山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯加固：機(jī)理剖析與設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化一、引言1.1研究背景與意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷向山區(qū)推進(jìn)，山區(qū)建設(shè)的需求日益增長(zhǎng)。山區(qū)地形復(fù)雜，地質(zhì)條件多樣，常常面臨地基處理的難題。在山區(qū)建設(shè)中，碎石填土地基是一種常見的地基形式，其主要由爆破開山產(chǎn)生的碎石、土石方以及少量粘性土等混合而成。然而，這種地基存在諸多問題，如土體松散、孔隙率大、不均勻性強(qiáng)等，導(dǎo)致地基承載力低、壓縮性高，難以滿足工程建設(shè)的要求。若不進(jìn)行有效的加固處理，在建筑物荷載作用下，地基可能會(huì)產(chǎn)生過大的沉降、不均勻沉降甚至失穩(wěn)，嚴(yán)重影響建筑物的安全和正常使用。例如，在一些山區(qū)公路建設(shè)中，由于碎石填土地基處理不當(dāng)，路面在通車后不久就出現(xiàn)了開裂、沉陷等病害，不僅影響了道路的使用壽命，還增加了后期維護(hù)成本；在山區(qū)的工業(yè)廠房建設(shè)中，地基的不均勻沉降導(dǎo)致廠房墻體開裂，影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。強(qiáng)夯加固作為一種有效的地基處理方法，在山區(qū)碎石填土地基處理中具有重要的作用和廣泛的應(yīng)用前景。強(qiáng)夯法通過將重錘提升至一定高度后自由落下，利用強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用，使地基土體產(chǎn)生瞬間的壓縮變形、液化和塑性變形，從而達(dá)到提高地基密實(shí)度、增強(qiáng)地基承載力、降低地基壓縮性的目的。與其他地基處理方法相比，強(qiáng)夯法具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單、施工速度快、加固效果顯著、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。在山區(qū)建設(shè)中，強(qiáng)夯法能夠充分利用當(dāng)?shù)氐乃槭牧?，減少材料運(yùn)輸成本，同時(shí)對(duì)復(fù)雜地形的適應(yīng)性強(qiáng)，能夠有效地處理各種不良地質(zhì)條件下的碎石填土地基。例如，在某山區(qū)機(jī)場(chǎng)建設(shè)中，采用強(qiáng)夯法對(duì)大面積的碎石填土地基進(jìn)行處理，成功地提高了地基的承載力和穩(wěn)定性，滿足了機(jī)場(chǎng)跑道等設(shè)施的建設(shè)要求；在一些山區(qū)城鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，強(qiáng)夯法也被廣泛應(yīng)用于地基處理，取得了良好的效果。研究山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯加固機(jī)理及設(shè)計(jì)參數(shù)具有重要的理論意義和實(shí)際工程價(jià)值。從理論角度來看，深入研究強(qiáng)夯加固機(jī)理有助于揭示強(qiáng)夯作用下碎石填土地基土體的物理力學(xué)性質(zhì)變化規(guī)律，豐富和完善地基處理理論，為強(qiáng)夯法的進(jìn)一步發(fā)展提供理論支持。目前，雖然對(duì)強(qiáng)夯加固機(jī)理的研究取得了一定的成果，但由于碎石填土地基的復(fù)雜性，其加固機(jī)理仍未完全明確，存在許多有待深入研究的問題。例如，夯擊能在土體中的傳播規(guī)律、土體的動(dòng)力響應(yīng)特性以及加固過程中土體微觀結(jié)構(gòu)的變化等方面的研究還不夠深入。通過本研究，有望進(jìn)一步深化對(duì)強(qiáng)夯加固機(jī)理的認(rèn)識(shí)，填補(bǔ)相關(guān)理論空白。從實(shí)際工程角度來看，合理確定強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)是保證強(qiáng)夯加固效果的關(guān)鍵。不同的碎石填土地基地質(zhì)條件和工程要求各不相同，需要根據(jù)具體情況選擇合適的強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)，如夯錘重量、落距、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距等。然而，目前強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的確定主要依賴于工程經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試夯，缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，存在一定的盲目性和不確定性。如果設(shè)計(jì)參數(shù)選擇不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)夯加固效果不理想，甚至無法滿足工程要求，造成工程質(zhì)量隱患和經(jīng)濟(jì)損失。因此，開展山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的研究，建立科學(xué)合理的設(shè)計(jì)參數(shù)確定方法，能夠?yàn)楣こ虒?shí)踐提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)，提高強(qiáng)夯加固工程的質(zhì)量和可靠性，降低工程成本，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀強(qiáng)夯法自1969年由法國Menard技術(shù)公司首創(chuàng)以來，因其加固效果顯著、適用范圍廣、施工設(shè)備簡(jiǎn)單、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用和研究。國內(nèi)外學(xué)者圍繞強(qiáng)夯加固機(jī)理與設(shè)計(jì)參數(shù)開展了大量研究，取得了一定成果，但仍存在一些不足。國外在強(qiáng)夯法的研究方面起步較早。創(chuàng)始人L.Menard根據(jù)飽和粘性土經(jīng)受強(qiáng)夯后產(chǎn)生數(shù)十厘米瞬間變形的現(xiàn)象，提出了動(dòng)力固結(jié)模型，用有摩擦的活塞反映含有空氣的孔隙水壓力的滯后現(xiàn)象，用占總體積1-3%的氣泡存在來解釋沖擊荷載作用下的瞬間壓縮問題，利用不定剛度的彈簧反映土體強(qiáng)度的降低，用變孔徑的排水孔反映孔隙水的順利排出。Y.K.Chow等提出了粒狀土強(qiáng)夯分析的一維模型，將錘下與錘徑相同的土柱視為無側(cè)限變形體，把周圍土體簡(jiǎn)化為一系列串連的彈簧和阻尼器，得到了一維模型方程。Leon認(rèn)為加固作用與土層在處理過程中的加密、固結(jié)、預(yù)加變形三種機(jī)理有關(guān)，因此將強(qiáng)夯法稱作“動(dòng)力預(yù)壓處理法”。Gambin則認(rèn)為壓密作用是由于土體受到?jīng)_擊波作用而引起的，對(duì)于飽和土而言，剪切波是引起土體加密的主要因素。在強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)研究方面，國外學(xué)者通過大量的工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究，建立了一些經(jīng)驗(yàn)公式和方法來確定夯擊能、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距等參數(shù)，但這些方法往往具有一定的局限性，需要根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整。國內(nèi)對(duì)強(qiáng)夯法的研究始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過多年的發(fā)展，在強(qiáng)夯加固機(jī)理和設(shè)計(jì)參數(shù)研究方面也取得了豐碩的成果。在加固機(jī)理方面，左名麒提出振動(dòng)波理論，認(rèn)為夯擊所產(chǎn)生的巨大沖擊能以波的形式向土介質(zhì)傳播，強(qiáng)夯主要是縱波和橫波起加固作用，而面波主要起破壞作用。陸新針對(duì)軟粘土地基在靜力固結(jié)模型基礎(chǔ)上提出了強(qiáng)夯動(dòng)力排水固結(jié)模型。錢家歡等用自制的動(dòng)力固結(jié)儀模擬強(qiáng)夯，分別得出飽和砂土及飽和粘土在沖擊荷載作用下壓縮模量、卸荷模量以及動(dòng)孔隙水壓力的經(jīng)驗(yàn)公式。韓文喜等獲得了飽和土在強(qiáng)夯作用下的動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)位移、孔隙水壓力的變化規(guī)律及強(qiáng)夯的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系特征。詹金林等提出了高能級(jí)強(qiáng)夯加固機(jī)理的數(shù)值模擬模型。在設(shè)計(jì)參數(shù)研究方面，國內(nèi)學(xué)者通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方法，對(duì)強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的確定方法進(jìn)行了深入研究。例如，通過建立強(qiáng)夯沉降模型來預(yù)測(cè)夯沉量，從而確定合理的夯擊次數(shù)；通過數(shù)值模擬分析夯擊能在土體中的傳播規(guī)律和分布特征，為夯點(diǎn)間距的確定提供依據(jù)。一些學(xué)者還結(jié)合工程實(shí)際，提出了根據(jù)地基土的性質(zhì)、加固深度、工程要求等因素綜合確定強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的方法。盡管國內(nèi)外在強(qiáng)夯加固機(jī)理和設(shè)計(jì)參數(shù)研究方面取得了一定的成果，但仍存在一些不足之處。在加固機(jī)理方面，由于碎石填土地基的復(fù)雜性，其加固機(jī)理尚未完全明確，尤其是夯擊能在土體中的傳播規(guī)律、土體的動(dòng)力響應(yīng)特性以及加固過程中土體微觀結(jié)構(gòu)的變化等方面的研究還不夠深入，現(xiàn)有的理論模型和研究成果難以準(zhǔn)確描述強(qiáng)夯加固碎石填土地基的全過程。在設(shè)計(jì)參數(shù)方面，目前強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的確定主要依賴于工程經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試夯，缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，存在一定的盲目性和不確定性。不同地區(qū)、不同地質(zhì)條件下的碎石填土地基，其強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的取值差異較大，如何建立一套科學(xué)合理、具有普遍適用性的強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)確定方法，仍是亟待解決的問題。此外，強(qiáng)夯施工過程中的質(zhì)量控制和檢測(cè)方法也有待進(jìn)一步完善，以確保強(qiáng)夯加固效果能夠滿足工程要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬方法的不斷發(fā)展，未來強(qiáng)夯加固機(jī)理和設(shè)計(jì)參數(shù)的研究將更加注重多學(xué)科交叉融合，結(jié)合土力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科知識(shí)，深入研究強(qiáng)夯作用下碎石填土地基的力學(xué)行為和加固機(jī)制。