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强夯技术效果

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之间。
1.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。
3）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。
2.强夯技术效果
2.1 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
2.2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
2.3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2500KN·m——4000KN·m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 
2.4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 
3.强夯法的优点和效果 
3.1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。 
3.2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。 
3.4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。 
3.5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。 
3.6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。 
3.7节约材料。可全部节省地基所用钢材、木材、水泥等材料。
4.施工措施及缺点
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。 
另外强夯机械笨重，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。
这种方法在高压缩性的淤泥质黏土中也有不足之处。
实例一:宣大高速公路阳原养护工区房建基础湿陷性黄土强夯处理
1. 概况及地质条件
宣大高速公路阳原养护工区建筑物高1层——3层，自然地坪下3m——7m为Ⅰ级非自重湿陷性黄土，湿陷系数0.032，下部10m厚为砂层，地下水位深在16m以下，湿陷土层上部存在一层2m中密硬
塑的古土壤层。天然土地基承载力在110Kpa——130Kpa之间。原地基处理方案采用碎石桩，但由于土壤层的存在，桩管入土阻力太大，施工进度缓慢，机具损伤严重建设单位难以承受，改用强夯处理。
处理面积11823.67m，施工时间2000年7月12日——8月10日。
2.地基处理的目的与要求：
2.1消除地基土的湿陷性。
2.2地基土承载力fk>180Kpa。
3.施工参数及工艺：
强夯分二遍进行。夯击能为2000KN·m，落距11.2，梅花形布点，夯点间距4m，夯击数8击——10击，分二次隔行夯击完成。最后一遍为满夯，夯击能1000KN·m，锤重13KN，落距7.7m，夯点搭接1/4，夯击次数2击。
4.处理效果：
4.1经检测，加固影响深度7.0m，全部消除了湿陷性达到了预
期目的。
4.2地基承载力fk>180Kpa。
4.3夯前后干密度Pd变化见图-1
5.经济效益比较：
经测算，强夯法施工与碎石桩施工相比可节约投资40%。

实例二： 石黄高速小榆林支线公路
桥头地基处理及检验结果分析
1.概述
石黄高速公路小榆林支线，全长23km，路基地基土土质松软、含水量高、孔隙比大，地下水埋
藏浅，属软土地基。为防止路基基础沉降过大、消除或减小路桥桥头跳车现象，对本工程的十六座
桥的桥基进行了加固处理，即先回填旧路路面的弃渣，后进行强夯加固的方法处理地基。提高了地
基的承载力并降低地基土的压缩性，取得了良好的加固效果。
2.工程地质概况
小榆林支线K3+205.5中桥位于深州市榆科镇下搏村北，据钻探资料可知地质情况自上而下，叙述如下：新近沉积粉质粘土，（〈2〉层），层厚1.4m，浅黄色，软塑，标贯击数16击，Es=6.9MPa，f=130Kpa；新近沉积粉质粘土（〈3〉层），层厚1.4m，浅灰色，硬塑，标贯击数31.6击，Es=3.44MPa,f=100Kpa;新近沉积粉质粘土(<4>层),很薄,大约厚0.4—0.6m，棕红色,软塑；新近沉积粉质粘土(<5>层),层厚3.8m,浅灰色，流塑，标贯击数47击，Es=4.35MPa，f=90Kpa；粉土（〈6〉层，层厚1.10米,浅黄色,流塑,振动析水,标贯数47击,Es=4.35MPa,f=140Kpa；粉质粘土（〈7〉层）层厚2.6米，浅灰色硬塑，中下部见小贝壳，标贯击数52击，Es=7.16MPa，f=200Kpa。各土层主要物理力学性质见表1。
表1 各土层主要物理力学性质
地层
W
干密度
e
Sr
Ip
II
&
C
a
Es
编号
%
g/cm

