(建筑施工手册)7地基处理和桩基工程(7-1-1 换填地基;7-1-2 夯实地基)

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1、建筑施工手册7 7地基处理与桩基工程地基处理与桩基工程7-17-1地基处理地基处理7-1-17-1-1 换填地基换填地基7-1-1-17-1-1-1 灰土地基灰土地基灰土地基是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰与土，在最优含水量情况下，充分拌合，分层回填夯实或压实而成。灰土地基具有一定的强度、水稳性和抗渗性，施工工艺简单，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。适于加固深 14m 厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。1材料要求（1）土料采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于 4 的粉土，土内有机质含量不得超过 5%。土料应过筛，其颗粒不应大于

2、 15mm。（2）石灰应用 III 级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁愈高愈好，使用前 12d 消解并过筛，其颗粒不得大于 5mm，且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分。2施工工艺方法要点（1）对基槽（坑）应先验槽，消除松土，并打两遍底夯，要求平整干净。如有积水、淤泥应晾干；局部有软弱土层或孔洞，应及时挖除后用灰土分层回填夯实。（2）灰土配合比应符合设计规定，一般用3：7 或 2：8（石灰：土，体积比）。多用人工翻拌，不少于 3 遍，使达到均匀，颜色一致，并适当控制含水量，现场以手握成团，两指轻捏即散为宜，一般最优含水量为14%18%；如含水分过多或过少时，应稍晾干或洒

3、水湿润，如有球闭应打碎，要求随拌随用。（3）铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度可参见表 71，夯实机具可根据工程大小和现场机具条件用人力或机械夯打或碾压，遍数按设计要求的干密度由试夯（或碾压）确定，一般不少于 4 遍。建筑施工手册灰土最大虚铺厚度表 7-1夯实机具种类石夯、木夯轻型夯实机械压路机重量（t）0.040.080.120.4610虚铺厚度（mm）200250200250200300备注人力送夯，落距 400500mm，一夯压半夯，夯实后约 80100mm 厚蛙 式 夯 机、柴 油 打 夯 机，夯 实 后 约100150mm 厚双轮（4）灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝

4、，上下两层的接缝距离不得小于 500mm，接缝处应夯压密实，并作成直槎。当灰土地基高度不同时，应做成阶梯形，每阶宽不少于 500mm；对作辅助防渗层的灰土，应将地下水位以下结构包围，并处理好接缝，同时注意接缝质量，每层虚土从留缝处往前延伸 500mm，夯实时应夯过接缝 300mm以上；接缝时，用铁锹在留缝处垂直切齐，再铺下段夯实。（5）灰土应当日铺填夯压，入槽（坑）灰土不得隔日夯打。夯实后的灰土30d 内不得受水浸泡，并及时进行基础施工与基坑回填，或在灰土表面作临时性覆盖，避免日晒雨淋。雨季施工时，应采取适当防雨、排水措施，以保证灰土在基槽（坑）内无积水的状态下进行。刚打完的灰土，如突然遇雨，

5、应将松软灰土除去，并补填夯实；稍受湿的灰土可在晾干后补夯。（6）冬期施工，必须在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量，当日拌合灰土应当日铺填夯完，表面应用塑料面及草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻降低强度。3质量控制（1）施工前应检查原材料，如灰土的土料、石灰以及配合比、灰土拌匀程度。（2）施工过程中应检查分层铺设厚度，分段施工时上下两层的搭接长度，夯实时加水量、夯压遍数等。（3）每层施工结束后检查灰土地基的压实系数。压实系数c为土在施工时实际达到的干密度d与室内采用击实试验得到的最大干密度dmax之比，即：c

6、d/dmax（7-1）灰土应逐层用贯入仪检验，以达到控制（设计要求）压实系数所对应的贯入度为合格，或用环刀取样检测灰土的干密度，除以试验的最大干密度求得。施工结束后，应检验灰土地基的承载力。（4）灰土地基的质量验收标准如表 7-2 所示。建筑施工手册灰土地基质量检验标准表 7-2项主控项目一般项目序12312345地基承载力配合比压实系数石灰粒径土料有机质含量土颗粒粒径含水量（与要求的最优含水量比较）分层厚度偏差（与设计要求比较）检查项目允许偏差或允许值单位数值法按拌合时的体积比现场实测筛分法试验室焙烧法筛分法烘干法水准仪检查方法载荷试验或按规定方设计要求设计要求设计要求mm%mm%mm551

