采用强夯法进行地基处理应规定.doc

采用强夯法进行地基处理应符合下列规定：
1 处理砂性土、碎石土、湿陷性黄土和人工堆集土等地基可采用强夯法。
2 强夯施工场地应平整，并能承受夯击机械的荷载，必要时可铺砂石垫层。有防渗要求的地基，夯实后应清除砂石垫层。
3 强夯加固地基应控制地下水位。当地下水位较高，不利于施工或表层为饱和土时，可填O.5～2.Om厚的中粗砂、砂砾或片石等材料进行夯击。
4 夯锤重不宜小于80kN，落距不宜小于6m，锤重和落距可按式(3.4.3)估算

式中：H——有效加固深度；w——锤的重力，kN；
h——锤的落距，m；a——折减系数(由现场试验确定，砂性土可取0．7)。
5 施工前应进行试夯，求得单点夯击次数。最优夯击次数应使夯击有效影响深度内土体竖向压缩最大，侧向位移最小，基坑周围地面不发生过大隆起，宜为3～10击。
6 夯击遍数应根据地基土的性质确定，宜为2～5遍。最后，以低锤满夯一遍，并整平。对地下水位低、透水性好的土层可连续夯击。
7 夯点应按设计布置。夯点间距应根据孔隙水压力变化情况、夯坑的形状及泵房基础结构特点确定，宜为5～9m。
8 施工前应做好施工标志及观测仪器的埋没。施工中应做好现场观测和记录。主要观测项目应包括孔隙水压力、夯坑下陷量和坑周隆起量等。
9 强夯效果的检验，可在最后一遍夯击完成1～4周后进行。检验方法如下：
1) 比较夯前和夯后场地的平均高程变化和地基变形量。
2) 取样进行室内试验，了解夯前和夯后场地的物理力学性能指标的变化。
3) 通过标准贯入、静力触探等原位测试手段了解场地土夯前夯后的强度变化。
10 强夯法施工应预防对附近建筑物的影响。夯击点应离建筑物15m以外，必要时可采取防震措施。
特殊土地基处理
1 湿陷性黄土地基的处理应符合下列规定：
1 应根据工程的具体情况，选择合理的处理方法与施工程序。
2 自重湿陷性黄土层上的泵站地基，宜采用浸水预沉法或灰土挤密桩进行处理。
3 浸水预沉法必须具备足够的水源，施工前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。预浸水处理地基应比工程正式开工提前半年以上开始进行。
4 当需浸水土层深度不超过6m时，宜采用表层水畦泡水方式(水畦中明水深度可为0.3～1.0m)；当需浸水土层深度大于6m时，宜采用表层水畦泡水和深层浸水孔相结合方式。深层浸水孔间距可为2m左右，用洛阳铲打孔，孔径可为80mm，孔深可为需浸水土层深度的3/4，孔内应填入碎石或小卵石。 浸水可连续长时间浸泡，也可泡、排循环进行。采用泡、排循环法，以两个循环为宜。