%

(.)
kpa
Mpa-1
Mpa
<2>
27.8
1.40
0.944
66.1
11.8
0.56

0.300
6.9
<3>
22.3
1.40
0.955
63.1
9.3
0.55

0.580
3.44
<5>
32.0
1.30
1.133
78.5
21.3
0.39

0.980
2.11
<6>
28.3
1.44
0.899
86.0
10.7
1.02
38.0
12.4
0.384
4.35
<7>
27.3
1.54
0.869
93.1
15.0
0.54

0.263
7.16
由表1可以看出，由于桥头地质条件较差，为减小施工后地基沉降对路面产生的不良影响，采用强夯法对地基进行了加固处理。
3.强夯法加固地基主要设计参数
小榆林支线有16个桥头，两侧台背基础需进行强夯加固，强夯施工前，在拟加固的场地内，回填0.8—1.0m厚旧路面弃渣垫层进行地基土置换，为使在强夯施工中孔隙水压力迅速消散，需进行现场试验确定强夯试验的技术参数和地基处理效果。其主要设计参数包括：有效加固效果、单位夯击能、夯击次数、夯击遍数、时间间隔、夯击点布置及处理范围等。
通过夯击前试验确定如下施工参数：（1）主夯点采用18t重夯锤，起吊高度11.2米，夯击能为2000KN·m，夯击次数为10击，最后两击沉降差小于3cm，最后一击沉降量小于5cm，夯坑周围地面没有发生过大的隆起。（2）点夯完毕后，采用间隔一周，平整场地，进行低能量满夯采用15—18t夯锤，夯击能量为1000KN·m，夯击次数为2击。
4.施工检测
采用DPP—100（Ⅱ）型钻机，三重管单动取样器采取原状土试样进行室内试验和野外原位测试（标准贯入试验和重型动力触探试验）相结合的方法进行对比试验。为了便于强夯前后的对比和沉降计算，强夯施工前在K3+205.5中桥桥头位置打了2个30米深的取样孔（0—3m为探井），取得了强夯前地基土的物理力学参数，强夯后又施行了相同的检测手段。
4.1 强夯前后检测工作量
两次检测工作量见表2。

类别
数量
深度
试验次数
试样
室内试验
（个）
米
次
原状样
扰动样
常规
高压
取样,标贯孔
2（4）
15-30(8-12.8)
9(10)
29(23)
2(2)
31(38)
13(5)
重型动力触探孔

8(9)
64(117)