同時(shí)，利用先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)和設(shè)備，如高精度傳感器、無損檢測(cè)技術(shù)等，對(duì)強(qiáng)夯加固過程中的土體參數(shù)變化和加固效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確評(píng)估，為強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化和工程實(shí)踐提供更加可靠的依據(jù)。在設(shè)計(jì)參數(shù)確定方面，將進(jìn)一步加強(qiáng)理論研究和工程實(shí)踐的結(jié)合，建立更加完善的理論模型和經(jīng)驗(yàn)公式，開發(fā)智能化的設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的快速、準(zhǔn)確確定。此外，還將加強(qiáng)對(duì)強(qiáng)夯施工過程的精細(xì)化管理和質(zhì)量控制，提高強(qiáng)夯加固工程的質(zhì)量和可靠性。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究圍繞山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯加固機(jī)理及設(shè)計(jì)參數(shù)展開，主要研究?jī)?nèi)容包括：強(qiáng)夯加固機(jī)理研究：分析強(qiáng)夯作用下碎石填土地基的土體物理力學(xué)性質(zhì)變化，如土體的密實(shí)度、孔隙比、壓縮模量等；探討夯擊能在土體中的傳播規(guī)律，包括能量的衰減、分布以及對(duì)土體的作用方式；研究土體的動(dòng)力響應(yīng)特性，如動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)位移、孔隙水壓力的變化規(guī)律；分析加固過程中土體微觀結(jié)構(gòu)的變化，從微觀角度揭示強(qiáng)夯加固的本質(zhì)。強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)確定方法研究：建立考慮多種因素的強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)確定模型，綜合考慮地基土的性質(zhì)、加固深度、工程要求等因素，通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，確定夯錘重量、落距、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距等設(shè)計(jì)參數(shù)；研究設(shè)計(jì)參數(shù)之間的相互關(guān)系和影響，分析不同參數(shù)組合對(duì)強(qiáng)夯加固效果的影響，為參數(shù)的優(yōu)化提供依據(jù)；提出強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的取值范圍和建議，結(jié)合工程實(shí)際案例，對(duì)不同地質(zhì)條件和工程要求下的強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)取值進(jìn)行總結(jié)和歸納，給出具有參考價(jià)值的取值范圍和建議。強(qiáng)夯加固效果評(píng)價(jià)方法研究：建立強(qiáng)夯加固效果的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括地基承載力、變形模量、沉降量、均勻性等指標(biāo)，全面評(píng)價(jià)強(qiáng)夯加固效果；研究不同檢測(cè)方法在強(qiáng)夯加固效果評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，如靜載試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、波速測(cè)試等，分析各種檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，選擇合適的檢測(cè)方法進(jìn)行強(qiáng)夯加固效果評(píng)價(jià)；通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和長(zhǎng)期觀測(cè)，驗(yàn)證強(qiáng)夯加固效果的穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)強(qiáng)夯加固后的地基進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，包括沉降觀測(cè)、位移觀測(cè)等，同時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，了解地基在使用過程中的性能變化，驗(yàn)證強(qiáng)夯加固效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。本研究采用以下研究方法：文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于強(qiáng)夯加固機(jī)理和設(shè)計(jì)參數(shù)的相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)已有研究成果和存在的問題，為本文的研究提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法：選擇具有代表性的山區(qū)碎石填土地基工程場(chǎng)地，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)夯試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，布置各種監(jiān)測(cè)儀器，如壓力傳感器、位移計(jì)、孔隙水壓力計(jì)等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)強(qiáng)夯過程中土體的各項(xiàng)物理力學(xué)參數(shù)變化，獲取第一手試驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，研究強(qiáng)夯加固機(jī)理和設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)加固效果的影響。數(shù)值模擬法：利用有限元軟件，建立山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯加固的數(shù)值模型。通過數(shù)值模擬，分析夯擊能在土體中的傳播規(guī)律、土體的動(dòng)力響應(yīng)特性以及加固過程中土體的變形和應(yīng)力分布情況。數(shù)值模擬可以彌補(bǔ)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的局限性，對(duì)不同工況下的強(qiáng)夯加固效果進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，為強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化提供參考。理論分析法：基于土力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等相關(guān)理論，對(duì)強(qiáng)夯加固機(jī)理進(jìn)行深入分析。推導(dǎo)夯擊能在土體中的傳播公式、土體的動(dòng)力響應(yīng)方程以及強(qiáng)夯加固效果的評(píng)價(jià)公式等，從理論上解釋強(qiáng)夯加固過程中的各種現(xiàn)象和規(guī)律，為強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的確定和加固效果的評(píng)價(jià)提供理論支持。二、山區(qū)碎石填土地基特性2.1山區(qū)地質(zhì)條件概述山區(qū)的地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、巖土特性等地質(zhì)條件呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣的特點(diǎn)，這些因素對(duì)碎石填土地基的形成和性質(zhì)有著深遠(yuǎn)的影響。山區(qū)的地形地貌往往起伏較大，山巒連綿，山谷縱橫交錯(cuò)。地勢(shì)的高差變化顯著，從高聳的山峰到幽深的山谷，垂直落差可達(dá)數(shù)百米甚至上千米。例如，我國西南地區(qū)的山區(qū)，山脈巍峨，地形陡峭，山谷深邃，相對(duì)高差常超過1000米。在這樣的地形條件下，碎石填土的堆積方式和分布規(guī)律較為復(fù)雜。山坡地帶的碎石填土可能因重力作用而沿坡面下滑，形成厚度和密實(shí)度不均勻的堆積層；山谷底部則可能由于水流的搬運(yùn)和沉積作用，使得碎石填土與其他沉積物混合堆積。此外，山區(qū)的地形地貌還會(huì)影響到強(qiáng)夯施工的可行性和施工工藝。在地形起伏較大的區(qū)域，強(qiáng)夯設(shè)備的移動(dòng)和就位可能會(huì)受到限制，需要采取特殊的施工措施，如平整場(chǎng)地、修筑施工便道等，以確保強(qiáng)夯施工的順利進(jìn)行。地層結(jié)構(gòu)方面，山區(qū)的地層組成較為復(fù)雜，通常由多種不同類型的巖石和土層相互交錯(cuò)組成?；鶐r的種類繁多，包括巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖等。巖漿巖如花崗巖、玄武巖等，具有較高的強(qiáng)度和硬度；沉積巖如砂巖、頁巖、灰?guī)r等，其性質(zhì)差異較大，砂巖的顆粒間膠結(jié)程度不同，強(qiáng)度也有所差異，頁巖則具有較好的頁理構(gòu)造，強(qiáng)度相對(duì)較低；變質(zhì)巖如片麻巖、大理巖等，經(jīng)過變質(zhì)作用后，巖石的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生了改變。在基巖之上，往往覆蓋著不同厚度的第四系土層，包括殘積土、坡積土、洪積土等。殘積土是巖石風(fēng)化后殘留在原地的產(chǎn)物，其顆粒組成和性質(zhì)與母巖密切相關(guān)；坡積土是在重力和雨水沖刷作用下，巖石碎屑和土粒沿山坡堆積而成，其厚度和成分變化較大；洪積土是由山洪攜帶的泥沙、石塊等物質(zhì)在山前平原或山谷出口處堆積形成，具有分選性和層理結(jié)構(gòu)。這些不同類型的地層相互作用，使得山區(qū)碎石填土地基的形成和性質(zhì)變得更加復(fù)雜。例如，在一些山區(qū)，基巖的風(fēng)化程度較高，形成了大量的風(fēng)化碎屑，這些碎屑在后續(xù)的地質(zhì)作用中與其他沉積物混合，形成了碎石填土地基。而地層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也會(huì)對(duì)強(qiáng)夯加固效果產(chǎn)生影響，不同地層的力學(xué)性質(zhì)差異較大，在強(qiáng)夯作用下的響應(yīng)也各不相同，這就需要在強(qiáng)夯設(shè)計(jì)和施工中充分考慮地層結(jié)構(gòu)的因素，以確保加固效果的均勻性和可靠性。巖土特性上，山區(qū)的巖土具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。碎石土作為山區(qū)常見的巖土類型，其顆粒組成、級(jí)配、密實(shí)度等特征變化較大。碎石土的顆粒粒徑范圍廣，從粒徑大于200mm的漂石、塊石，到粒徑大于2mm的卵石、碎石，再到粒徑小于2mm的圓礫、角礫等都有分布。顆粒級(jí)配方面，有些碎石土的級(jí)配良好，大小顆粒相互填充，形成較為密實(shí)的結(jié)構(gòu)；而有些則級(jí)配不良，顆粒大小差異較大，空隙率較高。密實(shí)度也因堆積條件和地質(zhì)作用的不同而有所差異，有的處于松散狀態(tài)，有的則較為密實(shí)。此外，碎石土的母巖成分多樣，常見的有灰?guī)r、砂巖、白云巖等，不同的母巖成分決定了碎石土的物理力學(xué)性質(zhì)。例如，灰?guī)r碎石土的強(qiáng)度相對(duì)較低，遇水后可能會(huì)發(fā)生溶解和軟化；砂巖碎石土的強(qiáng)度較高，但透水性較強(qiáng)。山區(qū)的土體還可能存在一些特殊的工程性質(zhì)，如濕陷性、膨脹性等。在黃土地區(qū)的山區(qū)，土體可能具有濕陷性，在遇水浸濕后會(huì)發(fā)生顯著的下沉變形；而在一些含有蒙脫石等礦物的黏土地區(qū)，土體可能具有膨脹性，在吸水后體積會(huì)膨脹，對(duì)建筑物產(chǎn)生不利影響。