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高能级强夯技术发展研究与工程应用高能级强夯技术是一种重要的建筑施工技术，它在工程应用中起到了关键的作用。
本文将从技术的发展研究和工程应用两个方面来探讨高能级强夯技术的相关内容。
一、高能级强夯技术的发展研究高能级强夯技术是在夯实土壤的过程中利用高频率、高振幅的夯击能量进行夯实，以达到提高土壤密实度和承载力的目的。
该技术的发展离不开对夯击能量、夯击频率、夯击深度等参数的研究和优化。
1. 夯击能量的研究夯击能量是指夯锤在夯击过程中对土壤施加的能量，它直接影响到土壤的夯实效果。
研究表明，夯击能量在一定范围内增加，可以提升土壤的密实度和承载力。
因此，如何合理确定夯击能量是提高夯实效果的关键。
2. 夯击频率的研究夯击频率是指夯锤在单位时间内夯击的次数，它对土壤的夯实效果也有着重要影响。
研究表明，夯击频率的增加可以增加土壤颗粒之间的摩擦力，从而提高土壤的密实度。
然而，夯击频率过高也会导致土壤颗粒的破碎和损坏，因此需要在实际工程中进行合理选择。
3. 夯击深度的研究夯击深度是指夯锤在夯击过程中向土壤内部传递的深度，它决定了夯实能量的传递效果。
研究表明，夯击深度的增加可以提高土壤的密实度和承载力，但同时也会增加工程的施工难度和成本。
二、高能级强夯技术的工程应用高能级强夯技术在土地改造、地基处理、路基夯实等工程中得到了广泛应用。
1. 土地改造在土地改造过程中，高能级强夯技术可以用于改善土地的承载力和排水性能。
通过对土壤的夯实，可以提高土壤的密实度，提高土壤的承载力，从而满足建筑物和基础设施的需求。
同时，夯实土壤还可以改善土壤的排水性能，减少地下水的积聚，防止土壤液化和沉降。
2. 地基处理在建筑工程中，地基处理是一个重要的环节。
高能级强夯技术可以用于地基的加固和加密，提高地基的承载力和稳定性。
通过夯实地基，可以减少地基的沉降和变形，保证建筑物的安全性和稳定性。
3. 路基夯实在道路工程中，路基夯实是确保道路平整和稳定的关键步骤。
浅谈高能级强夯施工技术的应用【摘要】结合中化泉州重油码头工程湿陷性黄土采用高能级强夯法处理的几点体会和经验。
【关键词】湿陷性黄土；高能级；强夯处理；布置中化泉州重油深加工项目配套码头仓储工程位于湄洲湾湾内南岸的青兰山与黄干岛之间水域，为侵蚀，剥蚀构造低山丘陵地貌，长年雨水沉积与人为改造，多处沟壑、山体成为农田和鱼塘，部分地段成湿陷性黄土深度达4～13 米之间，湿陷性比较严重。
为加固地基，保证罐基整体稳定性，设计在罐基下方长700m，宽度200m 的范围采用强夯地基加固处理，处理面积140000m2。
2010 年2 月～11 月施工，强夯处理结束10 天后邀请上海申元实验检测中心进行湿陷性系数、干密度和承载力检测，各项指标满足设计要求。
a 强夯工艺原理强夯法，又称动力固结法，是用起重机械将8～40t 夯锤起吊到6～30m 高度后，自由落下，给地基以强大的冲击能量的夯击，500kn.m以上夯击能使土中出现冲击波和冲击应力，迫使土体孔隙压缩，在夯击点周围产生裂隙，土体气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力。
工艺原理：湿陷性黄土主要由于黄土颗粒间隙过大，在大量渗水后，由于水的润滑效果使土体在自重及荷载的情况下发生沉陷。
强夯通过夯锤在一定高度下落后，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，其作用结果使得黄土的干密度大大增高，以减少或消除土的压缩性或湿陷性，从而加固地基。
b 高能级强夯设计要求及夯点布置1.处理后地基土承载力特征值fak≥200kpa；有效加固深度范围内地基土加权压缩模量es≥18mpa。
2.夯点平面布置如下图：强夯夯点布置示意图c 强夯施工工艺（1）第一遍夯点施工施工前，平整场地，复测场地标高，应满足设计起夯面标高要求，然后用全站仪向施工场区内引测施工图角点控制坐标，经监理工程师验核无误后，再改用普通经纬仪按施工图布置第一遍夯点，夯点需用白灰标出，以方便夯锤就位。
一、前言强夯法处理地基是上世纪60年代末由法国Menard技术公司首先创用的。