4.2 检测数据统计及分析
4.2.1 强夯前、后测试试验结果
由表3可以看出，强夯后〈2〉--〈6〉层地基土标贯实测锤击数都有不同程度地增大，特别是
含水量较小的〈2〉、〈3〉层较为明显。重型动力触探结果（见表4）表明，〈2--〈6〉层击数都
有所提高。
表3 标准贯入试验成果
地层编号
<2>
<3>
<5>
<6>
<7>
实测击数
5.5(8)
3.7(5)
1.9(2.7)
6(6.5)
7.5(8)
表4 重型动力触探结果
地层编号
<2>
<3>
<4>
<5>
<6>
<7>
实测击数
2.2(3.5)
2.4(3.5)
2.5(3)
1.9(3.6)
4.7(7.5)
5.5(4.4)
4.2.2 强夯前、后承载力
由表5可以看出，〈2〉--〈6〉层承载力标准值也有所提高。
表5 各层地基土承载力标准值
地层编号
<2>
<3>
<4>
<5>
<6>
<7>
fk/kpa
130（160）
100（140）
100（100）
90（105）
140（160）
200（200）
4.2.3 强夯前、后地基沉降量
强夯前、后桥头的沉降量分别为24.4cm、16.6cm，夯后比夯前减小约8cm，按工后期沉降占最
终沉降量的50%计算，强夯处理后的沉降为8.3cm，未处理时的沉降量为12.2cm，强夯处理后的工后
期沉降量比未处理的工后期沉降量减小了约4cm。说明强夯对减小桥头地基的工后期沉降量起到了
一定的作用。
5、结论与建议
1）从以上分析可以看出，强夯使浅部〈2〉、〈3〉层（含水量较低）的承载力提高幅度较大，
对〈4〉层粘土产生的效果不明显，〈5〉层的粉质粘土及〈6〉层粉土也有较明显的加固效果。
2）本次强夯的有效加固深度约为地面下6—6.5m。若按工后期沉降占最终沉降量的50%计算，
则工后期沉降为8.3cm，可以满足工后期沉降量不大于10cm的要求。
3）为更直接验证桥头强夯地基处理的效果和本次沉降计算结果的可靠性，也为今后桥头、路基
等地基处理积累经验，建议埋设专门的沉降观测点，进行施工期和工后期的沉降量观测。
实例三： 保阜公路三期工程高填方路基强夯加固
1.前言
保阜公路三期工程总长约48公里，全部在山区修建，沿途山高沟深，地形复杂，大部是在旧路基础上改造完成，强度不均匀，沉降不均匀，处理不当危险极大。部分路段填方较高压缩性较大，均匀性差，需进行加固处理，而一般的施工机械对于含碎石较多的土质压实效果并不理想，且周期比较长，没有沉降固结的时间。采用强夯法处理能达到理想的效果，且周期短，见效快，在短时间内完成路基沉降，能使其新填路基与旧路基强度一致。并能使路基下一定深度内土体得到加固。
2.根据该工程具体特点及工程地质条件，制定以下施工设计方案：
2.1 强夯设计参数
2.1.1全部新填土路基的主要设计参数：
2.1.1.1采用点普结合的方法：一遍点夯，一遍普夯。
2.1.1.2落距：点夯夯击能2000KNm，夯锤落距H=11.2m；普夯夯击能： 900KNm H=5.0m。
2.1.1.3点夯间距及范围：
点夯采用梅花形布置，点与点间距4m，路基边角处适当调整，夯点距路基边线1m，涵洞上方及两侧5m内不夯。
2.1.1.4夯击击数：
点夯10击，普夯2击，记录点夯的最终沉降量。
加固深度：
有效加固深度为5m，对于填方超过5m的地方,建议采用二步夯。即填到5m厚时进行一步强夯，再填到设计标高时进行二步强夯。
2.1.2半填半挖路段的主要设计参数
2.1.2.1采用点普结合的方法：一遍点夯，一遍普夯。
2.1.2.2落距：点夯夯击能2000KNm，夯锤落距H=11.2m；普夯夯击能：900KNm，H=5.0m。
2.1.2.3点夯间距及范围：
矩形间加梅花点布置，点与点间距4m，边角处适当调整，由挖填结合部至路基边线1m处。涵洞上方及两侧5m内不能强夯。
2.1.2.4夯击击数：
点夯10击，普夯2击，记录点夯的最终沉降量。
2.1.2.5加固深度：
有效加固深度为5m，对于填方超过5m的地方，建议采用二步夯。
对于挖方部分如是岩石可不进行强夯，如是土质则应进行强夯。2.1.3旧路拓宽的主要设计参数
2.1.3.1采用点普结合的方法：一遍点夯，一遍普夯。
2.1.3.2落距：点夯夯击能2000KNm，夯锤落距H=11.2m；普夯夯击能：900KNm，H=5.0m。
2.1.3.3点夯间距及范围：
矩形间加梅花点布置，点与点间距4m，边角处适当调整，由挖填结合部至路基边线1m。为使路基较均匀，建议将旧路面清除，路基填到设计宽度时，整体进行强夯。涵洞上方及两侧5m内不能强夯。
2.1.3.4夯击击数：
点夯10击，普夯2击，记录点夯的最终沉降量。
2.1.3.5加固深度：
有效加固深度为5m，对于填方超过5m的地方，建议采用二步夯。
3.质量检测
在强夯施工过程中应严格按有关规范进行，施工完毕后应对加固路基进行质量检测，测试手段按路基施工有关规程规范要求进行。
4.质量保证措施
每个施工队的质检员应跟班检验施工质量，严格按施工组织设计进行施工。测量强夯点沉降量，并做好记录，随时接受甲方及监理的检查。发现异常问题，及时向甲方及监理汇报，并及时处理。
5.部分地段强夯处理后观测结果
5.1 K10+310——K10+405段，长95m，属新填方路基，填高6——10m，点夯8——10击，满夯二击，夯坑平均沉降量55cm，满夯后经检测对比夯后路基比夯前路基平均下沉15——20cm。
5.2 K10+431——K10+559段，长128m，属旧路基扩宽路段，拓宽部分填方厚4——10m，点夯9—11击，满夯二击，夯坑平均沉降量93cm，满夯后经检测对比夯后路基比夯前路基平均下沉30—35cm。
5.3 K10+560——K10+610段，长50m，属新旧路基结合部分，填高6——10m，点夯8——10击，满夯二击，夯坑平均沉降量81cm，满夯后经检测对比夯后路基比夯前路基平均下沉40——45cm。
6.实验检测强夯处理效果
6.1强夯施工前后对实验场地进行了动力触探对比实验，结果如下：