5 浸水预沉法处理地基的施工应符合下列要求：
1)浸水坑底开挖高程，应根据试验分析确定；浸水坑应大于基础四周各为5m以上，浸水坑的边长不得小于需处理的湿陷性黄土层的厚度。当浸水坑的面积较大时，可分段进行浸水。
2)浸水坑边缘至已有建筑物的距离不宜少于50m，并应防止由于浸水影响附近建筑物和场地边坡的稳定性。
3)浸水时间以全部自重湿陷黄土层湿陷性变形稳定为准，其稳定标准为最后5d的日平均湿陷量应小于1mm。
6 地基浸水结束，泵站基础施工前应进行勘探工作，重新评定地基的湿陷性。若尚不满足设计要求，应采用垫层法或夯实法补做浅层处理。
7 对于地下水位以上局部或整片处理，可采用灰土挤密桩，桩深可为5～15m。
8 灰土挤密桩的成孔可采用沉管法或冲击法。两种方法可参照相应有关规范与规定。
9 成孔顺序应先外排后内排。同排桩间隔可1～2个孔跳隔进行。
10 桩孔应尽快回填夯实，并应符合下列施工要求：
1)回填灰土混合料中的石灰应使用生石灰消解(闷透)3～4d以后，过筛粒径不大于5mm的熟石灰粉，石灰质量不应低于Ⅲ级，活性CaO+MgO含量(按干重计)不应小于50%。灰土混合料中的土料，应尽量选用就地挖取的纯黄土或一般粘性土，土料应过筛，粒径不应大于20mm，不得含有冻土块和有机质含量大于8%的表层土等。
2)回填灰土的配合比，应符合设计要求，宜为2：8或3：7(灰：土)。灰土应拌合均匀，颜色一致，拌合后应及时入孔，不得隔日使用。
3)可用偏心轮夹杆式夯实机或成孔设备夯填。夯实机械必须就位准确、保持平稳、夯锤对中校孔、能自由落入孔底。填料应按设计规定数量均匀填进，不得盲目乱填，严禁用送料车直接倒料入孔。 桩孔夯填高度宜超出基底设计标高0.2～0.3m，其上可用其他土料轻夯至地面。
11 灰土挤密桩效果检验应包括以下内容：
1)挤密效果：应通过现场试验性成孔后开剖取样，测试桩周围土的干密度和压实系数进行检验(挤密前后对比)。桩间土平均压实系数Dy不得小于0.93。
2)消除湿陷性效果：可通过试验测定桩间土和桩孔内夯实的灰土的湿陷系数δs进行检验，当众δs<0.015，则认为土的湿陷性已经消除。除上述方法外也可通过现场浸水载荷试验进行检验。
12 小范围湿陷性黄土或非自重湿陷性黄土，可用换填垫层、强夯、桩基等方法处理。施工方法见本规范“3.4”的有关规定。
2 膨胀土地基的处理应符合下列规定：

1 膨胀土地基上泵站础的施工，应安排在冬旱季节进行，力求避开雨季，否则应采取可靠的防止雨水措施。
2 基坑开挖前应布置好施工场地的排水设施，严禁天然地表水与施工用水流入基坑。
3 临时性生活设施、施工设施(如水池、洗料场、混凝土搅拌站等)应安排在离基坑较远的位置，避免水流进基坑。
4 应防止雨水浸入坡面和坡面土中水分蒸发，避免干湿交替，保护边坡稳定。可在坡面喷水泥砂浆保护层或用土工膜覆盖地面。
5 基坑开挖至接近基底设计标高时，应留0.3m左右的保护层，待下道工序开始前再挖除保护层。基坑挖至设计标高后，应及时铺水泥浆封闭坑底，或快速浇筑素混凝土垫层保护地基，待混凝土达到50%以上强度后，及时进行基础施工。
6 泵站四周回填应及时分层进行。填料应选用非膨胀土、弱膨胀土及掺有石灰的膨胀土。选用弱膨胀土时，其含水量宜为1.1～1.2倍塑限含水量。
强夯法
强夯法，又称动力固结法，是用起重机械（起重机或起重机配三角架、龙门架）将8——40t夯锤起吊到6——25m高度后，自由落下，给地基以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和冲击应力，迫使土体孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种有效地基加固方法，也是我国目前最为常用和最经济的深层地基处理方法之一。
20世纪60年代，强夯法首次由法国的梅那公司应用于法国嘎纳（Cannes）附近纳普而（Napoule）海滨在采石场废土石围海造地的场地内，经强夯法施工后，建造了20幢8层公寓建筑。强夯法上世纪70年代初传入我国。经过几十年的推广和应用，在建筑工程、水利工程、公路工程中得到了广泛的应用，取得了良好的效果和效益。
强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使得土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或液化、排水固结压密以及触变恢复等。其作用结果使得一定范围内地基强度提高，孔隙挤密并消除湿陷性。根据地基处理的原理、目的、性质、时效及动机等有很多地基处理方法。其中强夯法由于在工程实践中具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、节约材料、施工工期短、施工文明和施工费用低等优点，在建筑地基处理中得到了广泛的应用。目前使用的夯锤重100——400kN，提升高度大约在10—30m。
一、强夯法的设计
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和的粉土与粘性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其使用性。其主要设计参数包括有效加固深度、单位夯击能、夯击次数、夯击遍数、间隔时间、夯击点布置和处理范围等。现分别阐述如下：
（1）强夯法的有效加固深度既是反映地基处理效果的重要参数，又是选择地基方案的重要依据。一般根据现象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 强夯法的有效加固深度(m)
单击夯击能（kN.m）
有效加固深度（m）
碎石土、砂土等
粉土、粘性土、湿陷性黄土等
1000
5.0——6.0
4.0——5.0
2000
6.0——7.0
5.0——6.0
3000
7.0——8.0
6.6.0——7.00——7.0
4000
8.0——9.0
7.0——8.0
5000
9.0——9.5
8.0——8.5
6000
9.5——10.0
8.5——9.0
2）强夯法单位夯击能是指施工场地单位面积上所施加的夯击能。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。在相同条件下细颗粒土的单位夯击能要比粗颗粒土适当大些。一般对于细颗粒土可取1500——4000kN·m/m2；对于粗颗粒土可取1000——3000kN.m。强夯法的夯击次数应以夯坑的压缩量最大、夯坑周围隆起量最小为确定原则。除了按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定外，还应满足下列条件：
① 最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击夯击能量较大时小于100mm。
② 夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
③ 不因夯坑过深而发生起锤困难。
4）强夯法夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2——3遍，最后再以低能量满夯一
遍。由粗颗粒土组成的渗透性强的地基，夯击遍数可要求少些；反之，由细颗粒土组成的渗透性弱的地基，夯击遍数可要求多些。
5）强夯间隔时间是指两遍夯击之间应有一定的间隔时间，有利于土中超静孔隙水压力的消失。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消失时间。当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的粘性土地基的间隔时间，应不少于3——4周，对于渗透性较好的地基可连续夯击。
6）强夯法夯击点布置是否合理与夯实效果和施工费用有直接关系。夯击点位置可根据建筑结构类型，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取5——9m，以后各遍夯击点间距可与第一遍相同，也可适当减小。对于处理深度较大或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大或进行分层填夯。
7）强夯法的处理范围是指由于基础的应力扩散作用强夯的处理范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。

