6.3 强夯法

    1  地基土含水量范围。湿陷性黄土地基在一定的夯击能级下强力夯实，消除湿陷性，属于地基土机械加密方法，同压实法一样存在最优含水量问题。当地基土的含水量接近最优含水量(强夯法一般采用重型击实试验测得)时，强夯效果好，偏离最优含水量越大，效果越差。本条规定的含水量范围总结了黄土强夯工程实测统计资料，当地基土含水量在10％～22％范围内时，达到设计效果需要的总夯击能较少，夯击能效较高，经济性较好。超过22％时，将地基土夯击成“橡皮土”的风险很大，适用性应通过实验验证。

    2  拟建场地环境因素。强夯法处理地基时地基会产生弹性波(振动)，周围空气产生噪声。强夯能级越大，振动幅度和噪声波及的范围也就越大。设计人员在选择地基处理方法时应考虑强夯法处理地基对本场地及周围环境的影响，包括对地下建筑物、地下管线和科研实验仪器等的破坏与不利影响；在人口居住密集区对居民生产、生活产生的不良影响。这类场地地基处理一般不宜选用强夯法。

6.3.2  本条是强夯法处理地基设计单位要设计的内容，其顺序也是强夯法处理地基设计的步骤：夯实厚度、强夯能级、处理平面范围及夯点排布、起夯标高、夯击遍数和夯点击数。

6.3.3  本次修订引入“夯实厚度”的概念，即依据拟建场地工程地质资料和拟建工程对地基土承载力、强度、变形的要求，结合本标准第6.1节对消除湿陷性方面的要求，由设计单位确定基础底面以下必须夯实的厚度，此厚度由终止夯面(一般为基础底面或垫层底面)向下算起。夯实厚度内地基土的物理力学性质指标经强夯法处理后应达到拟建工程对地基的要求。夯实厚度以下的土层指标也可能改善，但不能全部达到夯实厚度内土层指标的标准。

    用夯实厚度代替原“规范”中的地基处理厚度(起夯面向下)，工程使用意义更明确。由于强夯后的地基可直接砌筑基础，强夯后处理效果表现为两方面，一方面是夯实厚度满足设计要求，这是保证建筑物上部安全使用的前提；另一方面是终夯面标高与基础底面(或垫层底面)标高一致，这能够最大限度发挥强夯法处理地基减少土方的挖填、节约工期及造价的优点。夯实厚度既表明了基础下已处理的厚度，又可以控制终夯面标高，减少夯后的挖填方量，从而保证强夯施工质量，节省劳力，缩短工期，降低工程费用。一般湿陷性黄土地基夯实厚度下限深度处最低控制标准为：湿陷性消除且物理力学性质指标达到设计要求。

6.3.4  当湿陷性黄土地基的含水量满足强夯法处理湿陷性黄土地基的适用条件时，强夯能级就是达到夯实厚度、保证强夯法处理效果的关键指标。

    本标准表6.3.4是根据湿陷性黄土地区近十年来大量的工程实测资料统计得来。一方面，夯实厚度越大，强夯能级即单位夯击能也就要求越大，但其两者关系并不成正比例关系，一般随着强夯能级的加大，夯实厚度增加的幅度越来越小。在工程实践中常用的强夯能级多为(1000～4000)kN·m，消除湿陷性黄土层的夯实厚度多为(3.0～6.5)m，以发挥强夯法快捷、经济的特点。高能级强夯机械移位、夯锤提升均较慢，造价增幅较大，经济性变差，对于大厚度湿陷性黄土经经济、工期比较后也可以对夯实厚度内湿陷性黄土进行分层强夯。另一方面，根据工程实践经验，当拟处理地基土中上部含坚硬土层时，中上部坚硬土层消耗能量较大，相应强夯能级也须增大，故同一强夯能级下当地基处理深度内含水率介于13％～18％且中上部无坚硬土层时，夯实厚度取高值，其他情况下取低值。

    对含水量低，不具备增湿条件或增湿成本很大时，若经济上可行，也可考虑采用大能级强夯，表4是新疆地区含水量低于10％的黄土采用强夯法时强夯能级和夯实厚度的经验数值。土层含水量低于7％时夯实厚度取低值。

表4  新疆地区含水量低于10％的黄土强夯能级与夯实厚度

6.3.5  根据国内经验，在工程设计中，考虑到强夯土为夯压素土，且终止夯面以下土层的力学指标随深度逐渐变差，下层强夯土水稳性较差，因此对强夯地基的平面处理范围的要求高于其他处理方法，以减小地基土层浸水的可能性，降低地基土由于浸水产生的变形。

6.3.6  夯点排布包括夯点平面布置形式和夯点中心距。排布原则是既要充分发挥每一夯点的强夯效益，又要保证整个强夯地基的强夯质量和均匀性。夯点的平面布置形式以三角形较优，根据工程具体情况及方便施工，也可采用正方形布置。夯点排布的原则是同一遍夯点应尽量远离，以利于土中孔隙水、气有足够的时间排逸，利于强夯土固结增密。

6.3.8  强夯遍数多少及各遍强夯之间应留的间歇时间长短，应由孔隙水压力消散时间来确定。而孔隙水压力消散时间与夯实厚度内地基土颗粒粗细、土层含水率、夯点间距、夯实厚度的大小等因素密切相关。一般情况下土颗粒细、含水率高、夯点间距小、夯实厚度大时，强夯遍数宜多，且每遍强夯之间的间歇时间宜长。

    强夯法主夯(所排夯点的夯击)主要是将夯坑底面以下夯实厚度内的地基土层夯实，而满夯拍平主要解决夯坑底面以上的填土和表层松动土层的夯实。

6.3.9  夯点的夯击次数以达到最佳次数为宜。强夯试验及工程实践资料表明，夯点(坑)单击夯沉量随击数的增加逐渐减小，夯击效应逐渐降低，经济性也相应降低，因此存在一个“最佳夯击次数”，即夯击效果和经济性之间的一个平衡点。超过最佳夯击次数继续夯击，消除湿陷性黄土层的厚度增加很小甚至不增加，夯击能效大幅降低。

    一般取夯击次数与夯沉量关系曲线平缓段开始的拐点(同时应考虑夯坑周围地面隆起程度等因素)且最后两击平均夯沉量为3cm～5cm时的击数定为“最佳夯击次数”，强夯能级高于3000kN·m的最后两击平均夯沉量可适当放大到5cm～8cm。

6.3.11  本条主要强调试夯或试验性施工的重要性。强夯法设计属半经验设计，初步设计参数需要经现场试夯检验和修正。试夯主要作用是确定不同强夯能级、夯点排布下的实测夯实厚度和夯沉量，以验证强夯设计参数和施工参数的合理性、经济性，并确定强夯法外理地基的可行性，以确保地基处理效果达到设计要求。