7、52507-1-1-27-1-1-2 砂和砂石地基砂和砂石地基砂和砂石地基（垫层）采用砂或砂砾石（碎石）混合物，经分层夯（压）实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低地基的压实力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。砂和砂石地基具有应用范围广泛；不用水泥、石材；由于砂颗粒大，可防止地下水因毛细作用上升，地基不受冻结的影响；能在施工期间完成沉陷；用机械或人工都可使地基密实，施工工艺简单，可缩短工期，降低造价等特点。适于处理3.0m 以内的软弱、透水性强的粘性土地基，包括淤泥、淤泥质土；不宜用于加固湿陷

8、性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。1材料要求（1）砂宜用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂或粗砂，当用细砂、粉砂时，应掺加粒径 2050mm的卵石（或碎石），但要分布均匀。砂中有机质含量不超过5%，含泥量应小于5%，兼作排水垫层时，含泥量不得超过 3%。（2）砂石用自然级配的砂砾石（或卵石、碎石）混合物，粒级应在 50mm 以下，其含量应在 50%以内，不得含有植物残体、垃圾等杂物，含泥量小于 5%。2构造要求垫层的构造既要求有足够的厚度，以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的建筑施工手册宽度，以防止垫层向两侧挤出。（1）垫层的厚度垫层的厚度 z 应根据垫层底部软弱土层的承载力确定，即作用在

9、垫层底面处土的自重压力（标准值）与附加压力（设计值）之和大于软弱土层经深度修正后的地基承载力标准值（图 7-1），并应符合下式要求：pzpczfaz（7-2）图 7-1 垫层内应力的分布1-基础；2-砂垫层；3-回填土式中pz垫层底面处的附加压力值（kPa），可根据基础不同形式分别按以下简化式计算：条形基础pzb(p pc)（7-3）b 2ztgbl(p pc)（7-4）(b 2ztg)(c 2ztg)矩形基础pzb条形基础或矩形基础底面的宽度（m）；l矩形基础底面的长度（m）；p基层底面压力（kPa）；pc基础底面处土的自重压力值（kPa）；z基础底面下垫层的厚度（m）；垫层的压力扩散角，可

10、按表 7-3 采用；pcz垫层底面处土的自重压力值（kPa）；faz经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）。压力扩散角（）表 7-3建筑施工手册换填材料z/b0.250.50中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、卵石，碎石2030粘性土和粉土（8Ip14）623灰土30注：1当 z/b0.25 时，除灰土仍取30外，其余材料均取0；2当 0.25z/b0.5 时，值可内插求得。按公式（7-2）确定垫层厚度时，需要用试算法，即预先估计一个厚度，再按式（7-2）校核，如不能满足要求时，再增加垫层厚度，直至满足要求为止。垫层的厚度一般为 0.52.5m，不宜大于 3.0m，否则费工费料，施工

11、比较困难，也不够经济，小于 0.5m 则作用不明显。（2）垫层的宽度垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按下式计算：bb2ztg（7-5）式中b垫层底面宽度；垫层的压力扩散角，可按表 7-3 采用；当 z/b0.25 时，仍按表中 z/b0.25 取值。其他符号意义同上。垫层顶面每边宜超出基础底边不小于 300mm，或从垫层底面两侧向上按当地经验的要求放坡。大面积整片垫层的底面宽度，常按自然倾斜角控制（图 7-2）适当加宽。图 7-2 砂或砂石垫层（a）柱基础垫层；（b）设备基础垫层1-柱基础；2-砂或砂石垫层；3-回填土；4-设备基础-砂或砂石垫层自然倾斜角（休止角）；b-基础宽度垫层

12、的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按表 7-4 选用，并验算下卧层的承载力。建筑施工手册各种垫层的承载力表 7-4施工方法碎石、卵石砂夹石（其中碎石、卵石占全重的 30%50%）碾压或振密土夹石（其中碎石、卵石占全重的 30%50%）中砂、粗砂、砾砂粘性土和粉土（8Ip14）灰土重锤夯实土或灰土0.930.950.930.950.940.97换填材料压实系数c承载力fK（kPa）200300200250150200150200130180200250150200注：1压实系数小的垫层，承载力取低值，反之取高值；2重锤夯实土的承载力取低值，灰土取高值；3压实系数c为土的控制干密度d与

13、最大干密度max的比值；土的最大干密度宜采用击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取2.02.2t/m3。3施工工艺方法要点（1）铺设垫层前应验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。（2）垫层底面标高不同时，土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实。分层铺设时，接头应做成斜坡或阶梯形搭接，每层错开0.51.0m,并注意充分捣实。（3）人工级配的砂砾石，应先将砂、卵石拌合均匀后，再铺夯压实。（4）垫层铺设时，严禁扰动垫层下卧层及侧壁的软弱土层，防止被践踏、受冻或受浸泡，降低其强度。如垫层下有厚度较小的淤泥或淤泥质土层，在碾压荷载下抛石