夯前动力触探实验数据表
触探深度
桩号
0-1m
1-2m
2-3m
3-4m
4-5m
K10+330
6
8
8
12
10
K10+550
4
6
4
6
2
K10+600
4
4
3
2
4
K19+150
2
2
3
4
4
夯后动力触探实验数据表

触探深度
桩号
0-1m
1-2m
2-3m
3-4m
4-5m
K10+330
12
20
25
25
30
K10+550
12
18
18
18
20
K10+600
12
18
20
20
28
K19+150
6
20
22
24
24
7.结论
通过这次强夯加固，针对工程状况得到以下结论：
7.1新填路基强度比较好，点夯沉降量较小，但差异较大，主要原因有：填方厚度不一致，碾压不均匀或路基承载力不均匀等。如不采取处理措施将导致路基产生不均匀沉降造成路面局部下沉、横、纵向开裂。
7.2部分旧路基非常松散固结不均匀，主要原因是原路基在修建过程中受工程条件限制没有充分压实，另外通车后长期超负荷运行基础强度已经受到不同程度的破坏，利用原有旧路基时必须经过加固处理，否则将直接影响工程质量。
7.3新高填方路基基础比较松散或者存在较软地层，承载力不均匀，且高填方路基自重比零填方路基承载力要大，对填方超过4m的地段进行强夯是有好处的，强夯前后对比检验结果比较明显。
7.4本工程大部分地段在旧路基基础上拓宽从新填筑而成，形成新、旧路基结合问题。由于其山区地形复杂，填料材质不均匀，碾压效果不一等因素将直接影响结合部的稳定，所经对新旧路基结合部等特殊地段须进行处理，否则，通车后可能造成路面横、纵向开裂或因沉降不均出现跳车现象。
7.5对于山区公路施工，有不少半填半挖地段，受地形及地质条件制约，挖方段的地基承载力有时比填方碾压段的承载力要低，因此挖方段如不进行加固处理，将直接影响工程质量，所以对挖方段的强夯处理是必要的。
通过上述实例我们认为强夯加固处理高填方、半填半挖、砂石和土石混填、新、旧路基等路段不仅提高了路基基础的强度和密实度，在强夯加固过程中产生的冲击波影响深度已远远超过所加固填方路段的厚度，因此不必再对路基的软弱下层进行挖掘换填，从而提高了工作效率，缩短工期，减少成本，达到最佳性价比。

