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地基处理----强夯法

一、强夯分类概述

强夯法又名动力固节法或动力压实法.这种方法是反复将很重的锤(一般

为10~40T)提到高处使其自由落下(落距一般为10~40米)给地基以冲击

和振动，从而提高地基的强度并降低其压缩性。

强夯法处理地基是60年代末由法国Menard技术公司首先创用的。开始

时仅用于处理砂土和碎石地基，后来由于施工方法的改进和排水条件的

改善,逐步推广应用到细粒土基地。强夯法由于具有加固效果显著、适用

土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工

文明和施工费用低等优点，很快就传播到世界各地。

强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地

基。它不仅能提高地基土的强度、降低其压缩性、还能改善其抗振动液

化的能力和消除土的湿陷性，所有还常用于处理可液化砂土地基和湿陷

性黄土地基等。

强夯法虽然适用土类很广，但对于饱和度较高的粘土性，用一般强夯处

理效果不明显。针对这类情况，国内相继进行了大量试验，采取强排水

加强夯和置换强夯取得了很好的效果。目前在南方己广泛使用。(强排

水加强夯首先就是在小范围(约1万M2)内采用高真空泵排地下水，减

少土壤中的水量，然后用强夯加固土体。)

二、原理及加固机理

(一)强夯原理

1﹑强夯法处理地基是利用夯锤自由落下的冲击波使地基密实。这种由
冲击引起的振动在土中是以波的形式向地下传播的。

2﹑强夯理论认为:压缩波大部分通过液相运动，使孔隙水压力增大，同

时使土粒错位，土体骨架解体，而随后到的剪切波使土颗粒处于更密实

的状态。

(二)加固机理

1﹑填石层强夯:用冲击型动力荷载，使填石﹑填渣等粉碎,填石层中的孔

隙体积减少，石层变得更为密实，从而提高其强度。检验指标主要是密

度和变形模量。(如禄口机场强夯﹑连云港Grs区强夯等)

2﹑填土强夯:用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙体积减少，土体变得

密实，从而提高其强度。检测指标主要是强度和变形模量。(如熊猫新

港区强夯﹑江宁天正基地强夯等)

3﹑粉土﹑砂土面强夯:用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙体积减少，

土体变得密实，从而提高其强度。检测指标主要是强度和变形模量，抗

液化性等。(如宿迁电厂强夯﹑龙潭物流强夯等)

4﹑非饱和强夯:用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙体积减少，土体

变得密实，从而提高其强度。检测指标主要是强度和变形模量，湿限性

等。(如黄土区强夯﹑华新挖方区强夯等)

以上四种均可理解为一种机理,即土体是由固相﹑液相和气相三部分组

成。在压缩波能量的作用下,土颗粒相互靠拢，因为气相的压缩性比固相

和液相的压缩性大得多，所以气体部分首先被排出，颗粒进行重新排列，

由天然的紊乱状态进入稳定状态，孔隙大为减少，当然，在波动能量作

用下，土颗粒和期间的液体也受力而可能变形。也就是说，非饱和土的
夯实过程，就是土中的气相被挤出的过程。

5﹑饱和土强夯:因为上覆土垂直向的总应力保持不变，超孔隙水压力逐

渐增大，使垂直应力减小，因此这种应力变化的结果在地基中产生很大

的水平拉应力。这种应力梯度就使土体在垂直方向上产生大量微裂缝，

大大增加了孔隙水排出的通道，使饱和细粒土体的渗透系数增大，于是

使具有很高压力的孔隙水能沿这些通道顺利溢出，加速饱和土体的固

结，增强土体强度。

当然，这种强夯必须采取一定辅助措施，如强降水，施打排水片等，首

先先小能量，逐渐加大能量，不能破坏土体结构。检测指标主要是强度

和加固深度。(如崇明机场强夯,海港新城强夯等)

6﹑浅层置换强夯:在土体表面铺设一定厚度的渣料(石渣﹑矿渣等)。在

冲击型动力荷载作用下，一方面使填渣层的孔隙体积减少，一方面又对

下面土体间接加固，从而在场地表面形成一层硬壳层，达到处理地基的

目的。检测指标主要是强度和加固深度。(如马钢料场强夯、沙钢料场

强夯等)

7﹑深层置换强夯:在强夯过程中，采用柱状锤锤击，在夯坑内填块石﹑

碎石﹑砂等其他颗粒材料，通过夯击排开软土，从而在地基中形成块(碎)

石墩，由于块(碎)石墩具有较高的强度，因此和周围的软土构成复合地

基,其承载力和复合模量大大提高，而且(碎)石墩中的空隙为软土的空隙

水排出，提供了良好的通道，从而缩短软土的排水固结时间。增强地基

的整体强度，检测指标主要是强度和加固深度。（如连云港中海集装箱

堆场强夯﹑洋山港填海强夯等）
三﹑信息化施工

由于强夯法的设计理论尚不成熟，夯击时地基土的动力性质又不十分明

确，以及地基土状态变化多端等原因，在采用强夯法时必须进行现场试

夯或实验性施工。为提高强夯法施工的质量，并保证处理后地基的均匀

性，日本首先采用了信息化施工方法