14、能挤入该层底面时，可采取挤淤处理。先在软弱土面上堆填块石、片石等，然后将其压入以置换和挤出软弱土，再做垫层。（5）垫层应分层铺设，分层历或压实，基坑内预先安好5m5m 网格标桩，控制每层砂垫层的铺设厚度。每层铺设厚度、砂石最优含水量控制及施工机具、方法的选用参见表7-5。振夯压要做到交叉重益1/3，防止漏振、漏压。夯实、碾压遍数、振实时间应通过试验确定。用细砂作垫层材料时，不宜使用振捣法或水撼法，以免产生液化现象。砂垫层和砂石垫层铺设厚度及施工最优含水量表 7-5每层铺设捣实方法厚度（mm）施工时最优含水量施工要点备注建筑施工手册（%）1用平板式振捣器往复振捣，往复次数平振法200250152

15、0以简易测定密实度合格为准2 振捣器移动时，每行应搭接三分之一，以防振动面积不搭接1用插入式振捣器2插入间距可根据机械振捣大小决定插振法振捣器插入深度饱和3不用插至下卧粘性土层4插入振捣完毕，所留的孔洞应用砂填实5应有控制地注水和排水1注水高度略超过铺设面层2用钢叉摇撼捣实，插入点间距100mm水撼法250饱和左右3有控制地注水和排水4钢叉分四齿，齿的间距30mm，长300mm，木柄长 900mm1用木夯或机械夯夯实法1502008122木夯重 40kg，落距 400500mm3一夯压半夯，全面夯实610t 压路机往复碾压；碾压次数以达到碾压法150350812要求密实度为准，一般不少于 4

16、遍，用振动压实机械，振动 35min适用于大面积的砂石垫层，不宜用于地下水位以下的砂垫层适用于砂石垫层湿陷性黄土、膨胀土、细砂地基上不得使用不宜使用干细砂或含泥量较大砂铺筑砂垫层不宜使用干细砂或含泥量较大的砂铺筑砂垫层（6）当地下水位较高或在饱和的软弱地基上铺设垫层时，应加强基坑内及外侧四周的排水工作，防止砂垫层泡水引起砂的流失，保持基坑边坡稳定；或采取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底 500mm 以下。（7）当采用水撼法或插振法施工时，以振捣棒振幅半径的1.75 倍为间距（一般为400500mm）插入振捣，依次振实，以不再冒气泡为准，直至完成；同时应采取措施做到有控制地注水和排水。垫

17、层接头应重复振捣，插入式振动棒振完所留孔洞应用砂填实；在振动首层的垫层时，不得将振动棒插入原土层或基槽边部，以避免使软土混入砂垫层而降低砂垫层的强度。（8）垫层铺设完毕，应即进行下道工序施工，严禁小车及人在砂层上面行走，必要时应在垫层上铺板行走。4质量控制（1）施工前应检查砂、石等原材料质量及砂、石拌合均匀程度。（2）施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实建筑施工手册遍数、压实系数。（3）施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。（4）砂及砂石地基的质量验收标准如表 7-6 所示砂及砂石地基质量检验标准表 7-6项主控项目一般项目2312345配合比压实系数砂石料

18、有机质含量砂石料含泥量石料粒径含水量（与最优含水量比较）分层厚度（与设计要求比较）设计要求设计要求%mm%mm55100250序1地基承载力检查项目允许偏差或允许值单位数值法检查拌合时的体积比或重量比现场实测焙烧法水洗法筛分法烘干法水准仪检查方法载荷试验或按规定方设计要求7-1-1-37-1-1-3 粉煤灰地基粉煤灰地基粉煤灰是火力发电厂的工业废料，有良好的物理力学性能，用它作为处理软弱土层的换填材料，已在许多地区得到应用。它具有承载能力和变形模量较大，可利用废料，施工方便、快速，质量易于控制，技术可行，经济效果显著等优点。可用于作各种软弱土层换填地基的处理，以及作大面积地坪的垫层等。1粉煤灰

19、垫层的特性根据化学分析，粉煤灰中含有大量 SiO2、A12O3、Fe2O3（表 7-7），有类似火山灰的特性，有一定活性，在压实功能作用下能产生一定的自硬强度。粉煤灰的化学成分（%）表 7-7项目编号123SiO251.151.452.3A12O327.630.930.9Fe2O37.87.48.0CaO2.92.82.7MgO1.00.71.1K2O1.20.70.7SO30.40.40.2Na2O0.40.30.3烧失量7.14.93.5注：1编号 1 为国内百多个电厂粉煤灰化学成分的平均值；2编号 2 为上海地区粉煤灰化学成分平均值；3编号 3 为宝钢电厂粉煤灰化学成分。粉煤灰垫层具有遇

