中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002 2
6 强夯法和强夯置换法
6.1 一般规定
6.1.1 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。
6.1.2 强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。
6.1.3 强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。
6.2 设计
（Ⅰ）强夯法
6.2.1 强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按表6.2.1预估。
6.2.2 夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足下列条件：
1 最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能小于4000kN·m时为50mm；当单击夯击能为4000～6000kN·m时为100mm；当单击夯击能大于6000kN·m时为200mm；
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提锤困难。
6.2.3 夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯2～3遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。
6.2.4 两遍夯击之间应有一定的时间间隔，间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的粘性土地基，间隔时间不应少于3～4周；对于渗透性好的地基可连续夯击。
6.2.5 夯击点位置可根据基底平面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5～3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。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。
6.2.6 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基底下设计处理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。
6.2.7 根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。
6.2.8 强夯地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定，初步设计时也可根据夯后原位测试和土工试验指标按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定确定。
6.2.9 强夯地基变形计算应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定。夯后有效加固深度内土层的压缩模量应通过原位测试或土工试验确定。
（Ⅱ）强夯置换法
6.2.10 强夯置换墩的深度由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，应穿透软土层，到达较硬土层上。深度不宜超过7m。
6.2.11 强夯置换法的单击夯击能应根据现场试验确定。
6.2.12 墩体材料可采用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于300mm的颗粒含量不宜超过全重的30%。
6.2.13 夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，且应同时满足下列条件：
1 墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；
2 累计夯沉量为设计墩长的1.5～2.0倍；
3 最后两击的平均夯沉量不大于本规范第6.2.2条的规定值。
6.2.14 墩位布置宜采用等边三角形或正方形。对独立基础或条形基础可根据基础形状与宽度相应布置。
6.2.15 墩间距应根据荷载大小和原土的承载力选定，当满堂布置时可取夯锤直径的2～3倍。对独立基础或条形基础可取夯锤直径的1.5～2.0倍。墩的计算直径可取夯锤直径的1.1～1.2倍。
6.2.16 当墩间净距较大时，应适当提高上部结构和基础的刚度。
6.2.17 强夯置换处理范围应按本规范第6.2.6条执行。
6.2.18 墩顶应铺设一层厚度不小于500mm的压实垫层，垫层材料可与墩体相同，粒径不宜大于100mm。
6.2.19 强夯置换设计时，应预估地面抬高值，并在试夯时校正。
6.2.20 强夯置换法试验方案的确定，应符合本规范第6.2.7条的规定。检测项目除进行现场载荷试验检测承载力和变形模量外，尚应采用超重型或重型动力触探等方法，检查置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化。
6.2.21 确定软粘性土中强夯置换墩地基承载力特征值时，可只考虑墩体，不考虑墩间土的作用，其承载力应通过现场单墩载荷试验确定，对饱和粉土地基可按复合地基考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试验确定。
6.2.22 强夯置换地基的变形计算应符合本规范第7.2.9条的规定。
6.3 施工
6.3.1 强夯锤质量可取10～40t，其底面形式宜采用圆形或多边形，锤底面积宜按土的性质确定，锤底静接地压力值可取25～40kPa，对于细颗粒土锤底静接地压力宜取较小值。锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250～300mm。强夯置换锤底静接地压力值可取100～200kPa。