這些巖土特性不僅影響著碎石填土地基的初始狀態(tài)，也對(duì)強(qiáng)夯加固過程中的力學(xué)響應(yīng)和加固效果有著重要的影響。在強(qiáng)夯設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)巖土的具體特性，合理選擇強(qiáng)夯參數(shù)，以達(dá)到最佳的加固效果。2.2碎石填土組成與工程性質(zhì)碎石填土作為山區(qū)常見的地基材料，其組成成分復(fù)雜多樣，主要由粒徑大于2mm的碎石顆粒以及少量的粘性土、砂土等細(xì)顆粒物質(zhì)組成。根據(jù)《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ145-90）和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011），當(dāng)粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%時(shí)，該土定名為碎石土。在山區(qū)碎石填土中，碎石顆粒的粒徑范圍較廣，從粒徑大于200mm的漂石、塊石，到粒徑大于20mm的卵石、碎石，再到粒徑大于2mm的圓礫、角礫等均有分布。從顆粒級(jí)配來看，山區(qū)碎石填土的顆粒級(jí)配情況差異較大。一些碎石填土的顆粒級(jí)配良好，大小顆粒相互填充，形成較為密實(shí)的結(jié)構(gòu)，這種情況下，地基的穩(wěn)定性和承載能力相對(duì)較高。例如，在某山區(qū)工程場(chǎng)地，通過篩分試驗(yàn)測(cè)定，該場(chǎng)地碎石填土中粒徑大于20mm的顆粒占總質(zhì)量的60%，粒徑在2-20mm之間的顆粒占總質(zhì)量的30%，粒徑小于2mm的顆粒占總質(zhì)量的10%，其不均勻系數(shù)Cu大于5，曲率系數(shù)Cc在1-3之間，表明該碎石填土顆粒級(jí)配良好，具有較好的工程性質(zhì)。然而，也有部分碎石填土的顆粒級(jí)配不良，顆粒大小差異較大，空隙率較高，導(dǎo)致地基的密實(shí)度和承載能力較低。在另一個(gè)山區(qū)工程中，碎石填土中粒徑大于200mm的大塊石含量較多，而中小粒徑的顆粒含量相對(duì)較少，不均勻系數(shù)Cu小于5，這種級(jí)配不良的碎石填土在受到外力作用時(shí)，容易發(fā)生顆粒的移動(dòng)和重新排列，從而導(dǎo)致地基的變形和失穩(wěn)。碎石填土的礦物成分主要取決于其母巖類型。山區(qū)常見的母巖有灰?guī)r、砂巖、白云巖、花崗巖等，不同母巖形成的碎石填土具有不同的物理力學(xué)性質(zhì)?；?guī)r碎石填土的主要礦物成分為方解石，其強(qiáng)度相對(duì)較低，遇水后可能會(huì)發(fā)生溶解和軟化，導(dǎo)致地基的強(qiáng)度降低和變形增大。例如，在一些石灰?guī)r山區(qū)，由于長(zhǎng)期的雨水侵蝕，灰?guī)r碎石填土中的方解石被溶解，使得地基的孔隙率增大，承載能力下降。砂巖碎石填土主要由石英、長(zhǎng)石等礦物組成，其強(qiáng)度較高，但透水性較強(qiáng)。在強(qiáng)夯加固過程中，需要考慮其透水性對(duì)夯擊能傳遞和孔隙水壓力消散的影響。白云巖碎石填土的礦物成分主要為白云石，其物理力學(xué)性質(zhì)介于灰?guī)r和砂巖之間?；◢弾r碎石填土則具有較高的強(qiáng)度和硬度，但由于其風(fēng)化程度的不同，工程性質(zhì)也會(huì)有所差異。風(fēng)化程度較高的花崗巖碎石填土，其顆粒表面可能會(huì)形成一層風(fēng)化殼，降低了顆粒間的摩擦力和粘結(jié)力，從而影響地基的穩(wěn)定性。在工程性質(zhì)方面，碎石填土具有一些獨(dú)特的特點(diǎn)。首先，其不均勻性較強(qiáng)，由于碎石顆粒的大小、形狀、級(jí)配以及礦物成分的差異，使得碎石填土在空間上的性質(zhì)分布不均勻，這給地基處理和工程設(shè)計(jì)帶來了一定的困難。在某山區(qū)高層建筑的地基勘察中發(fā)現(xiàn)，同一基礎(chǔ)范圍內(nèi)，碎石填土的密實(shí)度和承載能力存在較大差異，有的部位密實(shí)度較高，承載能力滿足設(shè)計(jì)要求，而有的部位則較為松散，承載能力較低，這就需要在設(shè)計(jì)和施工中采取相應(yīng)的措施，如進(jìn)行地基加固處理或調(diào)整基礎(chǔ)形式，以確保建筑物的安全。其次，碎石填土的滲透性較大，這使得在強(qiáng)夯過程中，孔隙水壓力能夠較快地消散，但也容易導(dǎo)致地基土的流失和塌陷。在一些山區(qū)的道路工程中，由于碎石填土的滲透性較大，在降雨后，地基土中的細(xì)顆粒物質(zhì)容易被雨水沖走，導(dǎo)致路面出現(xiàn)坑洼和塌陷。此外，碎石填土的抗剪強(qiáng)度主要取決于碎石顆粒間的摩擦力和咬合力，以及細(xì)顆粒物質(zhì)的粘結(jié)作用。顆粒級(jí)配良好、密實(shí)度較高的碎石填土，其抗剪強(qiáng)度較大；而顆粒級(jí)配不良、松散的碎石填土，抗剪強(qiáng)度則較小。在工程建設(shè)中，需要根據(jù)碎石填土的抗剪強(qiáng)度來確定地基的承載能力和穩(wěn)定性，合理設(shè)計(jì)建筑物的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)。碎石填土的工程性質(zhì)對(duì)地基穩(wěn)定性有著重要的影響。如果碎石填土的密實(shí)度不足、顆粒級(jí)配不良或抗剪強(qiáng)度較低，在建筑物荷載作用下，地基可能會(huì)產(chǎn)生過大的沉降、不均勻沉降甚至失穩(wěn)破壞。過大的沉降會(huì)導(dǎo)致建筑物的下沉，影響建筑物的正常使用；不均勻沉降則會(huì)使建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜等病害，嚴(yán)重威脅建筑物的安全。而地基失穩(wěn)破壞則可能導(dǎo)致建筑物的倒塌，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，在山區(qū)工程建設(shè)中，深入了解碎石填土的組成與工程性質(zhì)，對(duì)于合理選擇地基處理方法、確定強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)以及確保地基的穩(wěn)定性具有重要的意義。2.3碎石填土地基常見問題山區(qū)碎石填土地基由于其自身特性和復(fù)雜的地質(zhì)條件，在工程建設(shè)中常常面臨一系列問題，這些問題若得不到妥善解決，將對(duì)工程的安全和正常使用造成嚴(yán)重影響。沉降變形問題是碎石填土地基常見的問題之一。由于碎石填土的顆粒級(jí)配、密實(shí)度等存在差異，在建筑物荷載作用下，地基土體容易產(chǎn)生壓縮變形，導(dǎo)致沉降量過大。例如，當(dāng)碎石填土中存在較多的大顆粒碎石且級(jí)配不良時(shí)，顆粒間的空隙較大，在荷載作用下，這些空隙會(huì)被壓縮，從而引起較大的沉降。此外，碎石填土的不均勻性也會(huì)導(dǎo)致沉降變形的不均勻，使得地基在不同部位產(chǎn)生不同程度的沉降，進(jìn)而引發(fā)建筑物的開裂、傾斜等問題。在某山區(qū)的工業(yè)廠房建設(shè)中，由于地基為碎石填土，且場(chǎng)地內(nèi)不同區(qū)域的碎石填土密實(shí)度差異較大，在廠房建成后，部分區(qū)域出現(xiàn)了明顯的沉降，導(dǎo)致廠房地面開裂，墻體出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響了廠房的正常使用。強(qiáng)度不足也是碎石填土地基需要面對(duì)的難題。碎石填土的強(qiáng)度主要取決于顆粒間的摩擦力、咬合力以及細(xì)顆粒物質(zhì)的粘結(jié)作用。當(dāng)碎石填土的顆粒級(jí)配不合理、密實(shí)度較低或細(xì)顆粒物質(zhì)含量較少時(shí)，地基的強(qiáng)度往往難以滿足工程要求。在一些山區(qū)道路建設(shè)中，若碎石填土地基的強(qiáng)度不足，在車輛荷載的反復(fù)作用下，路面容易出現(xiàn)車轍、坑洼等病害，影響道路的平整度和使用壽命。同時(shí)，強(qiáng)度不足的地基在承受建筑物的豎向荷載和水平荷載時(shí)，可能會(huì)發(fā)生局部剪切破壞或整體失穩(wěn)，對(duì)建筑物的安全構(gòu)成威脅。不均勻沉降是碎石填土地基較為突出的問題，其危害也較為嚴(yán)重。山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，碎石填土的分布和性質(zhì)在不同區(qū)域可能存在較大差異，這使得地基在不同部位的承載能力和變形特性不一致，從而導(dǎo)致不均勻沉降的發(fā)生。建筑物在不均勻沉降的作用下，會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)附加應(yīng)力超過建筑物結(jié)構(gòu)的承載能力時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致建筑物墻體開裂、門窗變形、結(jié)構(gòu)傾斜等問題，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致建筑物倒塌。在某山區(qū)的居民樓建設(shè)中，由于地基為碎石填土，且場(chǎng)地內(nèi)存在部分軟弱土層，在居民樓建成后不久，就出現(xiàn)了不均勻沉降，導(dǎo)致墻體出現(xiàn)大量裂縫，部分門窗無法正常開關(guān)，給居民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的隱患。這些常見問題對(duì)工程建設(shè)的危害不容忽視。過大的沉降變形和不均勻沉降會(huì)影響建筑物的正常使用功能，降低建筑物的耐久性和安全性。強(qiáng)度不足則可能導(dǎo)致地基在工程建設(shè)過程中或使用期間發(fā)生破壞，增加工程的建設(shè)成本和后期維護(hù)成本，甚至?xí)l(fā)安全事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，深入研究山區(qū)碎石填土地基的這些問題，并采取有效的加固處理措施，對(duì)于保障山區(qū)工程建設(shè)的順利進(jìn)行和建筑物的安全穩(wěn)定具有重要意義。三、強(qiáng)夯加固機(jī)理3.1強(qiáng)夯法概述強(qiáng)夯法，又稱動(dòng)力固結(jié)法，是一種利用重錘從高處自由落下產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊能和沖擊波對(duì)地基進(jìn)行加固處理的方法。其基本原理是通過將重錘提升至一定高度（通常為6-40m）后使其自由落下，重錘的巨大沖擊力作用于地基土體，使土體產(chǎn)生瞬間的壓縮變形、液化和塑性變形，從而達(dá)到提高地基密實(shí)度、增強(qiáng)地基承載力、降低地基壓縮性的目的。在強(qiáng)夯過程中，夯錘的重量一般為8-30t，甚至更重，如此大的重量從高處落下，會(huì)在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)力波，這些應(yīng)力波向地基深處傳播，使土體顆粒重新排列，孔隙體積減小，進(jìn)而提高地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。強(qiáng)夯法的發(fā)展歷程可以追溯到古代，夯實(shí)地基法在古代建筑中就有應(yīng)用，如萬里長(zhǎng)城、唐長(zhǎng)安大明宮等主要建筑基礎(chǔ)均采用夯筑工藝。而現(xiàn)代意義上的強(qiáng)夯法起源于20世紀(jì)60年代末，1969年由法國Menard技術(shù)公司首創(chuàng)，并首次應(yīng)用于法國戛納附近納普爾海濱采石場(chǎng)廢土石圍海造成的場(chǎng)地上，用于建造20幢8層公寓建筑。當(dāng)時(shí)，該場(chǎng)地地質(zhì)條件復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的樁基和堆載預(yù)壓法效果不佳，而強(qiáng)夯法的應(yīng)用取得了良好的效果，地面沉降明顯，地基性能得到顯著改善，此后該法逐漸推廣應(yīng)用于飽和粗顆粒土的壓密。到1973年底，已有12個(gè)國家在150余項(xiàng)地基工程中應(yīng)用強(qiáng)夯法。1974年英國工程師協(xié)會(huì)召開深基礎(chǔ)會(huì)議，Menard對(duì)強(qiáng)夯法作了詳細(xì)介紹，并出了專冊(cè)，進(jìn)一步推動(dòng)了強(qiáng)夯法在歐洲國家的推廣。