20、水后强度降低的特性，其经验数值是：对压实系数c0.900.95 的建筑施工手册浸水垫层，其容许承载力可采用 120200kPa，可满足软弱下卧层的强度与地基变形要求；当c0.90 时，可抗地震液化。2粉煤灰质量要求用一般电厂 III 级以上粉煤灰，含 SiO2、A12O3、Fe2O3总量尽量选用高的，颗粒粒径宜0.0012.0mm，烧失量宜低于 12%，含 SO3宜小于 0.4%，以免对地下金属管道等产生一定的腐蚀性。粉煤灰中严禁混入植物、生活垃圾及其他有机杂质。粉煤灰进场，其含水量应控制在2%范围内。3施工工艺方法要点（1）铺设前，应清除地基土垃圾，排除表面积水，平整场地，并用 8t 压路机

21、预压两遍，使密实。（2）垫层应分层铺设与碾压，铺设厚度用机械夯为200300mm，夯完后厚度为150200mm；用压路机为 300400mm，压实后为 250mm 左右。对小面积墓坑、槽垫层，可用人工分层摊铺，用平板振动器或蛙式打夯机进行振（夯）实，每次振（夯）板应重叠1/21/3 板，往复压实，由两侧或四侧向中间进行，夯实不少于3 遍。大面积垫层应采用推土机摊铺，先用推土机预压二遍，然后用 8t 压路机碾压，施工时压轮重叠 1/21/3 轮宽，往复碾压，一般碾压 46 遍。（3）粉煤灰铺设含水量应控制在最优含水量范围内；如含水量过大时，需摊铺晾干后再碾压。粉煤灰铺设后，应于当天压完；如压实时

22、含水量过小，呈现松散状态，则应洒水湿润再压实，洒水的水质不得含有油质，pH 值应为 69。（4）夯实或碾压时，如出现“橡皮土”现象，应暂停止压实，可采取将垫层开槽、翻松、晾晒或换灰等办法处理。（5）每层铺完经检测合格后，应及时铺筑上层，以防干燥、松散、起尘、污染环境，并应严禁车辆在其上行驶；全部粉煤灰垫层铺设完经验收合格后，应及时进行浇筑混凝土垫层，以防日晒、雨淋破坏。（6）冬期施工，最低气温不得低于 0，以免粉煤灰含水冻胀。4质量控制（1）施工前应检查粉煤灰材料，并对基槽清底状况、地质条件予以检验。（2）施工过程中应检查铺筑厚度、碾压遍数、施工含水量控制、搭接区碾压程度、压实系数等。（3）施

23、工结束后，应对地基的压实系数进行检查，并做载荷试验。载荷试验（平板载建筑施工手册荷试验或十字板剪切试验）数量，每单位工程不少于 3 点，3000m2以上工程，每 300m2至少一点。（4）粉煤灰地基质量检验标准如表 7-8 所示。粉煤灰地基质量检验标准表 7-8项主控项目序121一般项目2345压实系数地基承载力粉煤灰粒径氧化铝及二氧化硅含量烧失量每层铺筑厚度含水量（与最优含水量比较）%mm%检查项目允许偏差或允许值单位数值设计要求设计要求mm7012502检查方法现场实测按规定方法试验室化学分析试验室烧结法水准仪取样后试验室确定0.0012.0过筛建筑施工手册7-1-27-1-2夯实地基夯实

24、地基7-1-2-17-1-2-1 重锤夯实地基重锤夯实地基重锤夯实是利用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。本法使用轻型设备易于解决，施工简便，费用较低；但布点较密，夯击遍数多，施工期相对较长，同时夯击能量小，孔隙水难以消散，加固深度有限，当土的含水量稍高，易夯成橡皮土，处理较困难。适于地下水位 0.8m 以上、稍湿的粘性土、砂土、饱和度 Sr60 的湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基的加固处理。但当夯击对邻近建筑物有影响，或地下水位高于有效夯实深度时，不宜采用。重锤表面夯实的加固深度一般为 1.22.0m。湿陷