6.3.2 施工机械宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。
6.3.3 当场地表土软弱或地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2m。坑内或场地积水应及时排除。
6.3.4 施工前应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成损坏。
6.3.5 当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有害的影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振或防振措施。
6.3.6 强夯施工可按下列步骤进行：
1 清理并平整施工场地；
2 标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；
3 起重机就位，夯锤置于夯点位置；
4 测量夯前锤顶高程；
5 将夯锤起吊到预定高度，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，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；
6 重复步骤5，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；
7 换夯点，重复步骤3至6，完成第一遍全部夯点的夯击；
8 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；
9 在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。
6.3.7 强夯置换施工可按下列步骤进行：
1 清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为1.0～2.0m的砂石施工垫层；
2 标出夯点位置，并测量场地高程；
3 起重机就位，夯锤置于夯点位置；
4 测量夯前锤顶高程；
5 夯击并逐击记录夯坑深度。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工；
6 按由内而外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；
7 推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程；
8 铺设垫层，并分层碾压密实。
6.3.8 施工过程中应有专人负责下列监测工作：
1 开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；
2 在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正；
3 按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。对强夯置换尚应检查置换深度。
6.3.9 施工过程中应对各项参数及情况进行详细记录。
6.4 质量检验
6.4.1 检查施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施。强夯置换施工中可采用超重型或重型圆锥动力触探检查置换墩着底情况。
6.4.2 强夯处理后的地基竣工验收承载力检验，应在施工结束后间隔一定时间方能进行，对于碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7～14d；粉土和粘性土地基可取14～28d。强夯置换地基间隔时间可取28d。
6.4.3 强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用原位测试和室内土工试验。强夯置换后的地基竣工验收时，承载力检验除应采用单墩载荷试验检验外，尚应采用动力触探等有效手段查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化，对饱和粉土地基允许采用单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。
6.4.4 竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于3点；对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。强夯置换地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的1%，且不应少于3点。
7 振冲法
7.1 一般规定
7.1.1 振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的饱和粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。
7.1.2 对大型的、重要的或场地地层复杂的工程，在正式施工前应通过现场试验确定其处理效果。
7.2 设计
7.2.1 振冲桩处理范围应根据建筑物的重要性和场地条件确定，当用于多层建筑和高层建筑时，宜在基础外缘扩大1～2排桩。当要求消除地基液化时，在基础外缘扩大宽度不应小于基底下可液化土层厚度的1/2。
7.2.2 桩位布置，对大面积满堂处理，宜用等边三角形布置；对单独基础或条形基础，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。
7.2.3 振冲桩的间距应根据上部结构荷载大小和场地土层情况，并结合所采用的振冲器功率大小综合考虑。30kW振冲器布桩间距可采用1.3～2.Om；55kW振冲器布桩间距可采用1.4～2.5m；75kW振冲器布桩间距可采用1.5～3.Om。荷载大或对粘性土宜采用较小的间距，荷载小或对砂土宜采用较大的间距。