我國于1978年引入強(qiáng)夯法，1979年在天津新港三號(hào)公路進(jìn)行了強(qiáng)夯法試驗(yàn)研究，隨后在秦皇島碼頭堆煤場(chǎng)細(xì)砂地基進(jìn)行試驗(yàn)，效果顯著，此后強(qiáng)夯法在我國迅速推廣應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)的積累，強(qiáng)夯法的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，夯擊能不斷提高，施工機(jī)具也不斷改進(jìn)。強(qiáng)夯法具有廣泛的適用范圍，可用于處理多種類型的地基土，如碎石土、砂土、粉土、非飽和黏性土、雜填土、濕陷性黃土等地基。在山區(qū)建設(shè)中，由于碎石填土地基較為常見，強(qiáng)夯法能夠充分發(fā)揮其加固作用，有效改善地基性能。例如，在山區(qū)公路、鐵路路基建設(shè)中，強(qiáng)夯法可用于加固填方地基，提高地基的承載能力和穩(wěn)定性，減少路基的沉降和變形；在山區(qū)工業(yè)廠房、倉庫等建筑的地基處理中，強(qiáng)夯法也能取得良好的加固效果，確保建筑物的安全穩(wěn)定。此外，強(qiáng)夯法還適用于港口、機(jī)場(chǎng)、核電站等大型基礎(chǔ)設(shè)施工程的地基處理，能夠滿足不同工程對(duì)地基的嚴(yán)格要求。與其他地基處理方法相比，強(qiáng)夯法具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先，施工設(shè)備簡(jiǎn)單，主要由夯錘、強(qiáng)夯機(jī)及脫鉤裝置組成，強(qiáng)夯機(jī)通常采用履帶式起重機(jī)，設(shè)備購置和維護(hù)成本較低，且操作相對(duì)簡(jiǎn)便。其次，施工速度快，強(qiáng)夯法能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成大面積的地基加固，大大縮短了工程工期，提高了工程建設(shè)效率。再者，加固效果顯著，通過強(qiáng)夯處理，地基的承載力可大幅提高，壓縮性顯著降低，能夠有效滿足工程建設(shè)對(duì)地基強(qiáng)度和變形的要求。例如，在某工程中，經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，地基的承載力提高了2-3倍，壓縮模量增大了數(shù)倍，地基的穩(wěn)定性得到了極大的增強(qiáng)。最后，工程造價(jià)低，強(qiáng)夯法無需大量的建筑材料，主要利用當(dāng)?shù)氐耐潦Y源，減少了材料運(yùn)輸和采購成本，同時(shí)由于施工速度快，也降低了工程的總體造價(jià)。在一些山區(qū)工程中，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理，與其他方法相比，可節(jié)省工程造價(jià)20%-30%。3.2強(qiáng)夯加固作用過程強(qiáng)夯加固作用過程是一個(gè)復(fù)雜的物理力學(xué)過程，涉及夯擊能量傳遞、土體變形、孔隙水壓力變化等多個(gè)方面。當(dāng)重錘從高處自由落下時(shí)，夯錘的勢(shì)能瞬間轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，產(chǎn)生巨大的沖擊力作用于地基土體表面。這一沖擊力在極短的時(shí)間內(nèi)作用于地基，形成強(qiáng)烈的應(yīng)力波向地基深處傳播。應(yīng)力波主要包括壓縮波（P波）、剪切波（S波）和面波（R波）。壓縮波是由夯錘沖擊引起的土體質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的振動(dòng)，它使土體產(chǎn)生體積變化，對(duì)土體的壓實(shí)和孔隙水壓力的升高起主要作用。在碎石填土地基中，壓縮波傳播時(shí)，土顆粒受到擠壓，孔隙體積減小，土體逐漸密實(shí)。例如，在某強(qiáng)夯施工現(xiàn)場(chǎng)，通過壓力傳感器監(jiān)測(cè)到，在夯錘沖擊瞬間，地面以下一定深度范圍內(nèi)的土體受到強(qiáng)烈的壓縮作用，孔隙水壓力迅速上升。剪切波則使土體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生與波傳播方向垂直的振動(dòng)，它主要影響土體的抗剪強(qiáng)度和顆粒間的相對(duì)位移。在強(qiáng)夯過程中，剪切波的作用使得碎石顆粒之間的摩擦力和咬合力發(fā)生變化，進(jìn)一步促進(jìn)了土體結(jié)構(gòu)的調(diào)整和密實(shí)。面波能量相對(duì)較小，主要在地基表面?zhèn)鞑?，?duì)地基表面的土體有一定的擾動(dòng)作用，但對(duì)深層土體的加固影響較小。隨著應(yīng)力波向地基深處傳播，能量逐漸衰減，其衰減程度與土體的性質(zhì)、傳播距離等因素有關(guān)。在密實(shí)度較高、顆粒級(jí)配良好的碎石填土地基中，應(yīng)力波的衰減相對(duì)較慢，能夠傳播到較大的深度；而在松散、顆粒級(jí)配不良的地基中，應(yīng)力波衰減較快，有效加固深度相對(duì)較小。在強(qiáng)夯作用下，地基土體產(chǎn)生復(fù)雜的變形。首先，在夯錘的直接沖擊下，夯坑底部的土體受到強(qiáng)烈的壓縮和剪切作用，發(fā)生塑性變形，土體顆粒被重新排列，孔隙體積減小，形成一個(gè)密實(shí)的夯坑。隨著夯擊次數(shù)的增加，夯坑不斷加深，周圍土體也會(huì)受到影響而發(fā)生側(cè)向變形和隆起。例如，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，通過對(duì)夯坑周圍土體的位移監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨著夯擊次數(shù)的增多，夯坑周圍土體的隆起高度逐漸增大，這表明土體在夯擊作用下不僅發(fā)生了豎向壓縮變形，還產(chǎn)生了一定的側(cè)向位移。此外，土體的變形還具有明顯的非線性特征，在夯擊初期，土體的變形主要以彈性變形為主，隨著夯擊能量的不斷施加，土體逐漸進(jìn)入塑性變形階段，變形量迅速增大。當(dāng)夯擊能量達(dá)到一定程度后，土體的變形趨于穩(wěn)定，此時(shí)地基的加固效果也基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。強(qiáng)夯過程中，土體的孔隙水壓力變化是一個(gè)重要的現(xiàn)象。在夯擊瞬間，由于土體受到強(qiáng)烈的沖擊作用，孔隙水壓力迅速上升。對(duì)于飽和碎石填土地基，孔隙水壓力的升高尤為明顯，這是因?yàn)轱柡屯馏w中孔隙水不能及時(shí)排出，在沖擊作用下被壓縮，導(dǎo)致孔隙水壓力急劇增大。隨著時(shí)間的推移，孔隙水壓力逐漸消散，土體發(fā)生固結(jié)?？紫端畨毫Φ南⑺俣扰c土體的滲透性密切相關(guān)，滲透性好的碎石填土地基，孔隙水壓力能夠較快地消散；而滲透性較差的地基，孔隙水壓力消散較慢，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在孔隙水壓力消散過程中，土體的有效應(yīng)力逐漸增大，強(qiáng)度也隨之提高。例如，通過在現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)，監(jiān)測(cè)到在強(qiáng)夯后的一段時(shí)間內(nèi)，孔隙水壓力逐漸下降，同時(shí)通過對(duì)土體強(qiáng)度的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，土體的強(qiáng)度隨著孔隙水壓力的消散而不斷提高。當(dāng)孔隙水壓力完全消散后，土體達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，地基的加固效果得以體現(xiàn)。強(qiáng)夯加固作用過程是一個(gè)由夯擊能量傳遞引發(fā)土體物理力學(xué)性質(zhì)一系列變化的過程，這些變化相互影響、相互作用，最終實(shí)現(xiàn)了地基土體的密實(shí)和強(qiáng)度提高，為工程建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。3.3加固機(jī)理分析3.3.1動(dòng)力密實(shí)動(dòng)力密實(shí)是強(qiáng)夯加固碎石填土地基的重要作用之一，其原理基于非飽和土在沖擊荷載作用下的特性。山區(qū)碎石填土多為非飽和土，由固相、液相和氣相組成。當(dāng)強(qiáng)夯的巨大沖擊能量作用于地基時(shí)，產(chǎn)生的壓縮波使土顆粒受到強(qiáng)烈的擠壓作用。在壓縮波能量的影響下，土顆?？朔w粒間的阻力，相互靠攏，原本紊亂的排列狀態(tài)發(fā)生改變，逐漸進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。例如，在某山區(qū)強(qiáng)夯工程中，通過對(duì)強(qiáng)夯前后土體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)夯后碎石顆粒之間的接觸更加緊密，排列更加有序。同時(shí)，土體中的氣相部分被擠出，孔隙體積顯著減小。研究表明，在強(qiáng)夯作用下，非飽和碎石填土的孔隙率可降低10%-20%，從而使土體變得更加密實(shí)。這種體積變化和塑性變形使得土體在外部荷載作用下能夠達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，地基土的強(qiáng)度得到有效提高。在實(shí)際工程中，經(jīng)過動(dòng)力密實(shí)作用加固后的碎石填土地基，其承載能力可提高1-2倍，能夠滿足工程建設(shè)對(duì)地基強(qiáng)度的要求。動(dòng)力密實(shí)作用主要通過增加土體密實(shí)度，有效提高了地基的承載能力，為工程的穩(wěn)定建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。3.3.2動(dòng)力固結(jié)動(dòng)力固結(jié)是強(qiáng)夯加固飽和碎石填土地基的關(guān)鍵原理，其作用過程較為復(fù)雜。在強(qiáng)夯過程中，重錘的巨大沖擊能量在地基土體中產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)力波。這些應(yīng)力波破壞了土體原有的結(jié)構(gòu)，使土體局部發(fā)生液化現(xiàn)象。以某飽和碎石填土地基強(qiáng)夯工程為例，通過孔隙水壓力監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在夯擊瞬間，土體中的孔隙水壓力急劇上升，土體出現(xiàn)液化跡象。同時(shí)，土體中產(chǎn)生許多裂隙，這些裂隙相互連通，形成了排水通道。在孔隙水壓力差的作用下，孔隙水能夠沿著這些裂隙順利排出，超孔隙水壓力逐漸消散。隨著孔隙水的排出，土體發(fā)生固結(jié)，有效應(yīng)力逐漸增大。根據(jù)有效應(yīng)力原理，土體的強(qiáng)度與有效應(yīng)力密切相關(guān)，有效應(yīng)力的增大使得土體強(qiáng)度逐漸提高。此外，由于軟土具有觸變性，在強(qiáng)夯后的靜置過程中，土體結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)，強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)。在該工程中，通過對(duì)強(qiáng)夯后不同時(shí)間土體強(qiáng)度的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，土體強(qiáng)度在強(qiáng)夯后初期增長(zhǎng)較快，隨后增長(zhǎng)速度逐漸變緩，但仍持續(xù)增長(zhǎng)，表明動(dòng)力固結(jié)作用對(duì)土體強(qiáng)度的提高具有長(zhǎng)期的影響。動(dòng)力固結(jié)作用通過促進(jìn)孔隙水壓力消散和土體固結(jié)，顯著增強(qiáng)了飽和碎石填土地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3.3.3動(dòng)力置換動(dòng)力置換在強(qiáng)夯加固山區(qū)碎石填土地基中，特別是存在軟弱土層的情況下，發(fā)揮著重要作用。其作用方式主要包括整體置換和樁式置換。整體置換是利用強(qiáng)夯機(jī)將碎石等粗顆粒材料整體擠入軟弱土層中，類似于換土墊層法。通過這種方式，將原有的軟弱土層替換為強(qiáng)度較高的碎石材料，從而提高地基的承載能力。