任何建筑物的荷载终将通过基础传递到地基上。凡是基础直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称为天然地基。若天然地基很软弱，则事先要经过人工处理，这种地基称之为人工地基。而其处理过程就称为“地基处理”(SOILTREATMENT)或“地基加固”(SOILIMPROVEMENT)。地基处理方法主要分为：换土垫层法，深层密实法，排水固结法，化学加固法，加筋法和热学法。强夯法属于地基处理方式中的深层密实法中。
强夯法设备简单，适用范围广泛，可用于填土、失陷性黄土、粘土、砂砾、碎石等各种土质。对于淤泥质软土的试验性施工证明，只要控制好施工参数，也是可行的。此法不仅用于房建工程，也适合桥涵、道路、港口码头和大型设备基础等工程，而且具有速度快、效果显著和节省投资等优点，是一种比较理想的地基处理方式。
2、概述
2.1、强夯法的由来及特性
强夯法处理地基是六十年代末由法国Menard技术公司首先创造的。这种方法是将很重的锤(一般为100－400kN)从高处自由落下落(落距一般为6-40m)给地基以冲击力和振动，从而提高土的强度并降低土的压缩性，改善土的振动液化条件和消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。同时，夯击能还可以提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。强夯法开始时仅用于加固砂土和碎石，经过几十年的发展，它以适用从砾石到粘性土的各种地基土，这主要是由于施工方法的改进和排水条件的改善。
强夯法由于具有地基加固效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点，很快传播到世界各地。目前已经有几十个国家的数千项工程采用强夯法加固地基。
2.2、国内外发展情况
强夯法是法国Menard技术公司于1969年首创并创用的。由于强夯法特有的优点，所以在国外十分普遍。1974年英国工程师协会专门召开了深基础会议，在该次会议上Menard本人对强夯作了详细介绍。从那以后，十几年来第九、十、十一界国际土力学和基础工程会议上以及世界各地区性会议上，都发表了很多关于强夯的论文，对强夯的发展、完善起到了很大的推动作用。我国是1978年9月引进这项技术的，1979年首先在塘沽进行了强夯法加固粘土地基的实验研究。1979年6月分别在河北省廊坊与山西省阳泉，对轻亚粘土、粉细砂地基与黄土质砂粘土填方地基进行了处理。这是我国采用强夯法处理地基的早两项工程。随后很快推广到北京、上海、天津、广州、深圳等很多地方，并且都取得了良好的技术经济效果，为国家节省了巨额基础工程费用。
3、加固机理
3.1、动力固结理论
强夯法虽然已经在实践中证实了是一种比较好的地基处理方法，但到目前为止还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法。在第十界国际土力学和基础工程会议上，美国Menard教授在“地基处理”的科学发展水平报告中精辟的论述强夯法的传统固结机理：强夯法目前已经发展到地基土的大面积加固，深度可达30m。当应用于非饱和土时，压密过程基本上同实验室中的击实实验相同。在饱和无粘性土的情况下，可能会产生液化，其压密过程同爆破和振动密实的过程相似。这种方法对饱和细粒土的效果，成功和失败的例子都有报道。对这类土需要破坏土的结构、产生超空隙水压力以及通过裂隙形成排水通道。而强夯法对杂填土特别有效。
实践证明，在夯击的工程中，土体的瞬时沉降可达几十厘米；土中产生液化后使土的结构破坏，土的强度下降到小值；随后在夯击点出现径向裂隙，成为加速空隙水压力消散的主要通道；因粘性土具有触变性，使降低的强度得到恢复和增强。Menard教授实践，并结合传统的固结机理，提出了饱和土是可以压缩的新的机理，并现在得到了大多数科学家的认可。下面再作进一步的介绍。