二、强夯技术效果
（一） 湿陷性黄土
在1000KN·m——2000KN·m能量夯击下，土的干密度由1.2T/m3——1.5T/m3提高到1.4T/m3——1.9T/m3，承载力由110Kpa——140Kpa提高到130Kpa——180Kpa，压缩模量由2Mpa——10Mpa提高到10Mpa——30Mpa，夯面下3m——6m深度内土的湿陷性全部消除。在500KN·m——4000KN·m能量夯击下，土的干密度1.3T/m3——1.57T/m3可提高到1.60T/m3——2.0T/m3，承载力由120Kpa——150Kpa可提高到200Kpa——350Kpa，压缩模量由2Mpa——8Mpa可提高到15Mpa—35Mpa。在2500KN·m——4000KN·m能量夯击后，地基承载力由100Kpa——150Kpa提高到300Kpa以上。
国内典型工程：
（1）邯长高速公路强夯处理湿陷性黄土及填土地基
处理面积：30万㎡ 夯击能级量：2000KNm
（2）吉林长山热电厂第五期扩建工程主厂房地基加固工程
处理面积：17000m2 夯击能级量：2000KNm
（3）神头第二发电厂6000m冷却塔地基强夯试验及强夯工程
处理面积：12000㎡ 夯击能级量：3000KNm
（4）河南省孟县电厂湿陷性黄土地基处理
处理面积：8150㎡ 夯击能级量：2000—3000KNm
（二） 软土
软土在1000KN·m——2000KN·m夯击能夯击后，地基承载力由40Kpa提高到120Kpa。在2500KN·m——4000KN·m能级夯击后，地基承载力由50Kpa——80Kpa提高到200Kpa以上。
国内典型工程：
（1）海务局关港新港区陆域形成地基强夯加固工程
处理面积：103670㎡ 夯击能级量：600—1200KNm
（2）武钢第四烧结厂淤泥，淤泥质地地基处理试验工程
处理面积：57万㎡ 夯击能级量：3500—5000KNm
（三） 填土
表层为5m左右的填土，采用1000KN·m——2000KN·m夯击能进行强夯后，5m内的地层土的承载力由50Kpa——70Kpa，提高到150Kpa——250Kpa。采用2500Kpa——4000Kpa夯击能强夯后，承载力由100Kpa——160Kpa提高到300Kpa——500Kpa清除了地基的疏松和不均匀性。
国内典型工程：
（1）石油七厂渣油催化裂化装置抛石填海地基处理工程
处理面积：44712.5㎡ 夯击能级量：3000KNm
（2）连大窑湾港区填海地基强夯试验 试验区强夯工程
处理面积：36万㎡ 夯击能级量：1000--1800KNm
（3）神建、漳州后石电厂填海地基处理工程
处理面积：20万㎡ 夯击能级量：4000KNm
（4）北京天通苑B03大坑
处理面积：31万㎡ 夯击能级量：200—260KNm
（四）可液化砂土类地基
采用1000KN·m——2000KN·m能量夯击后，承载力由100Kpa——150Kpa提高到220Kpa——250Kpa采用2500KN·m——4000KN·m能量夯击后，承载力由100Kpa——180Kpa提高到350Kpa以上，消除了砂土液化。
国内典型工程：
（1）山西省纺织设计院办公楼、宿舍楼液化地基处理工程
处理面积：2988㎡ 夯击能级量：1000KNm
（2）52799部队通讯楼、办公楼、水塔地基加固工程
处理面积：4149㎡ 夯击能级量：1320—2500KNm
（3）太原电视台主体大楼液化地基处理工程
处理面积：3000㎡ 夯击能级量：6250KNm
三、强夯法的优点和效果
1、施工设备、工艺简单。仅用一台起重机和重锤即可施工，操作简便，施工管理和质量控制都较容易。
2、适用土质范围广。能加固各类软弱地基，特别是碎石类填土地基。
3、加固效果好。夯后一般地基强度可提高2——5倍。压缩性可降低2——10倍，施工期间沉降量可达设计荷载下沉降量的60%——90%，加固影响深度可达6——10m，同时可防止地震区砂土液化，和消除或降低大孔土的湿陷等级。
4、工效高、施工速度快。每台设备每月可处理地基面积5000——10000m2，比桩基可加快工期1——2倍。
5、节约投资。根据夯击类型不同，强夯法处理地基与桩基相比可节省投资50%以上。
6、节约材料。可全部节省地基所用钢材、木材、水泥等材料。
常用软土加固方法经济比较
加固方法
强夯
砂井预压
挤密砂桩
钢筋混凝土桩
化学拌合法
造价比
0.3
1.0
2.0
4.0
4.0
四、强夯加固的效果检验
常用的检测手段静力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、载荷试验及取样进行室内试验。
五、强夯施工存在问题
因强夯施工方法是利用夯锤巨大冲击能和冲击波反复夯击地基左表面，由此产生的噪音与振动波对周

