1.主要技术内容

（1）技术简介

强夯置换法加固地基作用机理类似于强夯法，首先在需要强夯置换处理的地基表面填筑一层（厚度根据设计或现场地基软弱地基情况而定）透水性材料（主要为砂砾、碎石、片石等），然后用几吨或几十吨的重锤从高处落下，接触地面的瞬间夯入并深陷于被加固的土中。直接位于夯锤底面下的土，在极短的时间内承受了巨大的冲击压力，使原本松散的土体压缩并急速向下挤压，夯坑底面的土体密实度大为提高；位于夯锤侧边的土体，受到夯锤底边缘的巨大冲切力而发生竖向的剪切破坏，形成一个近似直壁的圆柱形深坑，在圆柱形深坑内填满碎(块)石等置换材料后，再次进行夯击。重复上述步骤，反复夯击和置换，直到第N次置换和夯击达到预期的目的或置换深度为止。这样就形成了一个块石墩置换体。碎(块)石墩置换体剖面，见图1.22-1，通过场地内许多个碎(块)石置换点的协同作用，不仅提高了夯坑底面土体的密实度，还可以对场地内的土体形成挤密，从而大大提高被加固土体的地基承载力，形成整体层式置换的复合地基。

地表及地下夹大量漂石，漂石粒径0.5～3m不等，漂石含量平均约5%～45%，原设计为多向水泥搅拌桩和挖除换填，采用漂石路基强夯置换技术解决了原多向水泥搅拌桩不能钻进的问题。点夯夯锤质量取22t，直径1.2m，高2m，单点夯击能量定为kN·m。满夯夯锤质量取15t,夯锤直径取2.5m,单点夯击能取kN·m。选择宇通QHA型带有自动脱钩装置的履带式强夯机。强夯置换块石墩呈正方形布置,如图1.22-2，同次夯击夯点间距为7m(两遍夯点的间距为3.5m)。强夯置换块石墩处理地基分3遍进行,前两遍为点夯,形成置换块石墩,夯点之间错落布置,最后1遍进行场地满夯。满夯时搭接1/4加固面积。

（2）技术要点

1）施工前测量原地面标高，平整场地，将地表淤泥、树根等杂物清理干净，强夯置换边线两侧外不小于2m距离开挖排水沟，排水沟底宽0.6m，深1m，将排水沟引排至天然水沟。

2）试验人员对地基土进行标准贯入（或动力触探）、载荷试验并详细记录，作为强夯置换试验的比对参照依据。对预铺和填料用碎石按要求进行检测。

3）强夯置换试验段施工前，考虑到地层软弱性及地势不平，保证机械施工的稳定性，铺设一层0.8m厚块石垫层。块石填料满足设计要求；垫层采用碎石粒径级配良好碎石作为满夯材料，推土机推平，压路机碾压密实。

4）测量人员应将施工测量控制点引至不受施工干扰的稳固地点。测量并记录原地面高程，标出第一遍夯点位置，并用白灰洒出夯位轮廓线。

5）做好安全防护设施，在醒目位置标识安全防护注意事项，并设专职安全员管制道路，防止强夯时飞石伤人等事故。

6）按夯点布置图放样，标明标记和编号。布置夯点应考虑处理范围加宽，处理宽度加宽至路基边坡坡脚外3m范围内。

7）强夯置换施工按以下步骤进行：

①标出第一遍夯点位置，并测量场地高程。

②起重机就位，夯锤置于夯点位置。根据夯击能，确定夯锤吊起高度。

③测量夯前锤顶高程，将夯锤起吊到预定高度。

④开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，计算并记录该击的夯沉量。

⑤重复步骤④，记录每一遍夯击的夯沉量和累计夯沉量。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填置换材料直至与坑顶平，记录填料数量及次数，如此重复直至直至最后两击平均夯沉量不大于5cm，达到收锤标准，完成一个墩体的夯击。

