慎重对待
二、强夯法设计
（一）强夯法设计总体思路
强夯法地基处理对于消除沉降、减小工后使用变形、提高地基承载力和均匀性有较好的作用。所以，在强夯设计之前需要先明确地基处理的主要用途以及目的，然后结合各方面的综合要求，再决定采用强夯或者夯置换法，依据具体的工程地质条件与加固深度确定适宜的能级、锤型、夯点间距、夯击遍数和技术间歇时间。并根据预测处理效果，反演各项变形指标是否满足上部设计要求。
（二）强夯法设计要点
1、夯锤与施工机具选择
一般常用夯锤直径在2.2～2.6m，锤重10～40T，锤底平整，不得为锁底形，锤身为柱形，不得使用梨形夯锤。异形锤一般直径为1.1～1.3m，锤底平整，锤身圆柱形，锤重15～45T。夯锤选择应满足方便运输、施工效率高、行动灵活等要求。夯锤面积与有效加固深度关系密切，根据研究，在能级为10000kN·m、夯锤半径为1.25m时的最大锤击应力比1.5m和1.75m夯锤半径时分别提高37%和76%，为提高有效加固深度，可适当减小夯锤半径；高能级强夯时，重锤低落距有效加固深度和加固后地基的均匀性都优于轻锤高落距。
2、强夯法的有效加固深度
强夯法的有效加固深度不仅是反映地基处理效果的重要参数，也是作为选择地基方案的重要依据。一般根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按表1预估。
表1强夯法有效加固深度
3、强夯法单位夯击能
强夯法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，并通过现场试夯确定。
4、强夯法的夯击次数
强夯法的夯击次数除了按现场夯沉量关系曲线与试夯得到的夯击次数之外，还需要满足以下条件：
（1）.最后两击沉降量不大于50mm，当单击夯击能量较大时小于100mm。
（2）.不因夯坑过深而发生起锤困难。
（3）.夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
5、强夯间隔时间
强夯间隔时间由土中超静孔隙水压力的消失时间决定。实测资料不足时，这时由地基土的渗透性决定，渗透性较好的地基可连续夯击，而对渗透性较差的粘性土地基间隔时间而言，则需3周～4周以上。
6、强夯法夯击遍数
强夯法夯击遍数取决于地基土的性质，一般需2遍～3遍，最终再以低能量满夯1遍。渗透性强的粗颗粒组成的地基，夯击遍数可相对少些；相反，由渗透性弱的细颗粒土组成的地基，夯击遍数可多些。
7、强夯法的处理范围
基础的应力扩散作用强夯的处理范围应不小于建筑物基础范围称作强夯法的处理范围。每边超出基础外缘的宽度最好是设计处理深度的1/2～2/3，并应该不大于3m。
8、强夯法夯击点布置
施工费用与夯实效果对强夯法夯击点布置是否合理有着直接关系。夯击点位置可依据建筑结构类型，使用等腰三角形、正方形或者等边三角形布置。
三、强夯法地基处理设计
（一）工程概况
某工程为生产汽车轮胎专用的丁苯橡胶项目工程，全厂用地约200000m2，地基加固处理总面积200000 m2以上。地基加固方案是：对松散的杂填土和素填土进行强夯，强夯范围约21000 m2，主要强夯区域为厂房基础、地面及道路。
（二）地质状况
勘察报告反映施工区内，工程地质条件由地表至下，主要分为8个工程地质层：
1、杂填土或素填土：由侏罗系残积风化土夹较多碎石组成，厚度0.58～8.5m，场地各部位厚薄不均。
2、人工填石层：主要为侏罗系中风化岩碎块，直径为0.1～0.4m，最大者为1.0m，此层全场零星布置，厚度0.6～4.8m.