在某山區(qū)工程中，當(dāng)?shù)鼗写嬖谳^厚的軟弱粘性土層時(shí)，采用整體置換的方法，將大量的碎石填入軟弱土層區(qū)域，經(jīng)過強(qiáng)夯作用，碎石與周圍土體緊密結(jié)合，形成了強(qiáng)度較高的地基層，有效改善了地基的承載性能。樁式置換則是通過強(qiáng)夯將碎石土填筑到土體中，部分碎石墩間隔地夯入土中，形成樁式或墩式的碎石樁。這些碎石樁與墩間土共同構(gòu)成復(fù)合地基。碎石樁主要依靠自身較高的強(qiáng)度和碎石顆粒間的摩擦力，以及墩間土的側(cè)限作用來維持樁體的平衡。同時(shí)，碎石樁與墩間土協(xié)同工作，共同承擔(dān)上部荷載，提高了地基的整體承載能力。在實(shí)際工程中，樁式置換后的復(fù)合地基承載力可比原地基提高2-3倍。此外，碎石樁中的空隙還為軟土中孔隙水的排出提供了良好的通道，加速了軟土的排水固結(jié)，進(jìn)一步增強(qiáng)了地基的整體強(qiáng)度。動(dòng)力置換作用通過處理軟弱土層，形成復(fù)合地基，有效提高了山區(qū)碎石填土地基的承載能力和穩(wěn)定性，為工程建設(shè)提供了可靠的地基條件。3.4影響加固效果的因素強(qiáng)夯加固效果受到多種因素的綜合影響，深入研究這些因素對(duì)于優(yōu)化強(qiáng)夯設(shè)計(jì)和施工具有重要意義。夯錘參數(shù)是影響強(qiáng)夯加固效果的關(guān)鍵因素之一，主要包括夯錘重量和底面積。夯錘重量直接決定了夯擊能量的大小，一般來說，夯錘越重，夯擊能量越大，對(duì)地基土體的作用深度和效果越顯著。在某山區(qū)強(qiáng)夯工程中，通過對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用20t的夯錘比15t的夯錘加固后的地基承載力提高了20%左右，有效加固深度也增加了1-2m。夯錘底面積則影響著夯擊應(yīng)力的分布和傳遞。底面積較小的夯錘，單位面積上的夯擊應(yīng)力較大，能夠使土體產(chǎn)生較大的局部變形，但影響范圍相對(duì)較小；底面積較大的夯錘，夯擊應(yīng)力分布較為均勻，影響范圍較大，但單位面積上的夯擊應(yīng)力相對(duì)較小。例如，在處理顆粒級(jí)配良好、密實(shí)度較高的碎石填土地基時(shí)，可采用底面積較小的夯錘，以提高夯擊的局部效果；而在處理顆粒級(jí)配不良、松散的地基時(shí)，采用底面積較大的夯錘，有利于使地基整體得到較為均勻的加固。夯擊能量是強(qiáng)夯加固的核心因素，它對(duì)加固效果起著決定性作用。夯擊能量由夯錘重量和落距共同決定，計(jì)算公式為E=Wh（E為夯擊能量，W為夯錘重量，h為落距）。增加夯擊能量能夠提高地基的有效加固深度和密實(shí)度。在某工程中，通過逐步增大夯擊能量進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著夯擊能量從3000kN?m增加到5000kN?m，地基的有效加固深度從8m增加到了10m，地基的承載力也相應(yīng)提高。然而，夯擊能量并非越大越好，當(dāng)夯擊能量超過一定限度時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致地基土體的過度破壞和隆起，反而降低加固效果。在一些工程中，過大的夯擊能量使得夯坑周圍土體出現(xiàn)嚴(yán)重隆起，地基表面出現(xiàn)裂縫，影響了地基的穩(wěn)定性。因此，在確定夯擊能量時(shí)，需要綜合考慮地基土的性質(zhì)、加固深度要求等因素，通過現(xiàn)場(chǎng)試夯來合理確定。夯擊次數(shù)直接關(guān)系到夯擊能量的累計(jì)施加量和地基加固的程度。一般情況下，隨著夯擊次數(shù)的增加，地基土體的密實(shí)度逐漸提高，夯沉量逐漸減小。在現(xiàn)場(chǎng)試夯中，通過對(duì)夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線的監(jiān)測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，在夯擊初期，夯沉量較大，隨著夯擊次數(shù)的增多，夯沉量逐漸趨于穩(wěn)定。例如，在某山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯試驗(yàn)中，當(dāng)夯擊次數(shù)達(dá)到8次時(shí)，夯沉量基本穩(wěn)定，繼續(xù)增加夯擊次數(shù)，夯沉量變化不大。然而，過多的夯擊次數(shù)不僅會(huì)增加施工成本和時(shí)間，還可能對(duì)地基土體造成過度擾動(dòng)，影響加固效果。因此，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線，結(jié)合工程要求，合理確定夯擊次數(shù)。通常以最后兩擊的平均夯沉量不大于規(guī)定值（如50mm，當(dāng)單擊夯擊能量較大時(shí)不大于100mm），且夯坑周圍地面不發(fā)生過大隆起、不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難等作為控制條件。夯擊間隔時(shí)間是指相鄰兩遍夯擊之間的時(shí)間間隔，它對(duì)于地基加固效果有著重要影響。夯擊間隔時(shí)間主要取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間。對(duì)于滲透性較好的碎石填土地基，孔隙水壓力能夠較快消散，夯擊間隔時(shí)間可以較短，甚至可以連續(xù)夯擊；而對(duì)于滲透性較差的地基，如含有較多粘性土的碎石填土，孔隙水壓力消散較慢，需要較長(zhǎng)的夯擊間隔時(shí)間，一般不少于3-4周。在某工程中，由于對(duì)夯擊間隔時(shí)間控制不當(dāng)，在孔隙水壓力尚未完全消散時(shí)就進(jìn)行下一遍夯擊，導(dǎo)致地基土體出現(xiàn)反彈現(xiàn)象，加固效果不理想。合理的夯擊間隔時(shí)間能夠確保地基土體在每遍夯擊后有足夠的時(shí)間進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整和孔隙水壓力消散，從而使后續(xù)夯擊能夠更有效地發(fā)揮作用，提高加固效果。土體性質(zhì)是影響強(qiáng)夯加固效果的內(nèi)在因素，不同性質(zhì)的土體對(duì)強(qiáng)夯的響應(yīng)各不相同。碎石填土的顆粒級(jí)配、密實(shí)度、含水量等性質(zhì)對(duì)加固效果有著顯著影響。顆粒級(jí)配良好的碎石填土，大小顆粒相互填充，在強(qiáng)夯作用下更容易達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，加固效果較好；而顆粒級(jí)配不良的填土，空隙率較大，加固難度相對(duì)較大。密實(shí)度較低的地基，在強(qiáng)夯作用下有較大的壓實(shí)空間，加固效果較為明顯；密實(shí)度較高的地基，加固難度則相對(duì)增加。含水量對(duì)強(qiáng)夯加固效果也有重要影響，當(dāng)含水量過低時(shí)，土體顆粒間的摩擦力較大，不易發(fā)生相對(duì)位移，夯擊能量難以有效傳遞，加固效果不佳；當(dāng)含水量過高時(shí)，孔隙水壓力難以消散，可能導(dǎo)致土體出現(xiàn)液化和失穩(wěn)現(xiàn)象。一般認(rèn)為，對(duì)于碎石填土地基，含水量在最優(yōu)含水量附近時(shí)，強(qiáng)夯加固效果最佳。例如，在某工程中，通過對(duì)不同含水量的碎石填土地基進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)含水量為10%-15%時(shí)，地基的加固效果最好，承載力提高幅度最大。影響山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯加固效果的因素眾多，且相互關(guān)聯(lián)。在強(qiáng)夯設(shè)計(jì)和施工過程中，需要充分考慮這些因素，通過合理選擇夯錘參數(shù)、確定夯擊能量、控制夯擊次數(shù)和夯擊間隔時(shí)間，以及針對(duì)不同土體性質(zhì)采取相應(yīng)的措施，以達(dá)到最佳的加固效果，確保地基的穩(wěn)定性和承載能力滿足工程建設(shè)的要求。四、強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)研究4.1夯錘形式與質(zhì)量夯錘作為強(qiáng)夯施工中的關(guān)鍵設(shè)備，其形式和質(zhì)量對(duì)強(qiáng)夯加固效果有著至關(guān)重要的影響。常見的夯錘形式主要有圓形、方形和多邊形等，不同形式的夯錘在強(qiáng)夯過程中具有各自的特點(diǎn)。圓形夯錘是目前應(yīng)用最為廣泛的夯錘形式之一。其形狀使得夯擊能量在土體中分布較為均勻，能夠有效減少夯坑周圍土體的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而使地基加固效果更加均勻。在處理大面積的碎石填土地基時(shí)，圓形夯錘能夠在夯擊過程中形成較為規(guī)則的夯坑，有利于后續(xù)的施工操作和地基加固質(zhì)量控制。圓形夯錘在下落過程中，空氣阻力相對(duì)較小，能夠更有效地將夯擊能量傳遞給地基土體。根據(jù)相關(guān)研究和工程實(shí)踐，圓形夯錘在相同的夯擊能量下，能夠比其他形狀的夯錘產(chǎn)生更大的有效加固深度。例如，在某山區(qū)機(jī)場(chǎng)跑道的碎石填土地基強(qiáng)夯處理工程中，采用圓形夯錘進(jìn)行強(qiáng)夯施工，通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，地基的有效加固深度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且加固后的地基均勻性良好，滿足了機(jī)場(chǎng)跑道對(duì)地基穩(wěn)定性和承載能力的嚴(yán)格要求。方形夯錘的特點(diǎn)在于其邊角部位能夠?qū)ν馏w產(chǎn)生較大的沖擊力，在處理顆粒級(jí)配不均勻、存在大塊石的碎石填土地基時(shí)具有一定優(yōu)勢(shì)。這些邊角部位在夯擊時(shí)能夠插入土體，對(duì)大塊石等進(jìn)行擠壓和破碎，促進(jìn)土體顆粒的重新排列和密實(shí)。在某山區(qū)道路工程的地基處理中，由于地基中存在較多的大塊石，采用方形夯錘進(jìn)行強(qiáng)夯施工。在夯擊過程中，方形夯錘的邊角能夠有效地破碎大塊石，使地基土體更加均勻，提高了地基的承載能力和穩(wěn)定性。然而，方形夯錘也存在一些缺點(diǎn)，其邊角部位容易在夯擊過程中受到較大的磨損，需要定期進(jìn)行維護(hù)和更換；同時(shí)，方形夯錘在夯擊時(shí)，夯擊能量在土體中的分布相對(duì)不均勻，可能會(huì)導(dǎo)致夯坑周圍土體出現(xiàn)局部隆起或開裂等現(xiàn)象。多邊形夯錘則結(jié)合了圓形和方形夯錘的部分特點(diǎn)，其形狀設(shè)計(jì)旨在進(jìn)一步優(yōu)化夯擊能量的分布和傳遞。一些多邊形夯錘在邊角處進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)，使其既能像方形夯錘一樣對(duì)土體產(chǎn)生較大的沖擊力，又能在一定程度上改善夯擊能量的均勻性。在某些對(duì)地基加固效果要求較高、土體性質(zhì)較為復(fù)雜的工程中，多邊形夯錘能夠發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如，在某山區(qū)的工業(yè)廠房地基處理工程中，由于地基土的顆粒級(jí)配和力學(xué)性質(zhì)差異較大，采用多邊形夯錘進(jìn)行強(qiáng)夯施工。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)多邊形夯錘能夠較好地適應(yīng)地基土的復(fù)雜情況，使地基的加固效果更加均勻，滿足了工業(yè)廠房對(duì)地基承載能力和變形的要求。夯錘質(zhì)量是影響強(qiáng)夯加固效果的另一個(gè)重要因素。夯錘質(zhì)量越大，在相同落距下產(chǎn)生的夯擊能量就越大，對(duì)地基土體的作用深度和效果也就越顯著。根據(jù)動(dòng)能定理，夯錘的動(dòng)能與質(zhì)量和速度的平方成正比，而在強(qiáng)夯過程中，落距決定了夯錘下落時(shí)的速度，因此，增加夯錘質(zhì)量能夠直接提高夯擊能量。在某山區(qū)的高層建筑地基強(qiáng)夯處理工程中，通過對(duì)比不同質(zhì)量夯錘的強(qiáng)夯效果發(fā)現(xiàn)，采用25t夯錘比20t夯錘加固后的地基承載力提高了15%左右，有效加固深度增加了1-1.5m。