开始时仅用于处理砂土和碎石地基，后来由于施工方法的改进和排水条件的改善，逐步推广应用到细粒土地基，到现在为止强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。
对于高饱和度的粉土和粘性土，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其它粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。
强夯法由于具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，很快就传播到世界各地。
我的国强夯技术经历了以下几个重要发展阶段：第一阶段，自引进到80年代初.本阶段工程应用的强夯能级比较小，一般仅为1000kN.m ，处理深度5m左右，以处理浅层人工填土为主。
第二阶段，80年代初到90年代初。
本阶段，我国在山西潞城兴建国家重点工程山西化肥厂，为了消除本场地黄土地基的湿陷性并提高地基承载力，国家化工部适时组织有关单位开发了6250kN.m能级强夯并用于本场地地基处理，使强夯的有效处理深度提高到了10m左右，强夯的应用范围也得到扩展，强夯技术日臻完善。
第三阶段，90年代初到2002年，本阶段以兴建国家重点工程三门峡火力发电厂为契机，成功开发了8000kN.m 能级强夯，使强夯消除黄土湿陷性的深度达到15m，此后，高能级强夯技术发展迅速，应用范围进一步扩大，包括茂名乙烯、贵阳龙洞堡机场、上海浦东机场、广西防城港九、十泊位陆域工程在内的许多国家重点工程都采用了强夯地基处理技术，取得了预期效果，为国家节省了大量投资。
第四阶段，为2002年底至今，为了处理高填方地基，试验开发了10000kN.m能级强夯，经检测，10000kN.m能级强夯有效处理深度超过了12m，强夯技术取得了较大突破，缩小了与国外先进技术的差距。
目前强夯工程最高应用能级已经达到16000kN.m。
为了更进一步扩大强夯的应用范围，在强夯技术的基础上，还形成了强夯置换和柱锤冲扩等新技术。
8000kNm能级分层强夯置换地基处理效果分析周小明【摘要】采用底层强夯置换和顶层强夯半置换的分层强夯置换方法处理某1 000万t/年炼油工程油罐地基,处理后,采用重型动力触探和超重型动力触探试验,对底层和顶层强夯半置换效果进行检测,顶层处理后,采用了静载试验测试地基承载特性.底层和顶层强夯置换后,有效加固深度、地基承载力和压缩模量均达到设计要求,岩土体工程特性得到了改善,依托工程地质条件下,底、顶层8 000kN·m强夯能级有效加固深度均不小于6m.【期刊名称】《城市住宅》【年(卷),期】2018(025)002【总页数】3页(P104-106)【关键词】地基基础;分层强夯置换;动力触探;静载试验【作者】周小明【作者单位】青岛海洋地质研究所,山东青岛266071【正文语种】中文随着经济快速发展，我国对能源的需求也越来越大，不少沿海城市开始兴建大型石油炼厂，炼厂工程成功与否，地基处理是最关键的一环。
油罐地基处理方式包括强夯法、强夯置换法及各种类型的桩基(CFG桩、钻孔灌注桩或振冲碎石桩等)［1-4］。
强夯置换法是20世纪80年代法国Menard公司将用于软弱地基土处理的强夯法改进得来，和强夯法一样，强夯置换法具有经济、快速的特点。
近年来，国内学者针对强夯置换法处理软弱地基进行研究，郑凌逶等［5-6］分别采用数值模拟和试验手段，对强夯置换碎石运动机制和成墩过程进行了分析与研究;徐东升等［7-9］分别就强夯置换处理海相淤泥软土、松软土及盐渍土的效果进行相关研究;此外，刘红军等［10］从孔压监测角度，对强夯置换和砂井－强夯处理饱和软土地基试验进行了研究，该文献是少有的强夯置换和其他地基处理方法的比较研究。
目前关于强夯置换的研究主要以单层为研究对象，少部分研究涉及分层强夯置换。
在某些特殊地质条件下，如岩溶状况，单层强夯置换可能无法满足处理要求，需考虑实施分层强夯置换。
目前，在油罐地基处理上已经有分层强夯置换的实施案例。
