强夯法地基处理有效加固深度的分析研究.doc

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1、强夯法地基处理有效加固深度的分析研究摘要该文对强夯法地基处理有效加固深度的定义、影响因素、计算方法以及适用范围进行了讨论和分析，并对当前强夯法加固地基的有效深度的计算方法进行了比较。关键词强夯法有效加固深度计算方法影响因素1前言强夯法又称动力固结法，是法国梅那尔公司于60年代后期创造的一种地基加固方法。强夯法加固地基因其具有设备简单、施工方便、节省材料、经济易行、适用面广、效果显著等诸多优点而得到广泛应用。强夯法虽然在实践中被证实是一种好的地基处理方法，然而到目前为止现场检验有效加固深度的方法和标准还不一致，还没有一套成熟

2、完善的理论和设计计算方法。本文主要讨论强夯法处理地基的有效加固深度的计算方法，对比分析了几种计算方法、关于强夯有效加固深度的主要影响因素。2有效加固深度的判别标准有效加固深度也称有效影响深度，有效加固深度的标准根据不同地基不同加固目的而有所不同。对于以抗震液化为主要目的粉细砂地基，可以取经强夯后不再发生地震液化土层的最大深度；对于以消除湿陷性为目的的湿陷性黄土地基有效加固深度指的是消除黄土湿陷性的深度；对于其他以减小地基沉降为目的的地基，按建筑地基规范关于压缩层厚度的规定，取每米厚土层压缩量占强夯时地面平均沉降的2.5%之

3、土层深度。总而言之，有效加固深度是指不完全满足工程要求的地基经过加固后达到设计要求的深度，具体的控制指标及其临界值应结合工程要求和土质条件。从目前的研究结果来看，有效加固深度的判别标准可以从两个方面来确定；从原位测试指标来定义，地基土工程性能有明显改变的深度；从现场测量来确定，地基土竖向变形（应变）比较明显的深度。具体指标因工程地质条件的不同会有一定差异。3有效加固深度的影响因素下面就几个主要的因素进行分述(1)夯能的大小与传播方式。夯击能的大小对强夯的有效加固深度具有显著影响。夯锤夯击产生震动波，震动波向各个方向传播，它

4、是以振动能量体现的，能量越大传播的距离越大，强夯加固的范围就越大。（2）夯击次数与遍数。夯点下土层的加固一般是由地表慢慢向下发展，同时也慢慢向四周发展，因而，在一定的限度内，夯击次数多的其加固的程度往往比夯击次数少的好。（3）夯击的面积和边长。锤底面积的大小直接决定夯锤着地时的冲击压力，进而影响强夯的有效加固深度。早单击夯击能一定的情况下，锤底的面积越大，惯入度就越小，达到相同的加固效果所需要夯击次数就越多，夯击点少，侧向加固范围就越大。（4）夯点间距与布局。当地及处理深度较小时，夯击点间距可适当减小，当地及处理深度较大时

5、，夯击点间距不宜过小。(5)土类与变形模量。对于不同的地基土其饱和度、初始相对密度和渗透性等有巨大的差别。4有效加固深度计算方法的比较分析自从法国工程师梅纳提出有效加固深度的经验公式以后，研究人员对强夯加固效果和有效加固深度进行了多方面的研究，并提出了相应的计算公式，这些公式可以分为两大类：经验公式方法和简化理论分析方法。4.1经验公式方法经验公式方法可以细分为基于工程实践结果、室内模型试验和现场观测成果的经验公式方法。4.4.1基于工程实践结果的经验公式方法基于工程实践结果的经验公式一般选取与强夯机具密切相关的锤重（M）

6、落距（H）锤底直径（D）单位面积夯击能（E）等作变量，将土性的影响概括的用修正系数来代替，形式简洁便于计算，但是由于土性修正系数选取的随意性精度不高。常用的公式有修正梅纳公式和BILLAM公式。修正的梅纳公式：Z=α式中：Z为强夯有效加固深度，m；M为夯锤的重量，t；H为落距，m；a为与土类有关修正系数，碎石土和砂土，α=0.6-0.39，粉土粘性土湿陷性黄土α=0.5-0.35BILLAM法：式中：Z为强夯有效加固深度，m；M为夯锤的重量，t；H为落距，m；k为折减系数，与土的种类和初始密度有关，一般取0.1~0.16：

7、D为夯锤底面直径，m。上述公式表明单击夯击能是影响有效加固深度的主要因素,锤底面积也有影响。4.1.2基于室内模型试验的经验公式方法基于室内模型试验的经验公式除了考虑机具影响因素外还考虑土性参数的影响，有所提高，费香泽等提出如下计算方法：式中：Z为强夯有效加固深度，m；M为夯锤的重量，t；H为落距，m；N为每遍的击数；D为夯锤底面直径，m：为土的天然干容重，g/；为土的含水量。此模型指出除了单击夯击能、锤底面积外，每遍的击数、土性指标中的天然干容重和含水量对加固深度也有影响。但是公式形式比较复杂，不便于计算。4.1.3基于

8、现场观测成果的经验公式方法基于现场观测成果的经验公式一般不考虑强夯机具影响直接通过对加固前后土性指标的对比结合现场夯沉量的量测给出简明适用的公式。张利洁等根据现场实测结果提出了如下计算公式：式中：Z为强夯有效加固深度，m；Z为夯沉量，m；为加固前土的孔隙比；e为加固后的土的孔隙比。此法是基于现场的实测资