表面夯实法

也称动力固结法,利用起吊设备,将10～25吨的重锤提升至10～25米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法；并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明：在100～200吨米夯实能量下，一般可获得3～6米的有效夯实深度。

1970年后，采用强夯法处理地基的工程日益增多。其显著的技术经济效果，引起工程建设部门的普遍重视。但强夯施工时的噪声和振动影响较大，在人群和建筑物密集的地方不宜使用。

将振动机械置于地基表面进行一定时间的振动,利用其激振力在土中产生的剪切压密作用,使一定深度内的土均匀增密，从而改善地基的力学性能。它适用于处理砂性土及松散性杂填土（炉灰、炉渣、碎砖瓦等）。

1960年以来,中国研制成一种激振力为100千牛，自重2吨、振动加速度为0.2ɡ（ɡ为重力加速度）的自行式振动压密机,振动密实厚度约1.2米,容许承载力可达120千牛/米2以上，而且具有良好的抗震性能。还有一种为滚筒式振动压碾机，振动力为300千牛,自重为13～15吨，变频范围为21.7～35赫，它由拖拉机牵引，边振动，边压碾；适用于山区的粘土夹碎石、岩石碎块等填土地基。碾压后的密实厚度为0.7～1.3米,容许承载力可达130～300千牛/米2。2100433B

20世纪50～60年代开始，中国在西北和华北等地区广泛采用此法处理厚度较薄的湿陷性黄土地基。锤重为2～3吨，锤底直径为1.0～1.5米。借助起吊设备，将重锤提升至4～6米高处使其自由下落，对基坑（槽）内预留的一定厚度的表层土进行夯击。在同一夯位夯击8～12次，可获得1～2米的有效夯实深度。

在粘性土和杂填土地基上进行重锤表层夯实时，应在土的含水量符合或接近最佳含水量的条件下，夯至控制下沉量为止。 控制下沉量系指在同一夯位夯击最后2次的平均下沉量:对粘性土和杂填土地基为1～2厘米;对砂性土地基为0.5～1厘米。

重锤夯实法表层夯实法

又称重锤表面夯实法。锤重一般为20～40kN，落距3～5m。锤重与锤底面积的关系应符合锤底面上的静压力为15～20kPa的要求。适用于夯实厚度小于3m、地下水位以上0．8m左右的稍湿杂填土、粘性土、砂性土、湿陷性黄土地基。由于锤体较轻、锤底直径和落距较小，产生的冲击能也较小，故有效夯实深度不大，一般为锤底直径的一倍左右。

1、夯实机具

主要有起重机和夯锤。起重机使用带有摩擦式卷筒的起重机或其他起重设备将锤吊起。锤的形状为截头圆锥体，使用钢筋混凝土制作，其底部为钢板，锤体内充填废铁以使重心降低。

2、夯实宽度

基坑夯实宽度应大于基础底面尺寸。基坑每边应比设计宽度加宽不小于0．3m进行夯实。 预留土层厚度 夯实前，基坑底面标高应高出设计标高(预留夯实土层)。预留夯实土层厚度等于试夯时的总下沉量加5～10cm。

3、最佳含水量

夯实应在最佳含水量条件下进行，最佳含水量由室内击实试验求得。当土的天然含水量小于最佳含水量的2%以上时，应向基坑加水至最佳含水量，基坑浸水一昼夜后方可夯实。当土石含水量过大时，可在其上铺设顺水材料如干土、生石灰、碎砖等或换土。

4、夯实标准

通过试夯确定夯击遍数。当最后两遍的平均夯沉量不超过以下数值时停夯：粘性土和湿陷性黄土1．0～2．0cm；砂性土0．5～1．0cm。分层夯实填土时，每层虚铺土厚度应通过试夯确定，一般相当于锤底直径。

5、夯实顺序

在条形基坑和大面积基坑内夯击时，按一夯挨一夯顺序进行。在独立柱基基坑内夯实时，一般采用先周边后中间或先外后里的顺序进行。

重锤夯实法强力夯实法

当锤重为80～300kN，落距为6～25m，单次夯击能量大于800kN·m，用于处理杂填土、碎石土、砂性土和稍湿的粘性土时称为“强力夯实法”，简称“强夯法”；用于处理饱和粘性土时称为“动力固结法”。强力夯实法可大幅度提高地基强度，降低地基可压缩性，改善地基抵抗振动液化的能力和消除湿陷性地基的湿陷现象。由于锤重和落距较大，产生的冲击能也较大，故有效夯实深度亦大，最大已达10余米。

1、夯击参数

包括单点夯击能和最佳夯击能。

(1)单点夯击能。等于锤重×落距。按公式H=α(Qh/10)1/2计算。式中H为夯击土层厚度，m；Q为锤重，kN；h为落距，m；α为修正系数，一般取0．5～0．6。

(2)最佳夯击能。在夯击能作用下，地基中出现的孔隙水压力达到土的自重压力时为最佳夯击能。最佳夯击能的确定，对于粘性土，根据孔隙水压力的叠加值确定；对于砂性土，根据最大孔隙水压力增量与夯击能的关系曲线确定(孔隙水压力增量随夯击能增加而逐渐趋于定值时)。

2、夯实机具

主要包括夯锤、起重机和脱钩装置。

(1)夯锤。锤重根据处理土层的厚度、锤底面积和落距确定。夯锤可用铸钢制成，也可用钢壳内填混凝土作成，形状为方形或圆形，底面尺寸根据土类确定：砂性土和碎石土采用2～4m²；粘性土采用3～4m²。

(2)起重机。使用履带式的。国外制作出专用的三角架和轮胎式强夯机，可吊400kN夯锤，落距可达40m。当锤重不超过起重机的卷扬机起吊能力时，夯击工艺可采用单缆锤击法。

(3)脱钩装置。当锤重超过起重机的卷扬机起吊能力时，不能采用单缆锤击法施工，这时可利用滑轮组和借助脱钩装置来起落夯锤。将夯锤挂在脱钩装置上，起重机将夯锤吊到规定高度，利用脱钩器使夯锤自由下落。

3、夯击施工

主要包括夯击范围、夯点布置、夯击遍数和间歇时间。

(1)夯击范围。一般略大于建筑物的范围，通常宽出尺寸为(0．5～1．0)H(H为所需夯实土层的厚度)。

(2)夯点布置。夯点之间必须保持一定距离。饱和软粘土必须多遍夯击，前几遍是间隔夯，最后一遍是低能量满夯，其落距为2～4m。

(3)夯击遍数。一般为1～8遍。粗颗粒土夯击遍数可少些，细颗粒土夯击遍数可多些。国内常用2～3遍。

(4)间歇时间。强夯饱和粘性土时必须等待孔隙水压力消散后，方可进行下一遍夯击作业。由于饱和粘性土中孔隙水压力消散需要时间比较长，故间歇时间不能小于4周。

(5)夯击效果检验。可采用旁压试验、静力触探、标准贯入试验等原位测试方法检验夯实效果。

重锤夯实法于上世纪40年代首创于苏联，用于处理厚度较小的湿陷性黄土地基。中国于50年代引进这项技术，主要在西北和华北地区用于处理浅层湿陷性黄土和杂填土地基。强力夯实法在本世纪60年代由法国麦纳德技术公司首创，由于方法简单、经济、施工快，所以很快就传播到世界各国，在几十个国家近千项工程中得到应用。中国于70年代末开始进行强力夯实法试验研究，并在数百项工程上正式使用成功，均取得良好的技术经济效果。