围的建筑物和居民将造成一定的影响，如何解决施工中扰民问题是施工中必须考虑的问题。对距离强夯施工现场﹤40m的建筑物要挖宽度1m、深度超过被影响建筑物基础深度的减振沟，以避免因强夯施工产生的冲击波可能对该建筑物造成的损害。施工中的噪音扰民问题最好采取白天施工，错开午休时间等措施，最大限度减少扰民。
强夯机械笨重，自行能力较差，转场需用大型拖车方能转场，因此应尽量减少强夯施工中的转场频率，以提高强夯机械的利用率。

实例六：北京市天通苑北苑生活区B03区高填方处理

一、概述
由北京顺天通建筑工程有限公司（以下简称甲方）承建的（B03）区居住小区，其主要建筑物为6层民用住宅，局部为3——4层建筑。该场地为一大坑，该坑南北方向465m，东西方向503m呈不规则分布。深度北部为7.60m，向南逐渐加深至30m左右，占整个大坑面积的80%。该坑形成是当地长年取土、制砖、挖砂造成。我公司（以下简称乙方）受甲方的委托承担了该大坑填土的强夯任务。
依据甲方要求、填土范围、建筑物地基标高，在填土加固范围内，分三层夯实，夯击能第一层为2000KNm，第二、第三层为2600KNm。依据天通北苑（B03）区大坑杂填土厚度分布图及地形标高，总工作量约26万。本方案是在原设计施工方案、施工组织方案、调整后施工方案及一层、二层强夯试验结果的基础上，主要按甲方的分层夯实标高编制的，因试验区较小、检测时间短，其结果有一定的局限性，而甲方提出的夯实厚度偏大，因此，施工过程中，因夯区变化、填土性质的不同，及时进行强夯试验检测针对实际加固效果及时调整施工方案。
二、施工组织方案
2.1强夯地基加固设计要求
2.1.1加固后地基承载力标准值为130Kpa。
2.1.2因该场地有大面积的明水，水位最深处可达7.3米，而夯实又要在水面上3米进行，其填土厚度较大，事实上，现有夯击能条件下不能影响到这一深度，而因上部建筑物基础底面距强夯未影响到的土层较深，按基础宽度的1.5倍考虑，上覆荷载不能影响到这一深度范围，同时，经填方时粗大块体的自密实，又因在夯实过程中这些无粘结力的砖石、水泥块体在水下的磨擦力降低，因此，该层土夯实过程中有夯实置换挤淤作用，因此第一层夯填土夯实标高为17米。
（1） 据甲方《天通北苑B03区大坑处理报告》的要求，及每层夯沉量计算第二层填土整平标高为25.5米，第三层填土整平标高为34米，如下表：