3、耕植土。
4、第四系冲积粉砂质粘土：由黄褐色粉砂粘土组成，厚度2.3～10.0m。
5、第四系冲积圆砾层：由砂岩夹杂少量其它混合岩石砾石组成，厚度0.5～5.3m，平均厚2.40，顶板埋深4.9～10.5m。
6、残积粉土：主要为粉砂质粘土，平均厚度2.2m，埋深0.8～11.4m。
7、强风化凝灰质砂岩：厚度0.4～9.3m，埋深0.5～15.0m，天然持力层。
8、中风化凝灰质砂岩：厚度1.0～19.60m，顶板相应埋深6.03～13.87m。
（三）试夯设计
1、夯击能选择
填土区厚度控制在8～10m，表面有機质含量大于有可能存在10%的生活垃圾，所以不适合直接采用强夯后做基础持力层，需清除，从基础底标高起夯，考虑到基础埋深的问题，基础底面标高不低于-2m，实际强夯最大加固深度控制在7m左右。当考虑加固7m时，则计算如下：
夯击能w×H=1960kN·m
本工程选择的桩锤为20T，起吊高度为15m，其单击能可达到3000kN·m，夯锤采用圆形，直径为2.5m。在设立工具式支架时，可进行6000kN·m夯击能施工，有效加固深度可达到10-12m。
（2）试夯方案
试夯时根据我单位有关经验及国内资料，初步确定15击和10击及最后两击平均沉量不超5cm为标准，现场确定。
夯击遍数：采用2遍法，针对本工程砂类土质的特点两遍之间不需停歇，最后采用一夯压半夯进行低锤满拍。
夯点间矩：一般为1.5-2.2倍锤底直径，夯点间矩试夯时采用方案：3000kN·m夯击能，夯点间距5m×5m，正方形布置，1000kN·m夯击
摘要：强夯法施工具有设备简单，施工方便，适用范围广，经济可行，节省材料，工期短、效果明显等优点，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。
关键词：强夯法；地基处理；设计
一、强夯法
强夯法又可以称作动力压实法或者动力固结法。此方法为反复将重锤（一般10-40t）提到高处使其自由落下（一般落距为10-40m）夯击地基，从而导致地基的强度提高、压缩性得到降低的方法。强夯法适用于浅层软弱土基的处理。它具有工期短，造价低，工艺简单等特点。按夯击区域分为满夯和点夯两种。强夯法加固地基，近年来被广泛使用，适用于湿陷性黄土、砂土、碎石土、软土、一般粘性土及生活或者工业废品等各类填土地基。强夯在非饱和土地基加固方面效果尤为显著，另外再在呈流塑状的淤泥中抛填碎石（钢渣、矿渣）方面进行强夯挤淤效果也较好。
强夯法施工前应依据加固范围及地基土的性质、结构类型、荷载大小、要求处理的深度首先试验确定夯击能、夯击次数、夯击遍数、间隔时间及夯点布置等各项参数。对饱和土地基加固效果的好坏，关键在于排水，如饱和砂土地基渗透性好，超孔隙水压力容易消散，夯后固结快。对于饱和粘土或淤泥质土，由于渗透性差，必须慎重对待
二、强夯法设计
（一）强夯法设计总体思路
强夯法地基处理对于消除沉降、减小工后使用变形、提高地基承载力和均匀性有较好的作用。所以，在强夯设计之前需要先明确地基处理的主要用途以及目的，然后结合各方面的综合要求，再决定采用强夯或者夯置换法，依据具体的工程地质条件与加固深度确定适宜的能级、锤型、夯点间距、夯击遍数和技术间歇时间。并根据预测处理效果，反演各项变形指标是否满足上部设计要求。
（二）强夯法设计要点
1、夯锤与施工机具选择
一般常用夯锤直径在2.2～2.6m，锤重10～40T，锤底平整，不得为锁底形，锤身为柱形，不得使用梨形夯锤。异形锤一般直径为1.1～1.3m，锤底平整，锤身圆柱形，锤重15～45T。夯锤选择应满足方便运输、施工效率高、行动灵活等要求。夯锤面积与有效加固深度关系密切，根据研究，在能级为10000kN·m、夯锤半径为1.25m时的最大锤击应力比1.5m和1.75m夯锤半径时分别提高37%和76%，为提高有效加固深度，可适当减小夯锤半径；高能级强夯时，重锤低落距有效加固深度和加固后地基的均匀性都优于轻锤高落距。
2、强夯法的有效加固深度
