早在1957年，英格兰的道路研究所就曾运用普罗克特（Proctov）击实原理进行过深层土体的压实处理，但直到1970年前后，强夯法才在法国工程师路易斯·梅纳（Louis·Mēnard）的开发和倡导下，真正大规模地应用于深层土体的加固处理中。强夯法最初仅用于加固圆锥探头阻力qs低于10MN/m2的砂和碎石层，随着施工机械和施工工艺水平的提高，施工实践证明，强夯法也适用于粘性土、杂填土、湿陷性黄土等软土地基，它不仅能提高地基的承载力，减少构筑物的沉降，而且可以改善地基抗振动液化的能力和消除地基土的湿陷性。目前，强夯法已广泛应用于国内外的机场跑道、高速公路、工业及民用建筑等项目的地基处理工程中，取得了显著的经济效益。
（一）工程地基概况
海口站站房位于海口市西北部滨海新区，本地区地震基本烈度为8度，抗震设防类别为丙类。原有海滩场地平坦，为冲积沙滩，距海岸线直线距离不足1公里。根据地质勘测报告该场地自上而下各土层的名称及物理力学性能指标见表1-1。
海口站站房分为四座二层高的独立功能楼区、分别为售票、候车、办公、行包四部分，其间以连廊及单层附属房屋相互联通。总长259.2m,总宽190.5m，占地面积11531m2,建筑面积20519m2。原海岸滩地面标高约为▽2.00m，考虑到站台墙顶标高与站房室外广场的关系，所以站房室外标高设计定为▽4.74m，即在原海岸滩上回填土约2.7m高。工程中选用了当地的砾砂质粘土做为土料进行辗压回填，填土区南北长300m，东西宽200m，达60000 m2。
根据表1-1及调查当地的水文气候情况可知，本工程场地土类型属中软场地土，地下水稳定水位埋深为0.82~3.48m，且受大气降水影响明显，地基的下卧砂层严重液化。
（二）地基处理方案的确定
设计单位设计的基础方案为：对于四座二层高的主楼采用PHC管桩，对于单层附属房屋及连廊采用天然地基柱下独立基础。
通过对分层回填，机械辗压的粘土的检测表明，经过机械辗压，粘土的压缩系数已达0.9~0.92，但其孔隙比仍达0.75，压缩模量仅为13.2Mpa，不能满足设计的要求。且该地区属地震高度设防区，而该场地土的名称及主要物理力学性能指标表1-1
|
层号 |
土层名称 |
湿度 |
密度或软硬状态 |
层面深度（m） |
厚度(cm) |
fk
(kPa) |
Es
(MPa) |
|
0 |
素填土（粉质粘土夹砾砂） |
干燥~稍湿 |
稍密 |
1.90~ 2.20 |
0.10~1.90 |
160 |
|
|
1 |
中砂 |
稍湿~湿 |
松散 |
0.00~ 1.90 |
0.40~5.40 |
110 |
16 |
|
2-1 |
中粗砂 |
稍湿~饱和 |
稍密 |
0.00~ 7.40 |
2.70~11.00 |
120 |
15 |
|
2-2 |
粗砂（含5%粘土） |
很湿~饱和 |
稍密 |
2.00~ 5.40 |
2.40~5.00 |
110 |
15 |
|
3 |
中砂 |
很湿~饱和 |
中密 |
5.58~ 10.50 |
2.00~7.80 |
150 |
15 |
|
4 |
中砂夹细砂 |
很湿~饱和 |
稍密 |
7.10~ 14.00 |
0.10~5.20 |
140 |
15 |
|
5 |
淤泥质粉质粘土 |
饱和 |
软塑~可塑 |
8.90~ 15.00 |
0.20~4.20 |
70 |
3 |
|
6 |
粉质粘土 |
稍湿~湿 |
可塑~硬塑 |
11.50~15.30 |
0.20~2.70 |
168 |
4.6 |
|
7 |
凝灰岩 |
稍湿 |
致密 |
12.20~16.40 |
0.10~3.00 |
|
|
|
8 |
粉质粘土 |
稍湿~湿 |
可塑~硬塑 |
13.80~17.30 |
＞0.40 |
190 |
6.0 |
|
9 |
粉土质中砂 |
稍湿 |
稍密~中密 |
20.70~22.30 |
＞0.80 |
258 |
5.0 |
建筑又属于重要的公共建筑，必须考虑下卧基层土质液化对房屋抗震性能的影响。由于强夯法具有改善地基液化及提高地基承载力的作用，故设计单位决定采用强夯法对地基进行进一步的加固处理。设计要求经强夯处理后：
1、独立基础部分深度3.0m内地基承载力标准值f k≥200kPa,压缩模量Es≥15MPa。这主要是利用强夯法来提高天然地基的承载力和减少沉降量。
2、强夯范围内地面下8m深度内的②层中粗砂由原严重液化处理至轻微液化。这主要是利用强夯法来消除和减轻地基液化潜势地震时对PHC管桩的剪切破坏作用。另一方面，通过强夯法加固的天然地基与PHC管桩形成复合基础后，从而可减少PHC管桩的有效桩长，降低造价。
（三）强夯法施工要点。
1、强夯法施工的主体是地基，各个工程项目的地质情况千差万别、具唯一性，在强夯参数的选择时，应依据本工程的实际地质情况及规范的经验取值初步确定强夯参数，通过试夯时的综合检测手段，对各项参数进行判定或调查。因此说，强夯法施工属于动态信息化的施工方式。
2、进场后施工前，必须对所需强夯处理的场区实施动力触探检测，其目的在于确认勘察报告所揭露的地质情况，检验施工方案所确定的工艺参数的适用性，在每遍夯击结束后，也要实施动力触探自检，以检验夯击效果，视检测情况进行必要的工艺调态。施工结束后，要对所经强夯处理的场区进行综合检测判定，为竣工报告提供可靠的数据。原则上每遍动力触探检测孔约为20个。
3、对强夯参数的选择尽量避免因超过临界夯击能使土的宏观结构破坏并产生明显的水平位移，进而影响土体的整体强度。这需要在试夯过程中加强监测，及时调整。
4、因受夯击能量影响，土中孔隙水压力将有一个平缓的消散过程。因此，每遍夯击结束后，必须留有一定间隔时间，以确保土中孔隙水压力能按改变后的纹流形式得以逐步消散。此间歇时间称为技术间歇期。
5、在本工程独立基础地基加固区域，根据场地地质条件、结合设计院的技术要求，采用强夯桩式置换法，在柱位下面的每遍夯坑内回填级配3：1的碎石加砂并夯实，形成散体材料桩与周围土体组成的复合地基。桩式置换法既具备散体材料桩的加筋、挤密、置换、排水特性，又具有强夯加固动力固结效应。因而可大幅度提高地基承载力，减少地基变形。
（四）强夯参数的确定
1、单击夯击能
本工程要求的地基有效加固深度达8.0m，由《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）推荐的依据土类和单击夯击能分类的有效加固深度表可知，当单击夯击能为3000KN·m时，砂土类地基的有效加固深度约为7.0~8.0m，故先初定单击夯击能为3000KN·m。根据试验表明，在相同单击夯击能的条件下，重锤低落距较轻锤高落距加固效果更好。因此在起吊能力许可情况下，宜采用较重的夯锤。结合当地的机械起吊能力和强夯设备情况，选取夯锤重W=17.2吨、落距H=17.5m，实际单击夯击能为：
WH=301000 KN·m
由Mēnard公式D=K√WH/10（K——影响深度折减系数，对于砂土类规范建议取值K=0.5）可计算出理论有效加固深度：D=8.67m
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