强夯法强夯法，又称动力固结法，是用起重机械（起重机或起重机配三角架、龙门架）将8——40t夯锤起吊到6——25m高度后，自由落下，给地基以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和冲击应力，迫使土体孔隙压缩，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，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种有效地基加固方法，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。
20世纪60年代，强夯法首次由法国的梅那公司应用于法国嘎纳（Cannes）附近纳普而（Napoule）海滨在采石场废土石围海造地的场地内，经强夯法施工后，建造了20幢8层公寓建筑。
强夯法上世纪70年代初传入我国。
经过几十年的推广和应用，在建筑工程、水利工程、公路工程中得到了广泛的应用，取得了良好的效果和效益。
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。
根据地基处理的原理、目的、性质、时效及动机等有很多地基处理方法。
其中强夯法由于在工程实践中具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、节约材料、施工工期短、施工文明和施工费用低等优点，在建筑地基处理中得到了广泛的应用。
目前使用的夯锤重100——400kN，提升高度大约在10—30m。
一、强夯法的设计强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。
对高饱和的粉土与粘性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其使用性。
其主要设计参数包括有效加固深度、单位夯击能、夯击次数、夯击遍数、间隔时间、夯击点布置和处理范围等。
现分别阐述如下：（1）强夯法的有效加固深度既是反映地基处理效果的重要参数，又是选择地基方案的重要依据。
第２７卷 第７期 岩 土 工 程 学 报 Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．７ ２００５年 ７月 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｕｌｙ， ２００５ 10000 kN・m高能级强夯时的地面变形与孔压试验研究王铁宏１，水伟厚２，王亚凌３，裴 捷２ （１．中国建筑科学研究院，北京 １０００１３；２．上海申元岩土工程有限公司，上海 ２０００１１；３．中化岩土工程有限公司，北京 １０２６００） 摘 要：通过在某沿海碎石土回填地基上成功实施的国内首次10000 kN・m高能级强夯系列试验，为10000 kN・m高能级强夯的的设计、监测和检测提供了依据。
根据对试验过程中的地面变形和孔隙水压力的监测分析及与3000 kN・m监测结果的对比，得到了碎石土地基上10000 kN・m强夯的施工参数和孔压变化特征。
关键词：高能级强夯；10000 kN・m；地面变形；孔压监测中图分类号：TU 431 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2005)07–0759–04作者简介：王铁宏，男，博士，中国建筑科学研究院研究员。
Experimental research on the ground deformation and pore water pressureduring 10000 kN・m high energy dynamic compactionWANG Tie-hong 1, SHUI Wei-hou 2, WANG Ya-ling 3, PEI Jie2(1. China Academy of Building Research, Beijing 100013, China; 2. Shanghai Shenyuan Geotechnical Engineering Co., Ltd., Shanghai200011, China; 3. China Zhonghua Geotechnical Engineering Co., Ltd., Beijing 102600, China)Abstract: A series of experiments on high energy