這表明，較大質(zhì)量的夯錘能夠更有效地提高地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。然而，夯錘質(zhì)量的選擇并非越大越好，還需要考慮施工設(shè)備的起重能力、場(chǎng)地條件以及工程成本等因素。如果夯錘質(zhì)量過大，超出了施工設(shè)備的起重能力，可能會(huì)導(dǎo)致施工安全風(fēng)險(xiǎn)增加；同時(shí)，過大的夯錘質(zhì)量也會(huì)增加施工成本，降低施工效率。在實(shí)際工程中，需要根據(jù)具體情況，綜合考慮各種因素，合理選擇夯錘質(zhì)量。一般來說，對(duì)于處理深度較深、地基土性質(zhì)較差的碎石填土地基，應(yīng)選擇較大質(zhì)量的夯錘；而對(duì)于處理深度較淺、地基土性質(zhì)較好的地基，可以適當(dāng)選擇較小質(zhì)量的夯錘。例如，在處理深度為8-10m的山區(qū)碎石填土地基時(shí)，可選擇20-30t的夯錘；而在處理深度為3-5m的地基時(shí)，10-15t的夯錘可能就能夠滿足要求。夯錘形式和質(zhì)量的選擇需要綜合考慮地基土的性質(zhì)、加固深度要求、施工設(shè)備條件以及工程成本等多方面因素。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，選擇最適合的夯錘形式和質(zhì)量，以確保強(qiáng)夯加固效果達(dá)到最佳，滿足工程建設(shè)的要求。4.2夯錘與土體接觸形式夯錘與土體的接觸形式主要包括直接接觸和間接接觸兩種，這兩種接觸形式在強(qiáng)夯施工中各具特點(diǎn)，適用于不同的工程條件和地基土性質(zhì)。直接接觸形式是指夯錘直接作用于土體表面，在強(qiáng)夯施工中最為常見。這種接觸形式具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，由于夯錘直接與土體接觸，能夠?qū)⒑粨裟芰孔畲笙薅鹊貍鬟f給土體，能量傳遞效率高。在某山區(qū)強(qiáng)夯工程中，采用直接接觸形式進(jìn)行強(qiáng)夯施工，通過對(duì)夯錘能量的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，大部分夯擊能量能夠有效地作用于地基土體，使土體迅速壓縮變形，提高了地基的加固效果。直接接觸形式的施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要額外的中間傳遞裝置，能夠提高施工效率。直接接觸形式也存在一些缺點(diǎn)，夯錘與土體直接碰撞，會(huì)對(duì)夯錘表面產(chǎn)生較大的沖擊力和摩擦力，導(dǎo)致夯錘磨損較快，需要定期對(duì)夯錘進(jìn)行維護(hù)和更換，增加了施工成本。在處理一些軟土地基或含水量較高的地基時(shí)，直接接觸可能會(huì)使夯錘陷入土體中，造成起錘困難，影響施工進(jìn)度。直接接觸形式適用于地基土較為堅(jiān)硬、密實(shí)，且對(duì)加固效果要求較高的工程。例如，在山區(qū)的巖石地基或密實(shí)的碎石填土地基處理中，直接接觸形式能夠充分發(fā)揮其能量傳遞效率高的優(yōu)勢(shì)，有效地提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。間接接觸形式則是指夯錘通過物理和機(jī)械手段將沖擊力傳達(dá)給土體，常見的方式如在夯錘與土體之間設(shè)置墊層或采用其他緩沖裝置。這種接觸形式的優(yōu)點(diǎn)在于能夠緩沖夯錘對(duì)土體的沖擊力，減少夯錘的磨損，延長(zhǎng)夯錘的使用壽命。在某工程中，通過在夯錘下鋪設(shè)一層砂石墊層，使夯錘與土體間接接觸，經(jīng)過一段時(shí)間的施工后，發(fā)現(xiàn)夯錘的磨損程度明顯降低。間接接觸形式還可以在一定程度上調(diào)整夯擊能量的分布，使能量更加均勻地作用于土體，對(duì)于處理不均勻地基或?qū)庸叹鶆蛐砸筝^高的工程具有重要意義。在處理含有軟弱夾層的碎石填土地基時(shí)，采用間接接觸形式，通過調(diào)整墊層的厚度和材料性質(zhì)，可以使夯擊能量更好地作用于軟弱夾層，提高地基的整體均勻性。然而，間接接觸形式也存在一些不足之處，由于增加了中間傳遞環(huán)節(jié)，會(huì)導(dǎo)致部分夯擊能量在傳遞過程中損失，降低了能量傳遞效率。間接接觸形式的施工工藝相對(duì)復(fù)雜，需要額外設(shè)置墊層或緩沖裝置，增加了施工成本和施工難度。間接接觸形式適用于地基土較為軟弱、不均勻，或?qū)诲N磨損有嚴(yán)格控制要求的工程。例如，在處理軟土地基或存在軟弱夾層的地基時(shí)，間接接觸形式能夠有效地緩沖沖擊力，避免土體的過度破壞，同時(shí)提高地基的加固均勻性。夯錘與土體的接觸形式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際工程中，需要根據(jù)地基土的性質(zhì)、工程要求、施工成本等因素綜合考慮，選擇合適的接觸形式。在一些復(fù)雜的山區(qū)碎石填土地基處理工程中，可能需要結(jié)合兩種接觸形式的特點(diǎn)，采用靈活的施工方案，以達(dá)到最佳的強(qiáng)夯加固效果。4.3加固深度確定加固深度是強(qiáng)夯設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵參數(shù)，其準(zhǔn)確確定對(duì)于保證地基加固效果、滿足工程要求至關(guān)重要。目前，確定強(qiáng)夯加固深度的方法主要有經(jīng)驗(yàn)公式法、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法和數(shù)值模擬法等。經(jīng)驗(yàn)公式法是工程中常用的確定加固深度的方法之一，其中較為著名的是梅納公式：H=\alpha\sqrt{\frac{Wh}{10}}，式中H為加固影響深度（m），W為錘重（kN），h為落距（m），\alpha為與加固地基土類別有關(guān)的系數(shù)。該公式是Menard根據(jù)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出的，具有一定的參考價(jià)值。在某山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯工程中，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，取\alpha=0.5，夯錘重量W=200kN，落距h=20m，代入梅納公式計(jì)算得到加固深度H=0.5\sqrt{\frac{200\times20}{10}}=10m。然而，梅納公式也存在一定的局限性，它僅考慮了夯錘重量和落距對(duì)加固深度的影響，忽略了土體性質(zhì)、夯擊次數(shù)等其他因素。為了彌補(bǔ)梅納公式的不足，一些學(xué)者在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，考慮了更多的影響因素，如土體的含水量、孔隙比、壓縮模量等。例如，有學(xué)者提出了修正后的梅納公式：H=\alpha\sqrt{\frac{Wh}{10}}\beta_1\beta_2\cdots\beta_n，其中\(zhòng)beta_1,\beta_2,\cdots,\beta_n為考慮不同影響因素的修正系數(shù)。這些修正系數(shù)的取值需要根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定，使得公式的應(yīng)用更加復(fù)雜，但也提高了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法是確定加固深度的最直接、最可靠的方法。通過在施工現(xiàn)場(chǎng)選取有代表性的試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試夯，在試夯過程中，布置各種監(jiān)測(cè)儀器，如壓力傳感器、位移計(jì)、孔隙水壓力計(jì)等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)夯擊過程中土體的各項(xiàng)物理力學(xué)參數(shù)變化。在某山區(qū)強(qiáng)夯試驗(yàn)中，在不同深度埋設(shè)壓力傳感器，監(jiān)測(cè)夯擊時(shí)土體中的應(yīng)力分布情況；同時(shí)，通過位移計(jì)測(cè)量夯坑的沉降和周圍土體的隆起情況。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析夯擊能量在土體中的傳播規(guī)律和衰減情況，從而確定地基的有效加固深度。在該試驗(yàn)中，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，在夯擊能量作用下，土體中的應(yīng)力隨著深度的增加而逐漸減小，當(dāng)深度達(dá)到一定值后，應(yīng)力減小到可以忽略不計(jì)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的深度即為有效加固深度?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法能夠真實(shí)反映強(qiáng)夯加固過程中土體的實(shí)際情況，但試驗(yàn)成本較高，周期較長(zhǎng)，且受到場(chǎng)地條件和試驗(yàn)條件的限制。數(shù)值模擬法是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過建立強(qiáng)夯加固的數(shù)值模型，模擬夯擊過程中土體的力學(xué)響應(yīng)和變形情況，從而預(yù)測(cè)加固深度。常用的數(shù)值模擬方法有有限元法、有限差分法等。以有限元法為例，首先需要根據(jù)工程地質(zhì)條件和強(qiáng)夯施工參數(shù)，建立地基土體的有限元模型，定義土體的材料參數(shù)、邊界條件和加載方式等。在某山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯加固的有限元模擬中，將土體視為彈塑性材料，采用Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則來描述土體的力學(xué)行為。然后，通過施加夯錘的沖擊荷載，模擬夯擊過程中土體的應(yīng)力、應(yīng)變和位移變化。根據(jù)模擬結(jié)果，分析夯擊能量在土體中的傳播路徑和分布規(guī)律，以及土體的變形和破壞模式，進(jìn)而確定加固深度。數(shù)值模擬法可以快速、方便地對(duì)不同工況下的強(qiáng)夯加固效果進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，為強(qiáng)夯設(shè)計(jì)提供參考。但數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性依賴于模型的合理性和參數(shù)的選取，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn)。影響強(qiáng)夯加固深度的因素眾多，主要包括夯擊能量、土體性質(zhì)、夯錘參數(shù)等。夯擊能量是影響加固深度的主要因素之一，一般來說，夯擊能量越大，加固深度越深。在某工程中，通過對(duì)比不同夯擊能量下的加固深度發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夯擊能量從3000kN?m增加到5000kN?m時(shí)，加固深度從8m增加到了10m。土體性質(zhì)對(duì)加固深度也有重要影響，顆粒級(jí)配良好、密實(shí)度較高的碎石填土地基，其加固深度相對(duì)較大；而顆粒級(jí)配不良、松散的地基，加固深度則相對(duì)較小。此外，土體的含水量、滲透性等也會(huì)影響夯擊能量的傳遞和消散，從而影響加固深度。夯錘參數(shù)如夯錘重量、底面積等也會(huì)對(duì)加固深度產(chǎn)生影響。較重的夯錘和較大的底面積能夠使夯擊能量更有效地傳遞到地基深處，從而增加加固深度。在確定強(qiáng)夯加固深度時(shí)，需要遵循一定的原則。加固深度應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)要求，確保地基在建筑物荷載作用下能夠保持穩(wěn)定，變形不超過允許范圍。應(yīng)綜合考慮各種影響因素，通過多種方法相互驗(yàn)證，提高加固深度確定的準(zhǔn)確性。在實(shí)際工程中，通常先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初步估算加固深度，然后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行修正和優(yōu)化。