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                                    淺析強夯施工法實踐中加固深度的問題

                                    2021-06-13

                                    強夯法亦稱為動力固結法, 自 1969 年問世以來經 歷了 30 年的發展,引入我國也有 20 年的歷史 ,其間經 歷了成功、失敗諸多事例 ,到目前為止可以認為它是一 種技術上比較成熟、經濟而實用的地基加固處理方法 。 文中從強夯實踐中最為關注的問題之一 , 強夯加固土 體深度的估算入手, 結合前人強夯施工實踐的成果, 提 出強夯設計施工中加固深度的評估公式以為設計施工 和研究借鑒。 2 加固深度研究現狀和問題 土體的加固影響深度是任何一種地基處理方法重 點考慮的問題之一。在強夯法中, 加固或影響深度不僅是上部結構基礎設計的主要依據, 更是對強夯夯擊 能量的確定 、夯點布設、加固的均勻性等幾乎起著直接 決定的作用 。因此 ,自梅納強夯加固深度公式問世以 來,關于這一方面的研究便一直未間斷 ,亦取得了一定 的成績,概括起來有以下三個方面 。

                                    梅納公式存在的主要問題及修正 梅納最早提出的加固影響深度經驗公式為 H = Wh式中 H 為加固影響深度(m);W 為夯錘重(t);h 為 夯錘下落的高度(m)。 梅納公式存在的問題很多 ,明顯的是公式左右 兩側量綱不統一, 只能作為經驗公式來看待。 第二 ,加固影響深度的提法過于廣泛,沒有嚴格的 定義,加固應該是地表以下一定深度土體在經強夯加 固之后, 土體的各種強度指標均在原來基礎上有所提 高 ,對工程而言, 還必須滿足設計要求的強度指標, 否 則談不上加固 。只有加固了的土體深度才可理解為加 固深度, 而影響深度 , 概念較為廣泛 ,土體的強度指標 亦可提高 ,也可降低,只要土體的特征有所變化均可理 解為受其影響。 第三 ,公式(1)只考慮了能量因素, 而對因施加能 量而加固的對象———土體則未作任何考慮, 很明顯 ,施加同一能量給不同的材料體, 其結果是可想而知的。 能量和土體作為矛盾的雙方缺一不可。作為強夯加固 離開了能量和土體(特別是土體所表現的物理的、化學 的 、礦物學的特征)任何一方, 則建立的任何公式均是 不完善的。 第四 ,公式(1)考慮的是總的單擊夯能或總動壓 力 ,而對因夯錘觸地面積的不同而引起沖擊力在加固 體中的差異未作考慮。 研究者們圍繞公式(1)存在的種種問題進行了不 同的修正后 ,給出了以下公式:H =α√Wh 式中 α為修正系數, 它與錘的形狀 、加固土體的特征有關。但對于具體情況 ,均是按照強夯施工之后測得的實際加固深度 H′和用公式(1)計算出的 H 進行比較。即:α=H′/H (3) Gambin [ 1] 認 為 α值 在 0 .5 ~ 1 .0 范圍 之內。建議 α=0 .5 , 即實際加固深度只能達到公式(1)計算加固深度的一半。Fang 和 Ellis [ 3] 認為 α= (S r , δ, r) (4) 式中 Sr 為土的飽和度 ;δ為夯坑深度 ;r 為夯坑半 徑。 公式(4)首次考慮了土體含水量狀況和因強夯夯 擊土體表現出的一些宏觀特征 , 如夯錘入土深度 δ和 由夯錘底面積決定的夯坑半徑r 。α在 0 .5 ~ 0 .8 之間, 但對于黃土則 α在0.34 ~ 0.5 之間 。地基處理手冊將濕陷性黃土地基強夯加固深度進行羅列, 得到 22 個實測數據(表 1),計算出 α在 0 .4 ~ 0 .66 之 間。試驗得出飽和粘土 α= 0 .45 ~ 0 .5 , 飽和砂土 α=0 .5 ~ 0 .6 ,填土α=0.6 ~ 0.8。

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