⑥机械移位至下一夯点，重复步骤②至⑤，按由内而外原则，完成第一遍全部夯点的夯击试验，作好记录。

⑦用推土机将夯坑填平，压路机碾压，并测量场地高程。根据地基土的渗透情况，确定第二遍点夯的时间。

⑧由于地基土渗水性较好，根据《铁路工程地基处理规程（TB—）》两遍点夯可连续进行。为确保地下孔隙水压力消散，两遍点夯间隔时间宜为2～3d，满夯距第二遍点夯时间间隔也宜为2～3d。第二次点夯完成后，整平场地，压路机碾压，测量整平后的标高。

⑨满夯：第二遍夯点结束2～3d，采用低能量对已夯击场地进行全面积的夯击，满夯2遍，每遍不少于3击，满夯落锤高度根据锤重和夯击能确定，夯印彼此搭接部分不小于锤底加固面积的1/4。第一遍满夯完成后，用推土机将场地整平，压路机碾压密实，再进行第二遍满夯。第二遍满夯结束后测量整平后的标高。

⑩满夯结束后，采用挖机开挖块石墩间碎石，测量碎石垫层厚度；对每个试验段进行地基夯实质量、置换墩密实度及地基承载力进行检验，分别采用静力触探试验、动力触探试验、平板荷载试验。为避免开挖检测墩长对置换墩承载力检测影响，在检测结束后，采用挖掘机对置换墩实际深度进行开挖检测，钢尺量测置换墩深度，计算强夯置换块石墩轴向扩展系数。

8）主要机具、检测设备

2.技术指标

（1）材料及性能指标

墩体材料可用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于mm的颗粒含量不宜超过全重的30%；墩顶铺一层厚度不小于mm的压实垫层，垫层材料可与墩体相同，粒径不大于mm。

（2）质量控制标准

强夯置换质量控制标准见表1.22-2强夯置换地基验收控制标准。

（3）质量检验

1）强夯置换检验内容包括地基夯实质量、置换敦密实度及地基承载力等。

2）施工结束后应间隔一定时间后方可进行质量检验：采用强夯处理地基时，对于碎石土和砂土地基施工结束后7～14d，粉土地基施工结束后14～28d；采用强夯置换处理地基施工后28d。

3）强夯加固地基应采用标准惯入、静力触探试验对有效加固深度进行检验，检验数量为每m2抽样检验9点，其中标准贯入试验6点（或动力触探3点），静力触探3点。

4）强夯置换应采用动力触探对墩身密实度进行随机检验，检验数量为总墩数的2‰，且不少于3根；采用静力触探检查墩间土的强度，每m2抽样检验6点。

5）强夯处理地基的承载力检验应采用平板荷载试验，每m2抽样检验3处。

6）强夯置换墩承载力检验应采用单桩平板荷载试验，检验数量为总数的2‰，且不少于3根。

3.经济、环境效果分析

（1）经济效果

针对地面及地下有大量原设计地基处理采用多向水泥砂浆桩，挖除换填的段落，采用漂石路基强夯置换施工技术，可降低施工成本，有效地缩短了工期，经济效益良好。漂石路基强夯置换技术，施工便捷、进度快、质量优，得到业主单位、监理单位和施工相关单位的称赞。

（2）环境效果

应用漂石路基强夯置换施工技术，可降低能耗，控制粉尘、噪声、有毒废气的排放，施工现场做到“工完场清”，有效保护环境，各项节能环保达标。

4.适用范围

强夯置换应用范围广泛，适用于高饱和度的粉土和软塑-流塑的黏性土等地基处理，可应用于工业与民用建筑、重型构筑物、设备基础、机场跑道、堤坝、公路和铁路路基、贮仓、堆场、油罐、桥梁、港口码头、核电站、人工岛等，特别是近年随着高能级强夯的发展，强夯置换技术以“工期短、成本低、质量易控、效益较高”工艺特色，在高速铁路、“围海造田”、机场建设等项目得到广泛推广。