還需要考慮工程的經(jīng)濟(jì)性和可行性，在保證加固效果的前提下，盡量降低工程成本，提高施工效率。4.4沖擊次數(shù)確定沖擊次數(shù)是強(qiáng)夯設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵參數(shù)之一，它直接影響著強(qiáng)夯加固效果和工程成本。確定沖擊次數(shù)的方法主要有現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法、經(jīng)驗(yàn)法和理論計(jì)算法等?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法是確定沖擊次數(shù)最直接、最可靠的方法。在施工現(xiàn)場(chǎng)選取有代表性的試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試夯，在試夯過程中，記錄每次夯擊的夯沉量、夯坑周圍土體的隆起情況以及孔隙水壓力等參數(shù)。隨著夯擊次數(shù)的增加，夯沉量逐漸減小，當(dāng)夯沉量減小到一定程度時(shí)，繼續(xù)增加夯擊次數(shù)對(duì)地基加固效果的提升不明顯，此時(shí)可認(rèn)為地基已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的加固狀態(tài)。在某山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯試驗(yàn)中，通過對(duì)不同夯擊次數(shù)下夯沉量的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夯擊次數(shù)達(dá)到10次時(shí)，夯沉量從第一次夯擊的30cm減小到了5cm，且繼續(xù)增加夯擊次數(shù)，夯沉量變化不大。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合工程要求，最終確定該場(chǎng)地的夯擊次數(shù)為10次?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法能夠真實(shí)反映地基土體在強(qiáng)夯作用下的實(shí)際情況，但試驗(yàn)成本較高，周期較長(zhǎng)，且受到場(chǎng)地條件和試驗(yàn)條件的限制。經(jīng)驗(yàn)法是根據(jù)以往類似工程的經(jīng)驗(yàn)來確定沖擊次數(shù)。在工程實(shí)踐中，積累了大量關(guān)于不同地基土性質(zhì)、夯擊能量等條件下的夯擊次數(shù)數(shù)據(jù)。對(duì)于山區(qū)碎石填土地基，當(dāng)夯擊能量為3000-5000kN?m時(shí)，夯擊次數(shù)一般為8-12次；當(dāng)夯擊能量為5000-8000kN?m時(shí)，夯擊次數(shù)通常為10-15次。然而，經(jīng)驗(yàn)法的準(zhǔn)確性依賴于工程經(jīng)驗(yàn)的積累和工程條件的相似性，對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜或特殊的工程，經(jīng)驗(yàn)法可能存在一定的局限性。理論計(jì)算法是通過建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)、夯擊能量等參數(shù)來計(jì)算沖擊次數(shù)。一些學(xué)者提出了基于能量守恒原理、土體變形理論等的計(jì)算方法。在某理論計(jì)算模型中，根據(jù)土體的壓縮模量、孔隙比等參數(shù)，結(jié)合夯擊能量，通過計(jì)算土體的變形量來確定夯擊次數(shù)。假設(shè)土體在夯擊作用下的變形符合一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過迭代計(jì)算，得到滿足設(shè)計(jì)要求的變形量時(shí)所需的夯擊次數(shù)。理論計(jì)算法具有一定的科學(xué)性和系統(tǒng)性，但由于土體的復(fù)雜性，模型中的參數(shù)難以準(zhǔn)確確定，計(jì)算結(jié)果可能與實(shí)際情況存在一定偏差。沖擊次數(shù)與加固效果密切相關(guān)。在一定范圍內(nèi)，隨著沖擊次數(shù)的增加，地基土體的密實(shí)度逐漸提高，孔隙比減小，壓縮模量增大，地基承載力得到顯著提高。在某山區(qū)強(qiáng)夯工程中，通過對(duì)不同沖擊次數(shù)下地基土體物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沖擊次數(shù)從6次增加到10次時(shí)，地基的密實(shí)度提高了15%，孔隙比減小了20%，壓縮模量增大了1.5倍，地基承載力提高了80%。然而，當(dāng)沖擊次數(shù)超過一定限度時(shí)，繼續(xù)增加沖擊次數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致地基土體的過度擾動(dòng)，出現(xiàn)夯坑周圍土體隆起、地基表面裂縫等現(xiàn)象，反而降低加固效果。在一些工程中，由于沖擊次數(shù)過多，夯坑周圍土體隆起高度超過了設(shè)計(jì)允許范圍，地基表面出現(xiàn)了大量裂縫，影響了地基的穩(wěn)定性和承載能力。確定合理的沖擊次數(shù)需要綜合考慮多種因素。要根據(jù)地基土的性質(zhì)，如顆粒級(jí)配、密實(shí)度、含水量等，選擇合適的沖擊次數(shù)。對(duì)于顆粒級(jí)配良好、密實(shí)度較高的碎石填土地基，所需的沖擊次數(shù)相對(duì)較少；而對(duì)于顆粒級(jí)配不良、松散的地基，則需要較多的沖擊次數(shù)。夯擊能量也是影響沖擊次數(shù)的重要因素，夯擊能量越大，能夠使地基土體達(dá)到相同加固效果所需的沖擊次數(shù)可能越少。工程要求也是確定沖擊次數(shù)的關(guān)鍵因素，不同的工程對(duì)地基的承載能力、變形要求等各不相同，需要根據(jù)具體的工程要求來確定合適的沖擊次數(shù)。在某高層建筑工程中，對(duì)地基的承載能力和變形要求較高，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和分析，確定的沖擊次數(shù)為12次，以確保地基能夠滿足建筑物的安全和正常使用要求。一般來說，山區(qū)碎石填土地基強(qiáng)夯的沖擊次數(shù)取值范圍在8-15次之間，但具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。在實(shí)際工程中，為了確定合理的沖擊次數(shù)，通常先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法或理論計(jì)算法初步確定沖擊次數(shù)范圍，然后通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，要密切關(guān)注夯沉量、夯坑周圍土體的隆起情況、孔隙水壓力等參數(shù)的變化，及時(shí)調(diào)整沖擊次數(shù)，以達(dá)到最佳的加固效果。4.5夯擊能量計(jì)算夯擊能量是強(qiáng)夯加固地基的核心參數(shù)，其計(jì)算方法直接關(guān)系到強(qiáng)夯加固效果和工程成本。夯擊能量的計(jì)算公式為：E=Wh，其中E表示夯擊能量（單位：kN·m），W表示夯錘重量（單位：kN），h表示落距（單位：m）。例如，當(dāng)夯錘重量為200kN，落距為15m時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算可得夯擊能量E=200×15=3000kN·m。在實(shí)際工程中，夯擊能量的大小對(duì)加固效果有著顯著的影響。隨著夯擊能量的增加，地基的有效加固深度和密實(shí)度會(huì)相應(yīng)提高。在某山區(qū)強(qiáng)夯工程中，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比不同夯擊能量下的加固效果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夯擊能量從2000kN·m增加到4000kN·m時(shí)，地基的有效加固深度從6m增加到了8m，地基的密實(shí)度也明顯提高，承載力得到了顯著增強(qiáng)。然而，夯擊能量并非越大越好，當(dāng)夯擊能量超過一定限度時(shí)，會(huì)對(duì)地基土體產(chǎn)生過度破壞，導(dǎo)致夯坑周圍土體隆起、地基表面裂縫等問題，反而降低加固效果。在一些工程中，由于夯擊能量過大，使得夯坑周圍土體隆起高度超過了設(shè)計(jì)允許范圍，地基表面出現(xiàn)了大量裂縫，影響了地基的穩(wěn)定性和承載能力。因此，合理確定夯擊能量至關(guān)重要。影響夯擊能量取值的因素眾多。地基土的性質(zhì)是一個(gè)關(guān)鍵因素，不同性質(zhì)的地基土對(duì)夯擊能量的響應(yīng)不同。對(duì)于顆粒級(jí)配良好、密實(shí)度較高的碎石填土地基，所需的夯擊能量相對(duì)較??；而對(duì)于顆粒級(jí)配不良、松散的地基，則需要較大的夯擊能量才能達(dá)到相同的加固效果。加固深度要求也直接影響夯擊能量的取值，根據(jù)梅納公式H=\alpha\sqrt{\frac{Wh}{10}}（其中H為加固影響深度，\alpha為與加固地基土類別有關(guān)的系數(shù)），可以看出加固深度與夯擊能量密切相關(guān)，要達(dá)到較大的加固深度，就需要相應(yīng)提高夯擊能量。工程要求的不同也會(huì)導(dǎo)致夯擊能量取值的差異，例如，對(duì)于對(duì)地基承載能力和變形要求較高的高層建筑工程，需要較大的夯擊能量來確保地基的穩(wěn)定性和承載能力滿足要求；而對(duì)于一些對(duì)地基要求相對(duì)較低的道路工程，夯擊能量可以適當(dāng)降低。為了確定合理的夯擊能量，通常需要綜合考慮多種因素，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試夯來確定。在某山區(qū)的工業(yè)廠房地基強(qiáng)夯處理工程中，首先根據(jù)地基土的性質(zhì)和加固深度要求，初步估算夯擊能量范圍。通過對(duì)地基土的勘察和試驗(yàn)，了解到該場(chǎng)地的碎石填土地基顆粒級(jí)配一般，密實(shí)度較低，設(shè)計(jì)要求的加固深度為8m。根據(jù)梅納公式，初步估算夯擊能量在3000-4000kN·m之間。然后，在現(xiàn)場(chǎng)選取有代表性的試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試夯，分別采用3000kN·m、3500kN·m和4000kN·m的夯擊能量進(jìn)行試驗(yàn)。在試夯過程中，監(jiān)測(cè)夯沉量、夯坑周圍土體的隆起情況以及孔隙水壓力等參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)夯擊能量為3500kN·m時(shí)，地基的加固效果最佳，夯沉量滿足設(shè)計(jì)要求，夯坑周圍土體隆起和孔隙水壓力也在合理范圍內(nèi)。因此，最終確定該工程的夯擊能量為3500kN·m。通過這種方式，可以在保證加固效果的前提下，避免夯擊能量過大或過小帶來的問題，實(shí)現(xiàn)工程的經(jīng)濟(jì)效益和安全性的平衡。五、工程案例分析5.1工程概況本工程為某山區(qū)的工業(yè)園區(qū)建設(shè)項(xiàng)目，該園區(qū)規(guī)劃用于建設(shè)各類工業(yè)廠房、倉庫及配套設(shè)施，總占地面積約50萬平方米。場(chǎng)地原始地形起伏較大，存在較多的山谷和山坡，為滿足園區(qū)建設(shè)的場(chǎng)地平整要求，采用了開山爆破和填方的方式形成了碎石填土地基。場(chǎng)地地質(zhì)條件較為復(fù)雜，自上而下主要地層分布如下：碎石填土：主要由爆破開山產(chǎn)生的碎石、土石方以及少量粘性土混合而成，碎石粒徑大小不一，最大粒徑可達(dá)500mm以上，顆粒級(jí)配不良，密實(shí)度較低，呈松散-稍密狀態(tài)。該層厚度分布不均勻，在山谷區(qū)域較厚，可達(dá)10-15m，在山坡區(qū)域相對(duì)較薄，一般為3-8m。粉質(zhì)粘土：位于碎石填土層之下，呈可塑-硬塑狀態(tài)，含水量適中，具有一定的粘性和強(qiáng)度。該層厚度相對(duì)較穩(wěn)定，一般為2-5m。強(qiáng)風(fēng)化基巖：主要為砂巖、頁巖等，巖石風(fēng)化程度較高，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，強(qiáng)度較低。