第一节 强夯法设计

采用强夯法加固松软地基一定要根据现场的地质条件和工程的使用要求，正确地选定强夯参数，才能达到经济而有效的目的。强夯参数包括：锤重和落距、最佳夯击能、夯点布置、夯击次数与遍数、两次夯击遍数的间歇时间和加固范围等。

一、锤重和落距

夯锤重 G （t）与落距 h （m）是影响夯击能和加固深度的重要因素。锤重和落距越大，加固效果越好。整个加固场地的总夯击能量（即锤重×落距×总夯击数）除以加固面积称为单位夯击能。强夯的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，并可通过现场试验确定。在一般情况下，对粗颗粒土可取 1000 ～3000kN·m/m ² ，对细颗粒土可取1500～4000kN·m/m ² 。

我国夯锤一般为 10～25t ，最大夯锤为 40t。夯锤确定后，根据要求的单点夯击能量，就能确定夯锤的落距。我国通常采用的落距为8～20m。对相同的夯击能量，常选用大落距的施工方案，这是因为增大落距可获得较大的接地速度，能将大部分能量有效地传到地下深处，增加深层夯实效果，减少消耗在地表土层塑性变形的能量。

也可根据要求加固土层的深度 H （m），按经验公式（2-3-1）选定强夯法所用的锤重 Q （ t ）和落距 h （m），即：

式中 K ——经验系数，一般取 0.4～0.7。

二、最佳夯击能

从理论上讲，在某一夯击能作用下，地基中出现的孔隙水压力达到土的覆盖压力时的夯击能称为最佳夯击能。对砂性土和粘性土，分别采用不同的确定方法。

（一）砂性土最佳夯击能的确定方法

在砂性土中，由于孔隙水压力增长及消散过程仅几分钟时间，见图 3-3-1。因此，孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加。为此，可绘制最大孔隙水压力增量与夯击次数（夯击能）的关系曲线来确定最佳夯击能，见图 2-3-2。当孔隙水压力增量随着夯击次数（夯击能）的增加而逐渐超于恒定时，可认为该砂性土所能接受的能量已达到饱和状态，此种能量即为最佳夯击能。

（二）粘性土最佳夯击能的确定方法

粘性土由于孔隙水压力消散慢，当夯击能逐渐增大时，孔隙水压力也相应地叠加，可按此叠加值确定最佳夯击能。应注意，孔隙水压力沿深度的分布规律是上大下小，而土的自重压力则是上小下大，因此，强夯的最佳夯击能应采用有效影响深度确定为宜。

三、夯点布置

（一）夯点布置

夯点可根据建筑物结构类型，按等边三角形、等腰三角形或正方形布置，见图2-3-3。

（二）夯点间距

夯点间距（夯距）的确定，一般根据地基土的性质和要求处理的深度而定。为了使深层土得以加固，第一遍夯点的间距，可取5～9m，以后各遍夯点间距可与第一遍相同，也可适当减小。这样才能使夯击能量传递到深处。下一遍点往往布置在上一遍夯点的中间。最后一遍是以较低的夯击能进行夯击，彼此重叠搭接，以确保近地表土的均匀性和较高的密实度。如果夯距太近，相邻夯点的加固效应将在浅处叠加而形成硬层，则将影响夯击能向深部传递。夯击粘性土时，一般在夯坑周围会产生辐射向裂隙，这些裂隙是动力固结的主要因素。如夯距太小时，等于使产生的裂隙重新又被闭合。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯点间距宜适当增大。

四、夯击数与夯击遍数

（一）夯击数

夯点的夯击数，应按现场试夯得到的夯击数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：

（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不大于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。

各夯点的夯击数，应使土体竖向压缩量最大，而侧向位移最小为原则，或最后两击沉降量之差小于试夯确定的数值为准，一般软土控制瞬时沉降量为5～8cm，废渣填石地基控制的最后两击下沉量之差为 2～4cm。每夯点夯击数，一般为 4～10 击，开始两遍夯击数宜多些，随后各遍夯击数逐渐减少，最后一遍只夯1～2击。

（二）夯击遍数

在整个强夯场地中，将同一编号的夯点夯完算作一遍。夯击遍数应根据现场地基土的性质确定，一般对透水性弱的细颗粒土层及加固要求高的工程，夯击遍数可适当增加。一般情况下，可采用2～5遍，前2～3遍为“间夯”，最后一遍以低能量（为前几遍能量的1/4～1 /5进行）“满夯”一遍，其目的是将松动的表层土夯实。

五、两遍夯击的间歇时间

间歇时间是指两遍夯击之间一定的时间间隔。两遍间的间歇时间取决于加固土层中孔隙水压消散所需的时间，一旦夯击后的孔隙水压力消散，地基稳定后，即可进行新的夯击作业。对无地下水或地下水位在 5m以下，含水量较少的碎石类填土或透水性强的砂性土，孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，消散时间只需3～4min，即可连续夯击。对粘性土或冲积土，由于孔隙水压力消散较慢，其间歇时间一般为3～4 周。目前国内有的工程在粘性土地基的现场埋设了袋装砂井（或塑料排水带），以便加速孔隙水压力的消散，缩短间歇时间，达到连续夯击的目的。

六、加固范围

当现场四周为外部没有夯击过和内部夯击过的边缘时，为了避免在夯击后的土中出现不均匀的边界现象，从而引起建筑物的差异沉降，必须规定对夯击面积增加一个附加值。放大宽度可自建筑物基础外侧边线增加处理深度的1/2～2/3距离，并不宜小于3m。

根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行测试，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。

七、加固影响深度

强夯法的有效加固深度与强夯工艺有密切关系，应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 2-3-1 预估。