[发明专利]强夯法加固饱和砂土地基的有效加固深度设计方法

摘要

本发明提供一种强夯法加固饱和砂土地基的有效加固深度设计方法，涉及软土地基加固技术领域。该方法通过计算强夯振动产生的压密壳最大深度z1、压密壳影响深度hy，最后计算得到强夯加固饱和砂土地基有效加固深度Z，为强夯振动产生的压密壳最大深度z1、压密壳影响深度hy和产生压密壳最大深度的夯坑深度hh之和。本发明提供的强夯固饱和砂土地基的有效加固深度设计方法，能够客观地开展强夯饱和砂土地基的工程设计，有针对性地开展强夯工程的试夯和检测工作，提高工程施工效率，降低工程成本。

主权项

1.一种强夯法加固饱和砂土地基的有效加固深度设计方法，其特征在于：该方法包括强夯振动产生的压密壳最大深度的计算、压密壳影响深度的计算和强夯加固饱和砂土地基有效加固深度的计算；所述强夯振动产生的压密壳最大深度的计算方法具体如下：按下式计算强夯振动产生的压密壳深度，式中，J为饱和砂土地基动力响应特征参数；C_v为饱和砂土地基固结系数；t为地基中强夯作用时间；B为强夯饱和砂土地基地面的加速度振幅；g为重力加速度；z为强夯振动产生的压密壳深度；将饱和砂土地基动力响应特征参数J、饱和砂土地基固结系数C_v、重力加速度g，以及强夯作用时间t、强夯饱和砂土地基的地面加速度振幅峰值B₁＝max(B)，代入公式(27)，计算强夯振动产生的压密壳最大深度z₁；所述压密壳影响深度的计算方法具体如下：将夯锤施加的冲击荷载通过拟静力荷载施加于夯坑表面，如公式(28)，得到冲击荷载作用于夯坑的拟静力单位荷载；式中，p₀为冲击荷载作用于夯坑的拟静力单位荷载，G_锤为夯锤重量，A_锤底面积为夯锤的投影面积；按照夯锤的平面投影为圆形的荷载特征，通过圆形荷载施加于半空间弹性体的应力解，计算压密壳最大深度位置的动力荷载形成动力附加应力，如公式(29)所示，式中，σ_z1为p₀作用下压密壳最大深度处的附加应力；z₁为压密壳最大深度；r₀为夯锤底面投影直径；以计算的附加应力σ_z1为基准应力值，深度为起始数值零，采用半空间弹性体的应力解，求解该应力下，压密壳作用下部地基的附加应力σ_y，如公式(30)所示，式中，σ_y为σ_z1作用下压密壳下深度h处地基的附加应力；h为压密壳下部某一深度；r₀为夯锤底面投影直径；计算压密壳深度为起始点的某深度自重应力，如公式(31)所示，σ_h＝γ_yh_y                                   (31)式中，σ_h为压密壳深度为起始数值零的深度为h处的自重应力，γ_y为h_y深度的重度加权值，h_y为压密壳影响深度；应用应力比法确定压密壳影响深度，如公式(32)所示，0.1σ_y＝σ_h                                  (32)式中，σ_y为σ_z1作用下压密壳以下地基的附加应力，σ_h为压密壳深度为起始数值零的深度为h处的自重应力；所述强夯加固饱和砂土地基有效加固深度采用下式计算：Z＝z₁+h_h+h_y                            (33)式中，Z为强夯加固饱和砂土地基有效加固深度，z₁为强夯振动产生的饱和砂土地基压密壳最大深度，h_h为产生压密壳最大深度的夯坑深度，h_y为夯击动荷载作用下压密壳作用于下部地基的压密壳影响深度。