7.2.4 桩长的确定：当相对硬层埋深不大时，应按相对硬层埋深确定；当相对硬层埋深较大时，按建筑物地基变形允许值确定；在可液化地基中，桩长应按要求的抗震处理深度确定。桩长不宜小于4m。
7.2.5 在桩顶和基础之间宜铺设一层300～500mm厚的碎石垫层。
7.2.6 桩体材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石、矿渣或其他性能稳定的硬质材料，不宜使用风化易碎的石料。常用的填料粒径为：30kW振冲器20～80mm；55kW振冲器30～1O0mm；75kW振冲器40～150mm。
7.2.7 振冲桩的平均直径可按每根桩所用填料量计算。
7.2.8 振冲桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可用单桩和处理后桩间土承载力特征值按下式估算：
7.2.9 振冲处理地基的变形计算应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定。复合土层的压缩模量可按下式计算：
公式（7.2.9）中的桩土应力比，在无实测资料时，对粘性土可取2～4，对粉土和砂土可取1.5～3，原土强度低取大值，原土强度高取小值。
7.2.10 不加填料振冲加密宜在初步设计阶段进行现场工艺试验，确定不加填料振密的可能性、孔距、振密电流值、振冲水压力、振后砂层的物理力学指标等。
用30kW振冲器振密深度不宜超过7m，75kW振冲器不宜超过15m。
7.2.11 不加填料振冲加密孔距可为2～3m，宜用等边三角形布孔。
7.2.12 不加填料振冲加密地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定，初步设计时也可根据加密后原位测试指标按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定确定。
7.2.13 不加填料振冲加密地基变形计算应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定。加密深度内土层的压缩模量应通过原位测试确定。
7.3 施工
7.3.1 振冲施工可根据设计荷载的大小、原土强度的高低、设计桩长等条件选用不同功率的振冲器。施工前应在现场进行试验，以确定水压、振密电流和留振时间等各种施工参数。
7.3.2 升降振冲器的机械可用起重机、自行井架式施工平车或其他合适的设备。施工设备应配有电流、电压和留振时间自动信号仪表。
7.3.3 振冲施工可按下列步骤进行：
1 清理平整施工场地，布置桩位；
2 施工机具就位，使振冲器对准桩位；
3 启动供水泵和振冲器，水压可用200～600kPa，水量可用200～400L/min，将振冲器徐徐沉入土中，造孔速度宜为0.5～2.0m/min，直至达到设计深度。记录振冲器经各深度的水压、电流和留振时间。
4 造孔后边提升振冲器边冲水直至孔口，再放至孔底，重复两三次扩大孔径并使孔内泥浆变稀，开始填料制桩。
5 大功率振冲器投料可不提出孔口，小功率振冲器下料困难时，可将振冲器提出孔口填料，每次填料厚度不宜大于50cm。将振冲器沉人填料中进行振密制桩，当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升30～50cm。
6 重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直至孔口，记录各段深度的填料量、最终电流值和留振时间，并均应符合设计规定。
7 关闭振冲器和水泵。
7.3.4 施工现场应事先开设泥水排放系统，或组织好运浆车辆将泥浆运至预先安排的存放地点，应尽可能设置沉淀池重复使用上部清水。
7.3.5 桩体施工完毕后应将顶部预留的松散桩体挖除，如无预留应将松散桩头压实，随后铺设并压实垫层。
7.3.6 不加填料振冲加密宜采用大功率振冲器，为了避免造孔中塌砂将振冲器抱住，下沉速度宜快，造孔速度宜为8～10m/min，到达深度后将射水量减至最小，留振至密实电流达到规定时，上提0.5m，逐段振密直至孔口，一般每米振密时间约1分钟。
在粗砂中施工如遇下沉困难，可在振冲器两侧增焊辅助水管，加大造孔水量，但造孔水压宜小。
7.3.7 振密孔施工顺序宜沿直线逐点逐行进行。
7.4 质量检验
7.4.1 检查振冲施工各项施工记录，如有遗漏或不符合规定要求的桩或振冲点，应补做或采取有效的补救措施。
7.4.2 振冲施工结束后，除砂土地基外，应间隔一定时间后方可进行质量检验。对粉质粘土地基间隔时间可取21～28d，对粉土地基可取14～21d。
7.4.3 振冲桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验，检验数量为桩数的0.5%，且不少于3根。对碎石桩体检验可用重型动力触探进行随机检验。对桩间土的检验可在处理深度内用标准贯人、静力触探等进行检验。
7.4.4 振冲处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。
7.4.5 复合地基载荷试验检验数量不应少于总桩数的0.5%，且每个单体工程不应少于3点。
7.4.6 对不加填料振冲加密处理的砂土地基，竣工验收承载力检验应采用标准贯人、动力触探、载荷试验或其他合适的试验方法。检验点应选择在有代表性或地基土质较差的地段，并位于振冲点围成的单元形心处及振冲点中心处。检验数量可为振冲点数量的1%，总数不应少于5点。
8 砂石桩法
8.1 一般规定
8.1.1 砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基。对饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。砂石桩法也可用于处理可液化地基。