(1)、饱和土的压缩性
在工程实践中，不论对土的性质如何，夯击时能立即引起地基土的很大沉降，这个结果对颗粒状土是可以理解的。对渗透性很小的饱和细粒土，孔隙水的排出被认为是考虑沉降的必要和充分条件，这是传统的固结理论的基本假定。由于饱和细粒土的渗透性低，因而在瞬时荷载作用下，空隙水不能迅速排出，这样就无法理解在强夯时回立即引起很大沉降的机理。
Menard教授认为，由于土中有机物的分解，第四纪土中大多数都含有以微气泡形式出现的气体，其含量大约在1-4％。进行强夯时气体体积压缩，空隙水压力增大，随后气体有所膨胀，空隙水排出的同时，空隙水压力就减小。这样每夯一遍，气相体积和液体积都有所减少。根据实验，每夯击一遍，气体体积可减少40％。
(2)、产生液化
在重复夯击作用下，施加在土体的夯击能量，使气体逐渐受到压缩。因此，土体的沉降量与夯击能成正比。当气体按百分比接近于零时，土体变成不可压缩的。相应于空隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级，土体即产生液化。如图1所示，液化度为空隙水压力与液化压力之比，而液化压力即为覆盖压力。当液化度为100％时，亦即为土体产生液化的临界状态。而该能量级称为“饱和能”。此时，吸附水变成自由水，土的强度下降到小值。一旦达到“饱和能”而继续施加能量者，除了使土起重塑的破坏作用外，能量纯属是浪费。
应当指出，天然土的液化常常是逐渐发生的，绝大多数沉积物是层状和结构性的。粉质土和砂质土层比粘性土层先进人液化。并应当注意到，强夯时所出现的液化，只是土体的局部液化。
(3)、渗透性变化
在很大的夯击能作用下，地基土体中出现了冲击波和动应力。当所出现超孔隙水压力大雨颗粒间的侧向压力时，致使土颗粒间出现裂缝，形成排水通道。此时，土的渗透系数聚增孔隙水顺利排出。在有规则网格布置夯点的现场，通过积聚的夯击能量，在夯坑四周会形成有规则垂直裂缝，夯坑附近出现涌水现象。所以应规划好强夯的施工顺序，而不规则的和紊乱的夯击，可以破坏这些天然排水通道的连续性。在现场可观察到夯击前土工试验中所测的渗透系数，是不能说明夯击后孔隙水压力迅速消散的这一特性的。
当空隙水压力消散到小于土颗粒间的侧向压力时，裂缝即自行闭合，土中水的运动重新又恢复常态。有的国外资料报道，夯击时出现的冲击波，将土颗粒间吸附水转化为自由水，因而促进了毛细管通道横断面的增大。
(4)、触变恢复
在重复夯击的作用下，土体的强度逐渐减低，当土体出现液化或接近液化时，土的强度达到低值。此时土体产生裂隙，而土中吸附水部分变成自由水，随着孔隙水压力的消散，土的抗剪强度和变形模量都有了大幅度的增长。这是由于土颗粒间紧密接触以及新吸附水层逐渐固定的原因，而吸附水逐渐固定的过程可能会延续至几个月。在触变恢复期间，土体的变形(沉降)却是很小的，有的资料中介绍在0.1％以下。如果用传统的固结理论也就不能说明这一现象，这是自由水重新被土颗粒所吸附而变成了吸附水的缘故，这也具有触变性土的特性。
对灵敏度较高的粘土中，存在触变现象这一土的特性是众所周知的。实际上这一现象对所有细颗粒土都是明显的，仅是程度上不同而已。值得注意的是，经过强夯后土在触变恢复过程中，对振动是十分敏感的，所以在进行勘探和测试工作时候应该十分注意。
鉴于以上强夯法加固的机理，Menard教授对强夯中出现的现象，提出了一个新的弹簧活塞模型，对动力固结的机理作了解释。
对动力固结的理论模型，可从四个方面进行解释：
●由于微气泡的存在，充满气缸的水以为部分是可压缩的，亦即孔隙水具有压缩性，
●对夯击前、后土的渗透性的变化，可用一个孔径可变的排水孔进行模拟；
●弹簧的刚度是模拟土体的压缩模量，过去传统的固结理论的观点以为是常数。实际上强夯法施工时候，在反复荷载的影响下，会使压缩模量有很大改变，在这个过程中，吸附水起了重要作用。
●加载后传递力的活塞和气缸间存在磨阻力。因此，液体中压力减少，不能自动导致活