25、性黄土地基经重锤表面夯实后，透水性有显著降低，可消除湿陷性，地基土密度增大，强度可提高 30%；对杂填土则可以减少其不均匀性，提高承载力。1机具设备（1）夯锤用 C20 钢筋混凝土制成，外形为截头圆锥体（图 73），锤重为 2.03.0t，底直径 1.01.5m，锤底面单位静压力宜为 1520kPa。吊钩宜采用自制半自动脱钩器，以减少吊索的磨损和机械振动。图 7-3 钢筋混凝土夯锤构造120mm 厚钢板；2L100 10mm 角钢；3、4、5 8mm 钢筋100mm 双向；6 10mm 锚筋；7 30mm 吊环建筑施工手册（2）起重机可采用配置有摩擦式卷扬机的履带式起重机、打桩机、悬臂式桅杆起

26、重机或龙门式起重机等。其起重能力：当采用自动脱钩时，应大于夯锤重量的 1.5 倍；当直接用钢丝绳悬吊夯锤时，应大于夯锤重量的 3 倍。2施工工艺方法要点（1）施工前应进行试夯，确定有关技术参数，如夯锤重量、底面直径及落距，最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量。最后下沉量系指最后 2 击平均每击土面的夯沉量，对粘性土和湿陷性黄土取 1020mm；对砂土取510mm；对细颗粒土不宜超过1020mm。落距宜大于 4m，一般为 46m。夯击遍数由试脸确定，通常取比试夯确定的遍数增加 12 遍，一般为 812 遍。土被夯实的有效影响深度，一般约为重锤直径的 1.5 倍。（2）夯实前，槽、坑底面的标高应高

27、出设计标高，预留土层的厚度可为试夯时的总下沉量再加 50100mm；基槽、坑的坡度应适当放缓。（3）夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围以内，一般相当于土的塑限含水量12%。现场简易测定方法是：以手捏紧后，松手土不散，易变形而不挤出，抛在地上即呈碎裂为合适；如表层含水量过大，可采取撒干土、碎砖、生石灰粉或换土等措施；如土含水量过低，应适当洒水，加水后待全部渗入土中，一昼夜后方可夯打。（4）大面积基坑或条形基槽内夯实时，应一夯换一夯顺序进行（图 74a），即第一遍按一夯换一夯进行，在一次循环中间同一夯位应连夯两下，下一循环的夯位，应与前一循环错开 1/2 锤底直径的搭接，如此反复进行，在夯

28、打最后一循环时，可以采用一夯压半夯的打法。在独立柱基夯打时，可采用先周边后中间或先外后里的跳打法（图 74b、c）。为了使夯锤底面落下时与土接触严密，各次夯迹之间不互相压叠，而是相切或靠近。压叠易使锤底面倾斜，与土接触不严，功能消耗，降低夯实效率。当采用悬臂式桅杆式起重机或龙门式起重机夯实时，可采用图 74（d）顺序，以提高功效。建筑施工手册图 7-4 重锤夯打顺序1 夯位；2 重叠夯d 重锤直径（5）基底标高不同时，应按先深后浅的程序逐层挖土夯实，不宜一次挖成阶梯形，以免夯打时在高低相交处发生坍塌。夯打做到落距正确，落锤平稳，夯位准确，基坑的夯实宽度应比基坑每边宽 0.20.3m。基槽底面边

29、角不易夯实部位应适当增大夯实宽度。（6）重锤夯实填土地基时，应分层进行，每层的虚铺厚度以相当于锤底直径为宜。夯实层数不宜少于 2 层。夯实完后，应将基坑、槽表面修整至设计标高。（7）重锤夯实在 1015m 以外对建筑物振动影响较小，可不采取防护措施，在 1015m以内，应挖防振沟等作隔振处理。（8）冬期施工，如土已冻结，应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解。若基坑挖好后不能立即夯实，应采取防冻措施，如在表面覆盖草垫、锯屑或松土保温。（9）夯实结束后，应及时将夯松的表层浮土清除或将浮土在接近最优含水量状态下重新用 1m 的落距夯实至设计标高。（10）根据经验，采用锤重 2.53.0t，锤底直径

30、1.21.4m，落距 44.5m，锤底静压力为 2025MPa，消除湿陷性的土层厚度为 1.21.75m，对非自重湿陷性黄土地区，采用重锤表面夯实的效果明显。3质量控制重锤夯实地基质量控制可参考 7122强夯地基一节。建筑施工手册7-1-2-27-1-2-2 强夯地基强夯地基强夯法是用起重机械（起重机或起重机配三角架、龙门架）将大吨位（一般830t）夯锤起吊到 630m 高度后，自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，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，使土料重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承