8.1.2 采用砂石桩处理地基应补充设计、施工所需的有关技术资料。对粘性土地基，应有地基土的不排水抗剪强度指标；对砂土和粉土地基应有地基土的天然孔隙比、相对密实度或标准贯入击数、砂石料特性、施工机具及性能等资料。
8.1.3 用砂石桩挤密素填土和杂填土等地基的设计及质量检验，尚应符合本规范第14章中的有关规定。
8.2 设计
8.2.1 砂石桩孔位宜采用等边三角形或正方形布置。
砂石桩直径可采用300～800mm，可根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。
8.2.2 砂石桩的间距应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基，不宜大于砂石桩直径的4.5倍；对粘性土地基不宜大于砂石桩直径的3倍。初步设计时，砂石桩的间距也可按下列公式估算。
8.2.3 砂石桩桩长可根据工程要求和工程地质条件通过计算确定：
1 当松软土层厚度不大时，砂石桩桩长宜穿过松软土层；
2 当松软土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂石桩桩长应不小于最危险滑动面以下2m的深度；对按变形控制的工程，砂石桩桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物的地基变形允许值并满足软弱下卧层承载力的要求；
3 对可液化的地基，砂石桩桩长应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定采用；
4 桩长不宜小于4m。
8.2.4 砂石桩处理范围应大于基底范围，处理宽度宜在基础外缘扩大1～3排桩。对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5m。
8.2.5 砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定，估算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数β确定，β可取1.2～1.4。如施工中地面有下沉或隆起现象，则填料数量应根据现场具体情况予以增减。
8.2.6 桩体材料可用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不得大于5%，最大粒径不宜大于50mm。
8.2.7 砂石桩顶部宜铺设一层厚度为300～500mm的砂石垫层。
8.2.8 砂石桩复合地基的承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时，也可通过下列方法估算：
1 对于采用砂石桩处理的复合地基，可按本规范公式（7.2.8-1）或公式（7.2.8-3）估算；
2 对于采用砂桩处理的砂土地基，可根据挤密后砂土的密实状态，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定确定。
8.2.9 砂石桩处理地基的变形计算，应按本规范第7.2.9条的规定计算；对于砂桩处理的砂土地基，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定计算。
8.2.10 当砂石桩用于处理堆载地基时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定进行抗滑稳定性验算。
8.3 施工
8.3.1 砂石桩施工可采用振动沉管、锤击沉管或冲击成孔等成桩法。当用于消除粉细砂及粉土液化时，宜用振动沉管成桩法
8.3.2 施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验。当成桩质量不能满足设计要求时，应在调整设计与施工有关参数后，重新进行试验或改变设计。
8.3.3 振动沉管成桩法施工应根据沉管和挤密情况，控制填砂石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等。
8.3.4 施工中应选用能顺利出料和有效挤压桩孔内砂石料的桩尖结构。当采用活瓣桩靴时，对砂土和粉土地基宜选用尖锥型；对粘性土地基宜选用平底型；一次性桩尖可采用混凝土锥形桩尖。
8.3.5 锤击沉管成桩法施工可采用单管法或双管法。锤击法挤密应根据锤击的能量，控制分段的填砂石量和成桩的长度。
8.3.6 砂石桩的施工顺序：对砂土地基宜从外围或两侧向中间进行，对粘性土地基宜从中间向外围或隔排施工；在既有建（构）筑物邻近施工时，应背离建（构）筑物方向进行。
8.3.7 施工时桩位水平偏差不应大于0.3倍套管外径；套管垂直度偏差不应大于1%。
8.3.8 砂石桩施工后，应将基底标高下的松散层挖除或夯压密实，随后铺设并压实砂石垫层。
8.4 质量检验
8.4.1 应在施工期间及施工结束后，检查砂石桩的施工记录。对沉管法，尚应检查套管往复挤压振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂石料量等项施工记录。
8.4.2 施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对饱和粘性土地基应待孔隙水压力消散后进行，间隔时间不宜少于28d；对粉土、砂土和杂填土地基，不宜少于7d。
8.4.3 砂石桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验，对桩体可采用动力触探试验检测，对桩间土可采用标准贯入、静力触探、动力触探或其他原位测试等方法进行检测。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。检测数量不应少于桩孔总数的2%。
8.4.4 砂石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。
8.4.5 复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的0.5%，且每个单体建筑不应少于3点。