dynamic compaction (DC) were successfully accomplished in practice on a rubble fills site in coastal area, for the first time in China. The experiments provided the parameters for the design, construction and monitor of 10000 kN・m DC. The observed results of ground deformation and pore water pressure were analyzed and compared with those of 3000 kN・m DC. The construction parameters and characteristic of pore water pressure on rubble fills site during dynamic compaction were acquired to meet the requirement for the revision and development code of corresponding.Key words: high energy level dynamic compaction; 10000 kN・m; ground deformation; pore water pressure０ 引 言鉴于目前国家标准[1]中关于强夯能级的最高范围限于试验和工程经验，仅提出了8000 mkN⋅以内能级的参考值，亟待对更高能级（10000~16000 mkN⋅）强夯的试验和工程进行专题研究[2]，以期在近年工程实践和本课题大量试验研究的基础上，为地基处理规范中强夯部分的修订和发展提供实用参数，进而指导今后高能级强夯地基处理的工程实践[3~6]。
本系列试验项目包括3000，6000，8000，10000 mkN⋅能级强夯对比试验。
能级选择依上部结构荷载大小、类型、对变形的敏感程度和需要处理的深度而不同。
１ 工程地质概况 场地主要由低山残丘和山前冲积平原两个地貌单元组成，最大填土厚度11~14 m。
不同深度夹有较多大块开山石，最大粒径在50 cm以上，个别达1.2~2.0 m。
试验区通过夯前探验揭露，地层可分为5层：①素填土。
黄、红褐色，以回填块石为主，含较多碎石(主要成份为砾岩和砂砾岩)，少量粘性土，土的颗粒级配极差。
②粉土。
上部为黄褐色，含草根有机物，土质较软，软塑—可塑状。
下部为灰黑色，混较多粉细砂，低塑性。
平均指标：含水率24.3%，液性指数0.83，孔隙比0.698，压缩系数0.30 MPa-1，压缩模量4.80~7.48 MPa，属中等压缩性土。
③粉质粘土。
灰白色—黄褐色，含少量中粗砂，可塑状，含少量粉细砂及少许褐斑。
平均指标：含水率29.9%，液性指数0.39，孔隙比0.842，压缩系数0.44 MPa-1，压缩模量2.79~7.53 MPa，平均4.52 MPa，属中等压缩性土。
④粉质粘土。
红褐色，含少量中砂，少量碎石，接近残积土。
局部为灰白色粘土，夹淤泥薄层，呈硬塑状。
平均指标含水率22.8%，孔隙比0.725，液性指数0.30，760 岩土工程学报 2005年压缩系数0.40 MPa-1，压缩模量4.19 MPa，中等压缩性。
⑤砾岩、砂砾岩。
红褐色，原岩结构较清晰，岩芯呈半岩半土状，为强风化砾岩、砂砾岩，局部夹薄层中风化岩层。
其下部为中风化砂砾岩。
２ 施工工艺 10000 mkN⋅能级第一遍、第二遍夯点间距10 m×10 m，停夯标准为最后2击的平均夯沉量不大于10 cm，夯击次数约为16击；然后采用3000 mkN⋅能级强夯一遍，停夯标准为最后2击的平均夯沉量不大于5 cm，夯击次数8击左右，3000 mkN⋅夯点布置是在第一、二遍相邻两个主夯点中间插点，其中第一、二遍夯点亦是3000 mkN⋅夯点；满夯1000 mkN⋅，夯击击数2击，要求夯印彼此搭接1/3，夯点布置见图1。
10000 mkN⋅强夯的功效在于处理更大深度地基，3000 mkN⋅强夯的功效在于处理夯间土地基。