31、载力，降低其压缩性的一种有效的地基加固方法，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。1加固机理及特点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。强夯过程对地基状态的影响如图 75 所示，强度提高明显的区段是 II 区，压密区的深度即为加固深度。图 7-5 强夯加固地基模式I 膨胀区；II 加固区；III 影响区；IV 无影响区pL地基极限强度；pr地基屈服强度强夯法加固特点是：使用工地常备简单设备；施工工艺、操作简单；适用土质范围

32、广；加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高 25 倍；变形沉降量小，压缩性可降低 210 倍，加固影响深度可达 610m；土粒结合紧密，有较高的结构强度；工效高，施工速度快（一套设备每月可加固 500010000m2地基），较换土回填和桩基缩短工期一半；节省加固原材料；施工费用低，节省投资，比换土回填节省 60%费用；与预制桩加固地基建筑施工手册相比可节省投资 50%70%；与砂桩相比可节省投资 40%50%，同时耗用劳动力少和现场施工文明等。2适用范围适于加固碎石土、砂土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、高填土、杂填土以及“围海造地”地基、工业废渣、垃圾地基等的处理；也可用于

33、防止粉土及粉砂的液化，消除或降低大孔土的湿陷性等级；对于高饱和度淤泥、软粘土、泥炭、沼泽土，如采取一定技术措施也可采用，还可用于水下夯实。强夯不得用于不允许对工程周围建筑物和设备有一定振动影响的地基加固，必需时，应采取防振、隔振措施。3机具设备（1）夯锤用钢板作外壳，内部焊接钢筋骨架后浇筑 C30 混凝土（图 76），或用钢板作成组合成的夯锤（图 77），以便于使用和运输。夯锤底面有圆形和方形两种，圆形不易旋转，定位方便，稳定性和重合性好，采用较广；锤底面积宜按土的性质和锤重确定，锤底静压力值可取 2540kPa；对于粗颗粒土（砂质土和碎石类土）选用较大值，一般锤底面积为 34m2；对于细颗粒

34、土（粘性土或淤泥质土）宜取较小值，锤底面积不宜小于6m2。一般10t 夯锤底面积用 4.5m2，15t 夯锤用 6m2较适宜。锤重一般为 8、10、12、16、25t。夯锤中宜设 14个直径 250300mm 上下贯通的排气孔，以利空气迅速排走，减小起锤时，锤底与土面间形成真空产生的强吸附力和夯锤下落时的空气阻力，以保证夯击能的有效性。建筑施工手册图 7-6 混凝土夯锤（圆柱形重 12t；方形重 8t）130mm 厚钢板底板；218mm 厚钢板外壳；36 159mm 钢管；4 水平钢筋网片16200mm；5 钢筋骨架14400mm；6 50mm 吊环；7C30 混凝土图 7-7 装配式钢夯锤（

35、可组合成 6、8、10、12t）150mm 厚钢板底盘；215mm 厚钢板外壳；330mm 厚钢板顶板；4 中间块（50mm 厚钢板）；5 50mm 吊环；6 200mm 排气孔；7M48mm 螺栓（2）起重设备由于履带式起重机重心低，稳定性好，行走方便，多使用起重量为 15、20、25、30、50t 的履带式起重机（带摩擦离合器）（图 78）。建筑施工手册图 7-8 用履带式起重机强夯1 夯锤；2 自动脱钩装置；3=起重臂杆；4 拉绳；5 锚绳；6 废轮胎（3）脱钩装置采用履带式起重机作强夯起重设备，国内目前使用较多的是通过动滑轮组用脱钩装置来起落夯锤。脱钩装置要求有足够的强度，使用灵活，脱

36、钩快速、安全。常用的工地自制自动脱钩器由吊环、耳板、销环、吊钩等组成（图 79），系由钢板焊接制成。拉绳一端固定在销柄上，另一端穿过转向滑轮，固定在悬臂杆底部横轴上，当夯锤起吊到要求高度，升钩拉绳随即拉开销柄，脱钩装置开启，夯锤便自动脱钩下落，同时可控制每次夯击落距一致，可自动复位，使用灵活方便，也较安全可靠。图 7-9 强夯自动脱钩器1 吊环；2 耳板；3 销环轴辊；4 销柄；5 拉绳（4）锚系设备当用起重机起吊夯锤时，为防止夯锤突然脱钩使起重臂后倾和减小对臂杆的振动，应用 T1100 型推土机一台设在起重机的前方作地锚（图78），在起重机臂杆的顶部与推土机之间用两根钢丝绳连系锚旋。钢丝绳与

