基于強(qiáng)夯法地基處理有效加固深度的分析

鄧 琪

(海口經(jīng)濟(jì)學(xué)院 571127)

基于強(qiáng)夯法地基處理有效加固深度的分析

鄧 琪

(?？诮?jīng)濟(jì)學(xué)院 571127)

在強(qiáng)夯法地基處理工程中，有效加固深度是一個(gè)非常重要的概念，但是工程建設(shè)領(lǐng)域中卻沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，本文分析了強(qiáng)夯法地基處理的加固原理及其優(yōu)勢，探討了其判斷標(biāo)準(zhǔn)和影響因素，并在此基礎(chǔ)之上提出了強(qiáng)夯法地基處理有效加固深度計(jì)算的方法，以期促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。

強(qiáng)夯法；地基處理；有效加固深度

強(qiáng)夯法地基處理加固深度具有施工便捷、節(jié)約材料、設(shè)備簡單、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)性較高、效果好等特點(diǎn)，因此在工程領(lǐng)域中得到了廣泛的運(yùn)用。在實(shí)際中，強(qiáng)夯法雖然是一種較好的地基處理手段，但是從目前的實(shí)際情況來看，針對于有效加固深度的標(biāo)準(zhǔn)和方法還缺乏統(tǒng)一性，導(dǎo)致其計(jì)算方法也存在著差異性。對此，需要對強(qiáng)夯法的加固處理進(jìn)行正確的認(rèn)識，全面考量影響有效加固深度的因素，并根據(jù)實(shí)際情況分析不同計(jì)算方法，從而選擇最佳手段對強(qiáng)夯法地基處理有效加固進(jìn)行深入的分析。

一、強(qiáng)夯法地基處理的有效加固原理及其優(yōu)勢

在實(shí)際中，強(qiáng)夯法是地基處理手段之一，又被稱為動(dòng)力壓實(shí)法和動(dòng)力團(tuán)結(jié)法。強(qiáng)夯法地基處理的加固原理主要是通過夯錘在自由落體的過程中產(chǎn)生一種沖擊力，對地基進(jìn)行振動(dòng)和沖擊，以此壓實(shí)地基。采用強(qiáng)夯法對地基進(jìn)行加固處理不僅可以降低地基土的壓縮性，而且還能夠改變地基的性能，提高地基的荷載能力。在我國，強(qiáng)夯法的起源時(shí)間較早，早在上世紀(jì)七十年代便開始將強(qiáng)夯法運(yùn)用于工程之中。近幾年來隨著我國城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，工程建設(shè)的數(shù)量和規(guī)模不斷增加，使得強(qiáng)夯法的運(yùn)用范圍也日益廣泛。從強(qiáng)夯法的施工流程來說，其施工設(shè)備簡單、施工流程便捷，不僅可以節(jié)約大量的人力和物力，而且還可以節(jié)約材料，有利于施工成本的降低。此外，采用強(qiáng)夯法還可以解決環(huán)境污染問題，提高地基的性能，從最大程度上保證建筑的穩(wěn)定性和安全性。

二、判斷標(biāo)準(zhǔn)和影響因素

（一）強(qiáng)夯法地基處理有效加固深度的判斷標(biāo)準(zhǔn)

強(qiáng)夯法地基處理效果的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)便是有效加固深度。有效加固深度與地基的類型和加固目的有著緊密的聯(lián)系，加固目的和地基類別的不同，有效加固深度也有所不同。例如，針對于地基為濕陷性黃土，在對其進(jìn)行加固的時(shí)候，主要目的在于消除濕陷性，加固深度應(yīng)該是在消除濕陷性過程中所需達(dá)到的深度。由此可知，有效加固深度主要是指地基經(jīng)過強(qiáng)夯法之后，其加固深度與設(shè)計(jì)要求相符，控制質(zhì)保和臨界值應(yīng)該根據(jù)工程要求和土質(zhì)條件進(jìn)行確定。因此，在計(jì)算強(qiáng)夯法地基處理有效加固的時(shí)候，應(yīng)該具有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。從目前的實(shí)際情況來看判斷強(qiáng)夯法地基處理有效加固深度的標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)，即通過原位測試地基性能明顯改變的深度和現(xiàn)場測定豎向變形的明顯深度。

