基于强夯法地基处理有效加固深度的分析

2016-04-27邓琪

四川水泥 2016年10期

关键词：夯法公式深度

邓琪

(海口经济学院 571127)

基于强夯法地基处理有效加固深度的分析

邓琪

(海口经济学院 571127)

在强夯法地基处理工程中，有效加固深度是一个非常重要的概念，但是工程建设领域中却没有一个统一的标准。因此，本文分析了强夯法地基处理的加固原理及其优势，探讨了其判断标准和影响因素，并在此基础之上提出了强夯法地基处理有效加固深度计算的方法，以期促进其进一步发展。

强夯法；地基处理；有效加固深度

强夯法地基处理加固深度具有施工便捷、节约材料、设备简单、适用范围广、经济性较高、效果好等特点，因此在工程领域中得到了广泛的运用。在实际中，强夯法虽然是一种较好的地基处理手段，但是从目前的实际情况来看，针对于有效加固深度的标准和方法还缺乏统一性，导致其计算方法也存在着差异性。对此，需要对强夯法的加固处理进行正确的认识，全面考量影响有效加固深度的因素，并根据实际情况分析不同计算方法，从而选择最佳手段对强夯法地基处理有效加固进行深入的分析。

一、强夯法地基处理的有效加固原理及其优势

在实际中，强夯法是地基处理手段之一，又被称为动力压实法和动力团结法。强夯法地基处理的加固原理主要是通过夯锤在自由落体的过程中产生一种冲击力，对地基进行振动和冲击，以此压实地基。采用强夯法对地基进行加固处理不仅可以降低地基土的压缩性，而且还能够改变地基的性能，提高地基的荷载能力。在我国，强夯法的起源时间较早，早在上世纪七十年代便开始将强夯法运用于工程之中。近几年来随着我国城市化建设的不断推进，工程建设的数量和规模不断增加，使得强夯法的运用范围也日益广泛。从强夯法的施工流程来说，其施工设备简单、施工流程便捷，不仅可以节约大量的人力和物力，而且还可以节约材料，有利于施工成本的降低。此外，采用强夯法还可以解决环境污染问题，提高地基的性能，从最大程度上保证建筑的稳定性和安全性。

二、判断标准和影响因素

（一）强夯法地基处理有效加固深度的判断标准

强夯法地基处理效果的一个重要标准便是有效加固深度。有效加固深度与地基的类型和加固目的有着紧密的联系，加固目的和地基类别的不同，有效加固深度也有所不同。例如，针对于地基为湿陷性黄土，在对其进行加固的时候，主要目的在于消除湿陷性，加固深度应该是在消除湿陷性过程中所需达到的深度。由此可知，有效加固深度主要是指地基经过强夯法之后，其加固深度与设计要求相符，控制质保和临界值应该根据工程要求和土质条件进行确定。因此，在计算强夯法地基处理有效加固的时候，应该具有相应的标准。从目前的实际情况来看判断强夯法地基处理有效加固深度的标准主要有两个，即通过原位测试地基性能明显改变的深度和现场测定竖向变形的明显深度。

（二）强夯法地基处理有效加固的影响因素

在实际的地理工程中合理运用强夯法，就需要充分认识到有效加固深度的影响因素，明确强夯法地基处理的加固效果。根据大量的实践证明，有效加固深度的影响因素主要分为施工方法、夯击力的大小以及地基土的性质。针对于施工方法而言，其主要容易受到施工单位的施工设备、施工技术、施工经验以及施工现场环境的影响，这些因素都会导致施工方法的不同。施工方法的不同，单次击夯的效果也就不同，从而影响到了有效加固的深度；针对于夯击力的大小来说，其对加固效果产生了最为直接的影响。夯击力大，地基加固的深度就比较深，因此夯击次数较小。夯击力小，有效加固深度比较小，夯击次数就越多。一般而言，夯击高度、夯锤重量、夯击次数等都会对夯击力的大小产生着重要的影响。夯击高度越高，夯击力越大，夯锤重量越大，夯击力越大，机械效率越高，夯击力越高。因此，强夯法地基处理有效加固深度的过程中，应该对夯击高度、夯锤重量和机械效率进行有效的控制；针对于地基土的性质来说，地基土的性质越好，有效加固深度也就较小，强夯施工的工作量也较少，如果地基土的性质较差，有效加固的深度江大，对应的强夯施工工作量也较大。影响地基土性质的因素主要包括有含水率、密实度、空隙以及压缩性等。除此之外，地层构造也会对地基土的性质产生着重要的影响。因此，在采用强夯法的时候，应该充分考虑到这些影响因素。

三、计算方法

（一）经验公式法

经验公式法是强夯地基处理有效加固深度的方法之一。其主要是在施工时间、实验室模式、现场观测的经验公式基础之上进行的。施工时间的经验公式主要是在日常的施工实际中得到的，与夯锤重量、高度、锤径以及夯击面积有着紧密的联系。一般常用的公式为Z=MHk/D²，其中Z是有效加固深度，H为锤击高度，M为锤重，k为折减系数，D为垂径。

实验室模型的经验公式如公式一所示，其中Z是有效加固深度，N是锤击次数，D是垂径rd是地基土天然干容重，w是含水率。虽然实验室模型的经验公式充分考虑到了许多因素，但是涉及参数较多，计算十分不方便。

公式一

而现场观测的经验公式不会对机具因素进行考虑，而是直接将地基加固前后的性能指标进行对比，以此得到有效加固深度，其计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）简化理论法

简化理论法可以对强夯效果进行评价。简化理论法主要包括有能量法和应力法。等效拟静力是能量法中的一种，其主要是根据地基发生的等效塑形沉降对有效加固深度进行计算，其公式如公式三所示。其中Z是有效加固深度，D是垂径，pe是等效静压力，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是普通系数。等效拟静法可以将强夯施工中的许多参数进行包含，同时还对夯锤形态和抵消谁进行了全面的考虑，与实际情况最为相近。但是，这种方法是将施工现场的动力作为静力进行计算的，与实际还是存在一定的差异，同时由于其中包含的参数较多，也在一定程度上提高了计算难度。

公式三

（三）比较法

上文中介绍的两种计算方法主要侧重考虑了急剧和地基土性质这两方面的影响。从机具来说，夯锤的形状对有效加固深度直接产生影响，同时单次夯击力的大小也对有效加固深度产生一定的影响。对于地基土性质来说，容重、孔隙比、地下水、模量等因素都会对有效加固深度产生影响，但其中空隙比和容重的影响更加大。因此，在地基处理工程中选择强夯法的时候后，应该充分考虑到这些因素，以此提高夯击效果。