实例四：北京大兴亦庄星岛嘉园三期工程强夯法地基处理

1.工程概况
星岛嘉园三期（六、七、八、九、十和十一号）楼工程是由北京汇瀛房地产开发公司投资建设，由北京华物建筑设计顾问有限责任公司设计。工程地点位于北京大兴区亦庄镇，工程地基处理拟采用强夯法处理地基，强夯采用能级为4000KN·M，梅花形布点。处理宽度自构筑物基础边缘外加一排保护夯，基坑的开挖底面积为最外圈保护夯点边界外扩4米，采用放坡开挖，放坡系数为0.75。
2.强夯参数设计
强夯分三遍进行主夯。能级均采用4000KNm，主夯点按4.0m×3.5m等腰三角形式布置。满夯能采用1000KNm，击数为2—3击，夯印搭接1/4锤径。
3.试夯
在正式施工前，选择一面积为20×20m的非承重基础地基部分进行试夯，试夯能级按设计要求为4000KN·m，停锤标准： 要求240Kpa，地基承载力的最后两击平均沉降量≦8cm；210Kpa地基承载力的最后两击平均沉降量≦10cm。施工顺序如前所述，通过试夯应确定下列参数：
1、强夯机具性能，夯锤重量和夯锤落距；
2、单点夯击次数和夯入度；
3、夯遍间歇时间；
4、有效加固深度。
4.强夯施工方法
4.1施工前，首先要对业主提供的坐标点进行复测，同时平整场地并测量地面标高，然后定位放线、布置夯点。
4.2强夯主机和夯锤就位后，要对夯锤的落距进行测量，并采取措施，使其在夯击过程中不被改变，保证每击均达到设计单击夯击能，同时测量锤顶面标高。
4.3将夯锤起吊至预定高度后脱锤，夯击地面，测量锤顶面标高，计算单击夯沉量，如此反复，当达到设计夯击数后，将主机及夯锤移至下一个夯点，重复上述步骤，直至完成所有第一遍主夯点施工。
4.4夯后用推土机推平夯坑并整平场地，测量夯后标高，布置第一遍主夯点，施工方法、与第一遍施工方法相同。如此反复，直至完成第三遍主夯点施工。
满夯施工时，不再进行夯点布置和测量夯沉量，仅控制夯击数、夯锤落距和夯印搭接情况即可。
5.主要技术措施
5.1施工前由施工员在施工图上对夯点进行编号，施工对号进行，防止漏夯。
5.2夯锤落距在施工前由各机组测量员、机长共同施测，并做标识，质检员复测确认，施工过程中由测量员控制。
5.3夯击数由测量员控制，并具体负责签写《强夯施工记录》。
5.4技术负责人应对地基土的含水量随时进行检测，土的天然含水量达到塑限含水量土2%，夯击效果理想。如果含水量偏高，夯后夯坑不应立即回填，以便水分挥发，如果含水量偏低，应采取措施适量洒水增湿。
5.5质检员按《建筑工程质量检验评定标准》（GBJ301—88）的有关要求采用随机抽样的办法对每一遍夯点施工的保证项目和允许偏差项目进行检验，并填写《分项工程质量检验评定表》。
6.强夯工程施工质量控制标准
6.1强夯施工的锤重、锤底面积、落距、夯点布置、夯击遍数、夯击数、最后两击平均夯沉量、主夯后地面下沉量、终夯后地面下沉量均符合施工设计要求。
6.2强夯施工工艺符合设计要求；
6.3强夯地工基允许偏差项目满足下列要求；
6.3.1定位放线控制点位移≦20mm；
6.3.2夯点放线与设计图纸要求误差≦50mm；
6.3.3夯击点中心位移≦150mm；同时控制夯锤就位误差不得超过50mm；
6.3.4顶面标高≦±20mm；
6.3.5表面平整度≦30mm。
实例五： 邯长高速强夯处理湿陷性黄土及填土地基