37、地面的夹角不大于 30，推土机还可用于夯完后作表土推平、压实等辅助性工作。当用起重三角架、龙门架或起重机加辅助桅杆起吊夯锤时，则不用设锚系设备。4施工技术参数（1）锤重与落距锤重 M（t）与落距 h（m）是影响夯击能和加固深度的重要因素，它直接决定每一击建筑施工手册的夯击能量。锤重一般不宜小于 8t，常用的为 10、12、17、18、25t。落距一般不小于 6m，多采用 8、10、12、13、15、17、18、20、25m 等几种。（2）单位夯击能锤重 M 与落距 h 的乘积称为夯击能 E（Mh）。强夯的单位夯击能（指单位面积上所施加的总夯击能），应根据地基土类别、结构类型、载荷大小和要求处理

38、的深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。在一般情况下，对于粗颗粒土可取 10003000kNm/m2；细颗粒土可取 15004000kNm/m2。夯击能过小，加固效果差；夯击能过大，不仅浪费能源，相应也增加费用（图 710），而且，对饱和粘性土还会破坏土体，形成橡皮土，降低强度。从国内强夯施工现状来看，选用单击夯击能以不超过 3000kNm 较为经济。图 7-10 单击夯击能与有效加固深度的关系1 碎石土、砂土等；2 粉土、粘性土、湿陷性黄土（3）夯击点布置及间距夯击点布置应根据基础的形式和加固要求而定。对大面积地基，一般采用等边三角形、等腰三角形或正方形（图711）；对条形基础，夯点可成行布置

39、；对独立柱基础，可按柱网设置采取单点或成组布置，在基础下面必须布置夯点。建筑施工手册图 7-11 夯点布置（a）梅花形布置；（b）方形布置夯击点间距取决于基础布置、加固土层厚度和土质等条件。加固土层厚、土质差、透水性弱、含水率高的粘性土，夯点间距宜大，如果夯击点太密，相邻夯击点的加固效应将在浅处叠加而形成硬壳层，影响夯击能向深部传递；加固土层薄、透水性强、含水量低的砂质土，间距宜小些，通常夯击点间距取夯锤直径的 3 倍，一般第一遍夯击点间距为 59m，以便夯击能向深部传递，以后各遍夯击点可与第一遍相同，也可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。（4）单点的

40、夯击数与夯击遍数单点夯击数指单个夯点一次连续夯击次数。夯击遍数指以一定的连续击数，对整个场地的一批点，完成一个夯击过程叫一遍，单点的夯击遍数加满夯的夯击遍数为整个场地的夯击遍数。单点夯击数应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足以下条件：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。每夯击点之夯击数一般为 310 击。夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用 23 遍，最后再以低能量（为前几遍能量的 1/41/5，锤击数为24 击）满夯一遍，以加固前几遍之间的松

41、土和被振松的建筑施工手册表土层。为达到减少夯击遍数的目的，应根据地基土的性质适当加大每遍的夯击能，亦即增加每夯点的夯击次数或适当缩小夯点间距，以便在减少夯击遍数的情况下能获得相同的夯击效果。（5）两遍间隔时间两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散，待地基土稳定后再夯下遍，一般两遍之间间隔 14 周。对渗透性较差的粘性土不少于 34 周；若无地下水或地下水在-5m 以下，或为含水量较低的碎石类土，或透水性强的砂性土，可采取只间隔 12d，或在前一遍夯完后，将土推平，接着随即连续夯击，而不需要间歇。（6）处理范围强夯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

42、计处理深度的1/22/3，并且不小于 3m。（7）加固影响深度强夯法的有效加固深度 H（m）与强夯工艺有密切关系，法国梅那（Menard）氏曾提出以下公式估算：H M h（7-6）式中M夯锤重（t）；h落距（m）。经国内外大量试验研究和工程实测资料表明，采用梅那公式估算有效加固深度将会得到偏大的结果，实际影响有效加固深度的因素很多，除锤重和落距外，与地基土性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及强夯工艺参数（如夯击次数、锤底单位压力等）都有着密切关系，因此国内经大量实测统计分析，建议采用以下修正公式估算，比较接近实际情况：H KM h（7-7）10式中M夯锤重力（kN）；h落距（锤底至起夯

43、面距离）（m）；K折减系数，与土质、能级、锤型、锤底面积、工艺选择等多种因素有关，一般粘性土取 0.5；砂性土取 0.7；黄土取 0.350.50。建筑施工手册5准备工作（1）熟悉施工图纸，理解设计意图，掌握各项参数，现场实地考察，定位放线。（2）制定施工方案和确定强夯参数。（3）选择检验区作强夯试验。（4）场地整平，修筑机械设备进出场道路，使有足够的净空高度、宽度、路面强度和转弯半径。填土区应清除表层腐殖土、草根等。场地整平挖方时，应在强夯范围预留夯沉量需要的土厚。6施工程序强夯施工程序为：清理、平整场地标出第一遍夯点位置、测量场地高程起重机就位、夯锤对准夯点位置测量夯前锤顶高程将夯锤吊到预