强夯法的有效加固深度不仅是反映地基处理效果的重要参数，也是作为选择地基方案的重要依据。一般根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按表1预估。
表1强夯法有效加固深度
3、强夯法单位夯击能
强夯法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，并通过现场试夯确定。
4、强夯法的夯击次数
强夯法的夯击次数除了按现场夯沉量关系曲线与试夯得到的夯击次数之外，还需要满足以下条件：
（1）.最后两击沉降量不大于50mm，当单击夯击能量较大时小于100mm。
（2）.不因夯坑过深而发生起锤困难。
（3）.夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
5、强夯间隔时间
强夯间隔时间由土中超静孔隙水压力的消失时间决定。实测资料不足时，这时由地基土的渗透性决定，渗透性较好的地基可连续夯击，而对渗透性较差的粘性土地基间隔时间而言，则需3周～4周以上。
6、强夯法夯击遍数
强夯法夯击遍数取决于地基土的性质，一般需2遍～3遍，最终再以低能量满夯1遍。渗透性强的粗颗粒组成的地基，夯击遍数可相对少些；相反，由渗透性弱的细颗粒土组成的地基，夯击遍数可多些。
7、强夯法的处理范围
基础的应力扩散作用强夯的处理范围应不小于建筑物基础范围称作强夯法的处理范围。每边超出基础外缘的宽度最好是设计处理深度的1/2～2/3，并应该不大于3m。
8、强夯法夯击点布置
施工费用与夯实效果对强夯法夯击点布置是否合理有着直接关系。夯击点位置可依据建筑结构类型，使用等腰三角形、正方形或者等边三角形布置。
三、强夯法地基处理设计
（一）工程概况
某工程为生产汽车轮胎专用的丁苯橡胶项目工程，全厂用地约200000m2，地基加固处理总面积200000 m2以上。地基加固方案是：对松散的杂填土和素填土进行强夯，强夯范围约21000 m2，主要强夯区域为厂房基础、地面及道路。
（二）地质状况
勘察报告反映施工区内，工程地质条件由地表至下，主要分为8个工程地质层：
1、杂填土或素填土：由侏罗系残积风化土夹较多碎石组成，厚度0.58～8.5m，场地各部位厚薄不均。
2、人工填石层：主要为侏罗系中风化岩碎块，直径为0.1～0.4m，最大者为1.0m，此层全场零星布置，厚度0.6～4.8m.
3、耕植土。
4、第四系冲积粉砂质粘土：由黄褐色粉砂粘土组成，厚度2.3～10.0m。
5、第四系冲积圆砾层：由砂岩夹杂少量其它混合岩石砾石组成，厚度0.5～5.3m，平均厚2.40，顶板埋深4.9～10.5m。
6、残积粉土：主要为粉砂质粘土，平均厚度2.2m，埋深0.8～11.4m。
7、强风化凝灰质砂岩：厚度0.4～9.3m，埋深0.5～15.0m，天然持力层。
8、中风化凝灰质砂岩：厚度1.0～19.60m，顶板相应埋深6.03～13.87m。
（三）试夯设计
1、夯击能选择
填土区厚度控制在8～10m，表面有機质含量大于有可能存在10%的生活垃圾，所以不适合直接采用强夯后做基础持力层，需清除，从基础底标高起夯，考虑到基础埋深的问题，基础底面标高不低于-2m，实际强夯最大加固深度控制在7m左右。当考虑加固7m时，则计算如下：
夯击能w×H=1960kN·m
本工程选择的桩锤为20T，起吊高度为15m，其单击能可达到3000kN·m，夯锤采用圆形，直径为2.5m。在设立工具式支架时，可进行6000kN·m夯击能施工，有效加固深度可达到10-12m。
（2）试夯方案
试夯时根据我单位有关经验及国内资料，初步确定15击和10击及最后两击平均沉量不超5cm为标准，现场确定。
夯击遍数：采用2遍法，针对本工程砂类土质的特点两遍之间不需停歇，最后采用一夯压半夯进行低锤满拍。
夯点间矩：一般为1.5-2.2倍锤底直径，夯点间矩试夯时采用方案：3000kN·m夯击能，夯点间距5m×5m，正方形布置，1000kN·m夯击