邯长高速公路更乐至冀晋段长13.8Km，地处山区半山区，高低不平，存在着大量湿陷性黄土和填方路基。湿陷性黄土和填方地段均经强夯加固。强夯基本采用等边三角形布点，点距4m，夯击能量为2000KNm。8个夯机施工，施工面积约300000㎡，施工期2003年4月——2003年12月。特别值得一提的是在该路段施工过程中我们发现处理了一批墓穴和土洞。
土洞位于K11+430至K11+496区域，在清表前是一片种有小麦的耕地在清表后经过合格的碾压，没有发现任何异常情况，均为湿陷性黄土，属填方前需强夯处理的路段。2003年5月23日上午我公 司强夯机具进入该区，开始强夯施工。地基经过强烈的冲击发现2个墓穴。上午时，又连续发现了3处土洞。24日下午该路段强夯处理完毕，共发现墓穴3处，土洞18处，处理面积2800。
该路段墓穴均为石拱结构，深约2m，面积约3，是年久无主老坟。18处土洞洞顶上部土层0.3—1m，土洞深度1.5—2m，形状呈椭圆锥形，面积1--2㎡。墓穴、土洞如不进行处理，强夯施工根本无法正常进行，并存在很大危险。我们发现土洞、墓穴后，立即暂停施工，并及时通知业主、总监办及项目部。各部门领导全部到场，查看后一致认为除了墓穴外，其它洞穴是多年形成的土洞，属不良地质现象。
根据我公司多年的施工经验及对当地的地形、地貌、地质条件的研究分析，我们认为：
1.土洞的成因及发育
土洞按其成因可分为地下水冲蚀（侵蚀）和地面水冲蚀形成二
大类。该处土洞以地面水冲蚀形成为主。地面水通过土中裂缝，生
物孔洞等通道渗入地下，借冲蚀作用，土洞将自上而下的逐渐形成。
土洞或地表塌陷的形成和发展，受区域地质、水文地质、岩溶发育，
地表排水及地下水动力条件等诸多因素的影响。亲水，具湿化性的
土层容易形成土洞。土质厚薄对土洞的形成，由土洞发展到地表塌
陷所需的时间及塌陷形成后的断面形状都有一定影响。地面水作用
形成的土洞，只要具备土洞发育条件，水的补给又充裕，不论土层
厚薄均可成塌陷，土层薄仅表现在出现塌陷时间的先后。水是形成
土洞的外因和动力。因此土洞的分布规律必然服从于土与水相互作
用的规律。
2.本地土洞的特点
根据土洞的成因可以看出，形成土洞必须有水、亲水、具有湿化性的土层和地面水渗入地下的通道这三个必要条件。而当地是干旱缺水地区，年降水量偏少，地表水补给不充分，但其它条件具备。因此，本地土洞形成的规模较小，即单个土洞的面积深度较小，埋藏较浅，发育程度不大。现在发现土洞埋深0.3---1m，洞深1.5---2m，面积1---2。成群出现，密度较大，在K11+430至K11+496，仅仅66m长的路段内就发现18个土洞，并且有3个连续显现。较大型渗水通道旁容易形成土洞，本次在墓穴附近都发现了土洞。
3.土洞的勘察
土洞的勘察应在勘察设计阶段进行，可使用物探、钎探、钻探等方法。但根据本场地土洞地情况使用钎探、钻探方法工作量巨大；使用物探方法土洞太小，距地面过近，给物探工作增加了很大难度。现在该公路已到施工阶段，再搞勘察不太适合。
用压路机碾压也很难发现该地段的土洞，因为压路机的碾压轮宽度较大，影响深度较小，土洞面积较小，再加湿陷性黄土不浸水抗剪强度、抗压强度都较高。经过实践证明压路机在施工过程中不能发现土洞。
强夯施工能发现和治理浅层土洞。因为夯锤重量大，一个夯锤重15——20吨，龙门架支腿承担
很大的重量，如遇浅层土洞，土洞上部土层很难承受支腿压力而下陷，发现土洞。强大的冲击能，尤其是普夯对场地实施地毯式夯击，使土洞无一漏网。这已经过生产实践证明。
4.土洞对工程的危害
土洞发育的地段，是不利于建筑的地段。土洞不经发现和治理根本不能作为路基。不经处理的土洞场地，铺路使用后，在汽车轮的集中应力作用下，很可能出现地面塌陷，造成交通事故。由于地下存在空洞，在地面荷载作用下，会发生过大的沉降变形，使地面出现较大的不均匀沉降，甚至地面出现塌陷，使公路的使用寿命大打折扣，维修周期大为缩短。
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。
2.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。
2.1.2.1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，2600KN