44、定高度脱钩自由下落进行夯击，测量锤顶高程往复夯击，按规定夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击重复以上工序，完成第一遍全部夯点的夯击用推土机将夯坑填平，测量场地高程在规定的间隔时间后，按上述程序逐次完成全部夯击遍数用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。7施工工艺方法要点（1）做好强夯地基的地质勘察，对不均匀土层适当增多钻孔和原位测试工作，掌握土质情况，作为制定强夯方案和对比夯前、夯后加固效果之用。必要时进行现场试验性强夯，确定强夯施工的各项参数。同时应查明强夯范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高，并采取必要的防护措施，以免因强夯施工而造成损坏。（2）强夯前应平整场地，周

45、围作好排水沟，按夯点布置测量放线确定夯位。地下水位较高时，应在表面铺 0.52.0m 中（粗）砂或砂砾石、碎石垫层，以防设备下陷和便于消散强夯产生的孔隙水压，或采取降低地下水位后再强夯。（3）强夯应分段进行，顺序从边缘夯向中央（图 712）。对厂房柱基亦可一排一排夯，起重机直线行驶，从一边向另一边进行，每夯完一遍，用推土机整平场地，放线定位即可接着进行下一遍夯击。强夯法的加固顺序是：先深后浅，即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层土。最后一遍夯完后，再以低能量满夯一遍，如有条件以采用小夯锤夯击为佳。建筑施工手册图 7-12 强夯顺序（4）回填土应控制含水量在最优含水量范围内，如低于最优含水

46、量，可钻孔灌水或洒水浸渗。（5）夯击时应按试验和设计确定的强夯参数进行，落锤应保持平稳，夯位应准确，夯击坑内积水应及时排除。坑底上含水量过大时，可铺砂石后再进行夯击。在每一遍夯击之后，要用新土或周围的土将夯击坑填平，再进行下一遍夯击。强夯后，基坑应及时修整，浇筑混凝土垫层封闭。（6）对于高饱和度的粉土、粘性土和新饱和填土，进行强夯时，很难以控制最后两击的平均夯沉量在规定的范围内，可采取：1）适当将夯击能量降低；2）将夯沉量差适当加大；3）填土采取将原土上的淤泥清除，挖纵横盲沟，以排除土内的水分，同时在原土上铺50cm 的砂石混合料，以保证强夯时土内的水分排除，在夯坑内回填块石、碎石或矿渣等粗颗

47、粒材料，进行强夯置换等措施。通过强夯将坑底软土向四周挤出，使在夯点下形成块（碎）石墩，并与四周软土构成复合地基，一般可取得明显的加固效果。（7）雨季填土区强夯，应在场地四周设排水沟、截洪沟，防止雨水流入场内；填土应使中间稍高；土料含水率应符合要求；认真分层回填，分层推平、碾压，并使表面保持 1%2%的排水坡度；当班填土当班推平压实；雨后抓紧排除积水，推掉表面稀泥和软土，再碾压；夯后夯坑立即推平、压实，使高于四周。（8）冬期施工应清除地表的冻土层再强夯，夯击次数要适当增加，如有硬壳层，要适当增加夯次或提高夯击功能。（9）做好施工过程中的监测和记录工作，包括检查夯锤重和落距，对夯点放线进行复核，检

48、查夯坑位置，按要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量等，并对各项参数及施工情况进行详细记录，作为质量控制的根据。8质量控制建筑施工手册（1）施工前应检查夯锤重量、尺寸、落锤控制手段、排水设施及被夯地基的土质。（2）施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围。（3）施工结束后，检查被夯地基的强度并进行承载力检验。检查点数，每一独立基础至少有一点，基槽每 20 延米有一点，整片地基 50100m2取一点。强夯后的土体强度随间歇时间的增加而增加，检验强夯效果的测试工作，宜在强夯之后 14 周进行，而不宜在强夯结束后立即进行测试工作，否则测得的强度偏低。（4）强夯地基质量检验标准如表 7-9 所示。强夯地基质量检验标准表 7-9项主控项目序1212一般项目3456地基强度地基承载力夯锤落距锤重夯击遍数及顺序夯点间距夯击范围（超出基础范围距离）前后两遍间歇时间检查项目允许偏差或允许值单位数值设计要求设计要求mmkgmm300100500检查方法按规定方法按规定方法钢索设标志称重计数法用钢尺量用钢尺量设计要求设计要求设计要求