（二）強(qiáng)夯法地基處理有效加固的影響因素

在實(shí)際的地理工程中合理運(yùn)用強(qiáng)夯法，就需要充分認(rèn)識到有效加固深度的影響因素，明確強(qiáng)夯法地基處理的加固效果。根據(jù)大量的實(shí)踐證明，有效加固深度的影響因素主要分為施工方法、夯擊力的大小以及地基土的性質(zhì)。針對于施工方法而言，其主要容易受到施工單位的施工設(shè)備、施工技術(shù)、施工經(jīng)驗(yàn)以及施工現(xiàn)場環(huán)境的影響，這些因素都會(huì)導(dǎo)致施工方法的不同。施工方法的不同，單次擊夯的效果也就不同，從而影響到了有效加固的深度；針對于夯擊力的大小來說，其對加固效果產(chǎn)生了最為直接的影響。夯擊力大，地基加固的深度就比較深，因此夯擊次數(shù)較小。夯擊力小，有效加固深度比較小，夯擊次數(shù)就越多。一般而言，夯擊高度、夯錘重量、夯擊次數(shù)等都會(huì)對夯擊力的大小產(chǎn)生著重要的影響。夯擊高度越高，夯擊力越大，夯錘重量越大，夯擊力越大，機(jī)械效率越高，夯擊力越高。因此，強(qiáng)夯法地基處理有效加固深度的過程中，應(yīng)該對夯擊高度、夯錘重量和機(jī)械效率進(jìn)行有效的控制；針對于地基土的性質(zhì)來說，地基土的性質(zhì)越好，有效加固深度也就較小，強(qiáng)夯施工的工作量也較少，如果地基土的性質(zhì)較差，有效加固的深度江大，對應(yīng)的強(qiáng)夯施工工作量也較大。影響地基土性質(zhì)的因素主要包括有含水率、密實(shí)度、空隙以及壓縮性等。除此之外，地層構(gòu)造也會(huì)對地基土的性質(zhì)產(chǎn)生著重要的影響。因此，在采用強(qiáng)夯法的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮到這些影響因素。

三、計(jì)算方法

（一）經(jīng)驗(yàn)公式法

經(jīng)驗(yàn)公式法是強(qiáng)夯地基處理有效加固深度的方法之一。其主要是在施工時(shí)間、實(shí)驗(yàn)室模式、現(xiàn)場觀測的經(jīng)驗(yàn)公式基礎(chǔ)之上進(jìn)行的。施工時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)公式主要是在日常的施工實(shí)際中得到的，與夯錘重量、高度、錘徑以及夯擊面積有著緊密的聯(lián)系。一般常用的公式為Z=MHk/D2，其中Z是有效加固深度，H為錘擊高度，M為錘重，k為折減系數(shù)，D為垂徑。

實(shí)驗(yàn)室模型的經(jīng)驗(yàn)公式如公式一所示，其中Z是有效加固深度，N是錘擊次數(shù)，D是垂徑rd是地基土天然干容重，w是含水率。雖然實(shí)驗(yàn)室模型的經(jīng)驗(yàn)公式充分考慮到了許多因素，但是涉及參數(shù)較多，計(jì)算十分不方便。

公式一

而現(xiàn)場觀測的經(jīng)驗(yàn)公式不會(huì)對機(jī)具因素進(jìn)行考慮，而是直接將地基加固前后的性能指標(biāo)進(jìn)行對比，以此得到有效加固深度，其計(jì)算公式如公式二所示，其中Z是加固深度，△Z是地基土沉降量，e0加固前的是孔隙比，e是加固后的空隙比。

公式二

（二）簡化理論法

簡化理論法可以對強(qiáng)夯效果進(jìn)行評價(jià)。簡化理論法主要包括有能量法和應(yīng)力法。等效擬靜力是能量法中的一種，其主要是根據(jù)地基發(fā)生的等效塑形沉降對有效加固深度進(jìn)行計(jì)算，其公式如公式三所示。其中Z是有效加固深度，D是垂徑，pe是等效靜壓力，dw是地下水位深度，r是水上土天然容量，r，水下土有效容量，a、b是普通系數(shù)。等效擬靜法可以將強(qiáng)夯施工中的許多參數(shù)進(jìn)行包含，同時(shí)還對夯錘形態(tài)和抵消誰進(jìn)行了全面的考慮，與實(shí)際情況最為相近。但是，這種方法是將施工現(xiàn)場的動(dòng)力作為靜力進(jìn)行計(jì)算的，與實(shí)際還是存在一定的差異，同時(shí)由于其中包含的參數(shù)較多，也在一定程度上提高了計(jì)算難度。

公式三

（三）比較法

上文中介紹的兩種計(jì)算方法主要側(cè)重考慮了急劇和地基土性質(zhì)這兩方面的影響。從機(jī)具來說，夯錘的形狀對有效加固深度直接產(chǎn)生影響，同時(shí)單次夯擊力的大小也對有效加固深度產(chǎn)生一定的影響。對于地基土性質(zhì)來說，容重、孔隙比、地下水、模量等因素都會(huì)對有效加固深度產(chǎn)生影響，但其中空隙比和容重的影響更加大。因此，在地基處理工程中選擇強(qiáng)夯法的時(shí)候后，應(yīng)該充分考慮到這些因素，以此提高夯擊效果。

四、結(jié)束語

通過上文的分析可知，強(qiáng)夯法在地基處理中的運(yùn)用十分廣泛，其工作原理簡單，但是對于有效加固深度的影響因素較多。因此在實(shí)際中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況采用相應(yīng)的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)化強(qiáng)夯法施工方法，從而保障地基處理質(zhì)量和效率。

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G322

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1007-6344（2016）10-0216-01

1982.01.15，性別女，民族漢，籍貫廣東高州，廣東省高州市，本科，職稱 助教，研究方向 建筑工程