图１ １００００ mkN⋅试验区夯点布置及监测与检测点布置图 Fig. 1 The arrangement of monitoring and measuring points in the 10000 mkN⋅ test３ 监测与检测 本次系列试验10000 mkN⋅进行了较为详尽的监测和检测，具体项目见表1。
地面变形监测、孔压测试、地下水位观测孔、钻探、载荷试验、瑞利波雷试点具体位置详见图1。
３．１ 单点夯试验监测结果 10000 mkN⋅试夯C5夯点、D4夯点和C1夯点的夯沉量与夯击击数关系曲线见图2。
从图2看出，夯沉量是第一击最大，而后随着夯击数的增加而减小并逐渐趋于一定值，曲线拐点明显。
由于夯击能较大，表层土体的含砂石量较多，含水量较低，所以在夯击过程中夯坑坑壁坍塌现象严重。
从现场观测和夯沉量记录来看，当夯至第三击时，每击夯沉量开始变小，似有趋于稳定的态势。
再夯击，当第六击时，夯坑坑壁出现大量坍塌，夯沉量出现忽大忽小的现象，单击夯沉量曲线呈锯齿状波动。
10000 mkN⋅能级主夯的累计夯沉量在2.44~3.37 m之间。
3000 mkN⋅在第7击时出现拐点，其后累计夯沉量曲线较平稳，当夯击到13击时的夯沉量为158.6 cm。
图２ Ｃ５、Ｄ４和Ｃ１夯点夯沉量与击数关系曲线 Fig. 2 The accumulated settlement versus drop number at points C5, D4 & C1点夯进行中每夯一击测夯沉量，同时对夯坑周边进行地面凹陷与隆起的监测工作，如图3所示，监测结果显示10000 mkN⋅强夯夯击过程中周边地面未发生隆起。
监测还发现夯坑宽度超过两倍夯锤直径，达到5.8 m。
夯坑周围出现大量裂缝，裂缝范围达夯坑周边外5.9 m，裂缝宽度最大达6.9 cm。
综合单点夯的监测结果，10000 mkN⋅夯击能下每个夯点的最佳夯击数为14~16击。
对比图3中3000 mkN⋅和10000 mkN⋅周边地表变形图，可看出在相似地质条件下，低能级（3000 mkN⋅）的夯击会造成地表的隆起变形，降低夯击效率；高能级（10000 mkN⋅）夯击过程中未发生隆起，夯击能量的利用率较高，有效夯实系数较大，夯坑深度是低能级的2倍，夯坑体积是低能级的3倍。
强夯过程中试验区共填料1270 m3（其中第一、二遍的10000 mkN⋅夯坑回填230 m3，场地补设计标高回填0.85 m厚，第三遍的3000 mkN⋅夯坑回填100 m3，满夯前场地回填0.7 m厚），所以与强夯前相比，平均整个场地填高了近3.2 m。
满夯完成后的地面平均标高与夯前相比，又降低了0.207 m，换句话说，2遍主夯、1遍加固夯和满夯的强夯施工使试验区场地填土压密，地表下沉了3.4 m左右。
从图3可看出3000 mkN⋅夯击过程中距夯点中心2.3 m处最大隆起为12.4 cm，3.3 m处隆起为9.7 cm，4.3 m处为6 cm，5.3 m处才3.6 cm。
从单点夯监测结果看，按设计提出的停夯标准要求最后2击的平均夯沉量不大于5 cm，则3000 mkN⋅夯击能下每个夯点最佳夯击击数为11~13击。
３．２ 孔隙水压力监测结果 第7期 王铁宏，等. 10000 kN ・m 高能级强夯时的地面变形与孔压试验研究761表１ 10000 kN ・m 试验监测与检测项目及工作量一览表 Table 1 The monitoring and measuring items and amount of work in 10000 kN ・m test项目 静载荷 试验 瑞雷波 试验 孔隙水压 力测试钻探与原 状取土孔 标准贯 入试验 地面变形 观测振动加 速度测试 地下水位 监测 工作量2组2次2组每组2~3个测头前后各3个孔前后各3个孔1组每个方向埋10个测桩2点1个孔深6 m图３ ３０００ m kN ⋅和１００００ m kN ⋅典型夯点的周边地形沉降隆起示意图 Fig. 3 The settlement and heave of surrounding area under 3000 m kN ⋅ & 10000 m kN ⋅ DC(1) 孔压增量与击数关系10000 m kN ⋅试验区埋设2组孔隙水压力观测孔，其中K2组孔压计K2-1、K2-2和K2-3分别埋设在素填土层底部、粉土层和粉质粘土层中。