該層厚度變化較大，一般為3-10m。中風(fēng)化基巖：巖石風(fēng)化程度相對(duì)較弱，巖體較完整，強(qiáng)度較高，是良好的地基持力層。地下水位埋深較深，一般在地面以下8-10m，對(duì)強(qiáng)夯施工影響較小。根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，該園區(qū)的工業(yè)廠房和倉庫等建筑物對(duì)地基承載力和變形有嚴(yán)格要求。地基承載力特征值需達(dá)到200kPa以上，以滿足建筑物的豎向荷載要求；地基的變形模量需達(dá)到15MPa以上，以控制地基的沉降變形，確保建筑物的正常使用。同時(shí)，要求地基處理后的均勻性良好，避免出現(xiàn)不均勻沉降，影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全。為達(dá)到這些設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過綜合比較和分析，決定采用強(qiáng)夯法對(duì)碎石填土地基進(jìn)行加固處理。5.2強(qiáng)夯施工過程本工程強(qiáng)夯施工選用的主要設(shè)備為履帶式起重機(jī)，型號(hào)為QUY50，其最大起重量為50t，滿足本工程夯錘起吊的要求。夯錘采用圓形鑄鋼夯錘，錘重20t，底面積為4m2，錘底靜接地壓力值約為50kPa。夯錘底面均勻設(shè)置4個(gè)直徑為300mm的排氣孔，以利于夯錘著地時(shí)坑底空氣迅速排出和起錘時(shí)減小坑底的吸力。脫鉤器選用高強(qiáng)度、脫鉤靈活的專用脫鉤器，確保起吊時(shí)不產(chǎn)生滑鉤，能保持夯錘平穩(wěn)下落，同時(shí)掛鉤方便、迅速。此外，配備1臺(tái)120型推土機(jī)，用于回填、整平夯坑。強(qiáng)夯施工工藝按照以下流程進(jìn)行：首先進(jìn)行場(chǎng)地平整，清理場(chǎng)地表面的雜物和松散土層，修筑機(jī)械設(shè)備進(jìn)出道路。然后測(cè)量放線，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙定出控制軸線、強(qiáng)夯場(chǎng)地邊線，用木樁或白灰標(biāo)出夯點(diǎn)位置，并在不受強(qiáng)夯影響的處所設(shè)置若干個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。在強(qiáng)夯施工步驟方面，第一遍夯擊時(shí)，起重機(jī)將夯錘吊至設(shè)計(jì)落距（本工程設(shè)計(jì)落距為15m，夯擊能量為3000kN?m）后自由落下，對(duì)夯點(diǎn)進(jìn)行夯擊。每夯完一遍，用推土機(jī)將夯坑填平并整平場(chǎng)地，然后進(jìn)行測(cè)量放線，確定下一遍夯點(diǎn)位置。本工程共進(jìn)行三遍夯擊，第二遍和第三遍夯擊的落距和夯擊能量與第一遍相同。三遍夯擊完成后，再以低能量（1000kN?m）滿夯一遍，滿夯時(shí)夯錘搭接1/4錘底面積。在夯擊過程中，嚴(yán)格按照試驗(yàn)和設(shè)計(jì)確定的強(qiáng)夯參數(shù)進(jìn)行操作，落錘保持平穩(wěn)，夯位準(zhǔn)確。密切關(guān)注夯坑內(nèi)積水情況，若有積水及時(shí)排除；若夯位出現(xiàn)錯(cuò)位或坑底傾斜過大，用砂土將坑底整平；當(dāng)坑底含水量過大時(shí)，先鋪砂石后再進(jìn)行夯擊。質(zhì)量控制措施貫穿于整個(gè)強(qiáng)夯施工過程。施工前，對(duì)夯錘重量、尺寸、落距控制手段、排水設(shè)施及被夯地基的土質(zhì)等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保符合設(shè)計(jì)要求。施工中，加強(qiáng)對(duì)落距、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)位置、夯擊范圍等參數(shù)的監(jiān)控，保證施工過程的準(zhǔn)確性。每夯擊一遍完成后，測(cè)量場(chǎng)地平均下沉量，并做好詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)記錄。如在第一遍夯擊完成后，通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地平均下沉量為0.8m，及時(shí)記錄該數(shù)據(jù)并與設(shè)計(jì)預(yù)期進(jìn)行對(duì)比分析。雨季施工時(shí)，在夯坑內(nèi)或夯擊過的場(chǎng)地周圍挖好排水溝，及時(shí)排除積水，避免場(chǎng)地表面積水影響強(qiáng)夯效果。同時(shí)，在夯坑回填土?xí)r，用推土機(jī)稍加壓實(shí)，并使回填土稍高于附近地面，防止坑內(nèi)填土吸水過多導(dǎo)致夯擊出現(xiàn)橡皮土現(xiàn)象。強(qiáng)夯結(jié)束后，待孔隙水壓力消散后，間隔一定時(shí)間（本工程間隔2周）進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)點(diǎn)數(shù)按照規(guī)范要求，不少于3個(gè)，檢測(cè)方法采用現(xiàn)場(chǎng)淺層平板載荷試驗(yàn)、室內(nèi)土工試驗(yàn)及原位動(dòng)力觸探試驗(yàn)等，以確保地基加固質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。5.3加固效果檢測(cè)強(qiáng)夯加固效果檢測(cè)是確保地基加固質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過多種檢測(cè)方法對(duì)強(qiáng)夯后的地基進(jìn)行全面檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確評(píng)估強(qiáng)夯加固效果是否滿足工程要求。本工程采用了現(xiàn)場(chǎng)淺層平板載荷試驗(yàn)、室內(nèi)土工試驗(yàn)及原位動(dòng)力觸探試驗(yàn)等多種檢測(cè)方法。現(xiàn)場(chǎng)淺層平板載荷試驗(yàn)是檢測(cè)地基承載力和變形特性的重要方法之一。在強(qiáng)夯處理后的場(chǎng)地上，選擇了3個(gè)有代表性的位置進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)位置設(shè)置1個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。試驗(yàn)采用慢速維持荷載法，用一臺(tái)500kN的千斤頂加荷，采用鋼梁和配重作為反力系統(tǒng)，通過直徑為0.8m的圓形剛性承壓板施加壓力。在加載過程中，按照規(guī)范要求分級(jí)加載，每級(jí)荷載增量為50kN，記錄各級(jí)荷載下承壓板的沉降量。當(dāng)荷載-沉降曲線趨于平緩且滿足終止加載條件時(shí)，停止加載。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，繪制荷載-沉降（p-s）曲線。通過對(duì)p-s曲線的分析，采用極限荷載法確定地基承載力特征值。在試驗(yàn)點(diǎn)1，當(dāng)荷載達(dá)到250kN時(shí)，沉降量突然增大，p-s曲線出現(xiàn)明顯的陡降段，根據(jù)極限荷載法，取該點(diǎn)的極限荷載為250kN，安全系數(shù)取2，計(jì)算得到地基承載力特征值為125kPa。同理，試驗(yàn)點(diǎn)2和試驗(yàn)點(diǎn)3的地基承載力特征值分別為130kPa和128kPa。經(jīng)檢測(cè)，本工程強(qiáng)夯處理后的地基承載力特征值均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的200kPa以上，滿足工程要求。室內(nèi)土工試驗(yàn)主要包括土的物理性質(zhì)指標(biāo)測(cè)試和力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測(cè)試。在強(qiáng)夯處理后的地基中，采集了6組土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。物理性質(zhì)指標(biāo)測(cè)試包括含水量、密度、孔隙比等。通過烘干法測(cè)定含水量，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)夯后地基土的含水量有所降低，平均含水量從強(qiáng)夯前的18%降低到了15%，這是由于強(qiáng)夯過程中土體的孔隙被壓縮，部分水分被擠出。采用環(huán)刀法測(cè)定密度，計(jì)算得到孔隙比，結(jié)果顯示孔隙比從強(qiáng)夯前的0.85降低到了0.70，表明土體的密實(shí)度得到了顯著提高。力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測(cè)試包括壓縮試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)。壓縮試驗(yàn)結(jié)果表明，強(qiáng)夯后地基土的壓縮模量從強(qiáng)夯前的8MPa提高到了18MPa，壓縮性明顯降低。直剪試驗(yàn)測(cè)得的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，內(nèi)摩擦角從強(qiáng)夯前的30°增大到了35°，粘聚力從10kPa增大到了15kPa，說明地基土的抗剪強(qiáng)度得到了增強(qiáng)。原位動(dòng)力觸探試驗(yàn)是一種快速、簡(jiǎn)便的原位測(cè)試方法，可用于檢測(cè)地基土的密實(shí)度和強(qiáng)度。在強(qiáng)夯處理后的場(chǎng)地上，布置了10個(gè)動(dòng)力觸探試驗(yàn)點(diǎn)，采用重型動(dòng)力觸探儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)，將探頭以一定的落距自由下落，記錄每貫入10cm的錘擊數(shù)。根據(jù)動(dòng)力觸探擊數(shù)與地基土密實(shí)度、強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，對(duì)地基土的加固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在試驗(yàn)點(diǎn)1，經(jīng)測(cè)試，動(dòng)力觸探擊數(shù)平均為18擊/10cm，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，判斷該點(diǎn)地基土處于中密狀態(tài)，強(qiáng)度較高。對(duì)10個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力觸探擊數(shù)均大于15擊/10cm，表明強(qiáng)夯處理后的地基土整體密實(shí)度較高，強(qiáng)度滿足工程要求。通過對(duì)多種檢測(cè)方法的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，本工程強(qiáng)夯處理后的山區(qū)碎石填土地基加固效果顯著。地基承載力特征值達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，土體的密實(shí)度、壓縮性、抗剪強(qiáng)度等物理力學(xué)性質(zhì)得到了明顯改善，有效提高了地基的穩(wěn)定性和承載能力，滿足了工業(yè)園區(qū)建設(shè)對(duì)地基的要求。5.4設(shè)計(jì)參數(shù)驗(yàn)證與優(yōu)化將本工程的強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際施工參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。設(shè)計(jì)夯錘重量為20t，實(shí)際施工采用的夯錘重量也是20t，滿足設(shè)計(jì)要求；設(shè)計(jì)落距為15m，實(shí)際施工中通過對(duì)起重機(jī)的精確控制，落距基本穩(wěn)定在15m左右，偏差控制在允許范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)的夯擊能量為3000kN?m，實(shí)際施工中的夯擊能量也達(dá)到了設(shè)計(jì)值。在夯擊次數(shù)方面，設(shè)計(jì)為三遍主夯加一遍滿夯，主夯每遍夯