分层
底面标高（M）
填土标高
分层厚度（M）
夯击面积
夯击遍数
夯击能（KNm）
填土要求
第一层
5.70
17
11.3
69927.59
3
2000
渣土
第二层
16
25.5
8.5
84433.06
3
2600
素杂填土
第三层
24.5
34
8.5
106225
3
2600
素杂填土
合计

206586

2.1.3有明水地段第一层夯击能设计选用2000KNm，其它选用2600KNm。
2.1.4夯锤重为15—23.5T,直径为2.3—2.5米。
2.1.5依据场地回填土情况及试夯情况，2000KNm单点夯击数选8击，2600KNm单点夯击 、次数选10击，夯击遍数视现场回填土质量及成分，本次施工为3遍。即：第一、二遍为（2000—2600KNm）主夯，主夯完成后，将夯坑用推土机推平后，进入第三遍满夯（搭接夯），满夯夯击能为1000KNm，击数为3击，要求满夯夯印彼此搭接。
2.1.6夯击点布置是否合理直接影响夯实效果。本工程夯击点的布置依据规范要求并参照相关工程经验设计如下：
（1）夯击点布置形式：三角形
（2）夯点横、纵距离：4.0×3.5m
（3）满夯点间要求横纵向均搭接。
2.2 强夯法施工施工人员配置
项目经理：1人 项目总工：1人 项目副经理：1人 项目生产总调度：1人
质检员：18人 安全员：2人 材料员：1人 电工：1人
焊工：1人 测量员：18人 机长（司机）：9人 普工：27人
合计：81人
2.3 强夯法施工施工设备配置
履带式起重机：9台 推土机：2台 夯锤：13个 自动脱钩装置：9套
全站仪：1台 水准仪：10台
三、施工工艺及施工质量要求
1施工工艺
1清理并平整场地
2放线标出第一遍夯点的位置，并测量场地高程。
3设备就位，使夯锤对准夯点位置。
4测量夯前锤顶高程
5将夯锤吊起到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，测量锤顶高度，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，及时将坑底整平。

6重复步骤6.1.5，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6.1.3—6.1.6，完成第一遍全部夯点的夯击。
8用推土机推平夯坑，并测量场地高程。
9重复上述步骤，逐项完成全部夯击遍数，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。
10待超孔隙水压力消散后（检测孔隙压力），进行标贯取土和触探检测，并对比强夯后的效果。
11按要求进行第二层填土，然后重复上述步骤，完成第二层强夯施工。
12依上述施工方法分别完成各施工区的强夯试验施工。
2 施工质量要求
1高程、坐标控制点引到不受强夯影响使于测量使用的地方，稳定牢固。
2施工放线误差不大于2cm，夯后夯点中心位移不大于15cm。
3坑底面积倾角不大于30度.
4满夯有效加固深度不小于3米，夯印搭接不小于夯锤底面积的1/5。
5冻土深度小于0.5米时，将冻块击碎再夯，冻土厚度大于0.5米时不能施工。
6原状土与填土的交界处，夯实过程中将夯固区边界扩出2排夯点的距离。
7夯前夯后进行检测，根据检测结果指导下一步施工。
8施工中做好测量工作，并做好强夯施工原始记录，以免重夯或漏夯。
四、质量检测
1夯前检测：每层夯前对该层土进行如下测试：
1)动探：目的得出土的密实情况，均匀性。深度大于单层填土厚度。
2)取土试验：按勘察要求，取原状土样，测土的干密度、含水量、压缩性等。
3)静深：依据填土情况对素填土区域布置相应的静探孔。
2夯后检测 根据现场填土情况，夯完每一层后都应进行加固效果检测，应以动探、静探、波速、室内土工试验为主，其中，第三层采取静载荷试验，其它层不必做静载荷试验。
3因施工加固区较大，检测点的控制对单层夯固检测应以区域控制，多布动探孔，减少其它试验点，第三层夯后检测点按规范要求1个点/1000。