編程在地基強夯加固效果檢測中的應用

■賈聿頡

(華北水利水電大學 河南鄭州 450045)

編程在地基強夯加固效果檢測中的應用

■賈聿頡

(華北水利水電大學 河南鄭州 450045)

基加固處理效果檢測是地基加固工作的重要環節。常用的檢測方法如動力觸探試驗，靜荷載試驗、瑞利面波等，雖然檢測結果較準確，但是檢測過程繁瑣、耗時長。本文以某場地軟弱地基加固為例，探討了在強夯地基加固效果檢測中編程的應用。結果表明：所編程序能成功搭載于手機系統上，所得結果與實測數據基本吻合，能夠實現進一步縮短現場檢測周期的目標。[關鍵詞]地基加固效果檢測地基承載力程序開發

0 引言

在工程建設中遇到軟弱地基時，要進行加固處理，地基加固后要進行加固效果檢測，常采用的方法有現場靜載荷試驗、標準貫入試驗、土工測試、面波檢測技術等。采用合適的檢測方法對提高地基工程建設的質量、縮短工程的質量檢測周期有著重要意義。程序開發一直是科學發展、社會進步的動力在工程建設中。Abaqus[1]、Ansys[1]、Flac3D[1]、Midas[1]等軟件對工程建設的整個過程發揮著巨大的作用，不同的程序發揮著不同的作用，但它們其有個共同之處，就是能大大的縮短工作的周期，并且具有較高的準確性。隨著科技的發展，有促進了這些程序的不斷改良和改進，同時程序的二次開發和運用也越來越多，并且涉及到了越來越多的工程領域。

本文結合某工程項目的軟基處理工程，基于強夯地基加固效果的檢測，研究編程實現提高地基檢測效率、縮短檢測時間的功能。

1 現場試驗

該工程場區淤泥層較厚，由于現場石料豐富，回填土多以碎石為主，在此情況下，采用一般方法處理比較困難，花費也會比較高。由于強夯法適用于處理回填土，而且經濟、快速，因此本工程采用強夯法進行加固處理。用瑞利面波檢測技術、動力觸探試驗已靜荷載試驗對加固效果進行評價。

本次試驗設計8000試驗區1個；12000試驗區1個。8000能級強夯試驗施工時，點夯施工機械采用40噸履帶吊機，群夯施工機械釆用40噸履帶吊機。12000能級強夯試驗施工時，點夯施工機械采用60噸超級吊機，群夯施工機械釆用40噸履帶吊機。布置一系列檢測設備和儀器。兩個試驗區共布置6個檢測點：R1、R2、R3、 R4、R5、R6，在相應的位置布置試驗測點按照試驗布置進行強夯加固處理，及時匯集整理資料。

2 試驗結果分析

地基強夯前、后分別進行了瑞利波檢測試驗、動探試驗、靜荷載試驗，測得承載力特征值與地基深度的關系。

整理分析數據，強夯前兩個試驗區地基土承載力很低，密實度較低，變形模量也較小，在4m深度范圍內承載力特征值小于140kPa，在8m深度范圍內承載力特征值小于170kPa；總體來看，兩區土質均不能滿足工程對地基承載力的要求。

經過強夯加固后，在4m深度內承載力特征值最小為390kPa，在8m深度內承載力特征值最小為485kPa。結合統計資料對比強夯前后的試驗結果，發現每個區地基承載力特征值均有較大提升，增加了約3～4倍，8000試驗區加固深度達8m，12000試驗區加固深度達12m，密實度和變形模量都有了較大的提升，土體強度增大，強夯效果較好，能夠滿足設計要求。

3 動力觸探擊數和瑞利波速之間關系

瑞利面波測試中，經分析比較數據，以承載力特征值為中間過渡，波速與動力觸探擊數均與承載力存在著對應聯系，圖1為瑞利波試驗波速與承載力關系曲線，圖2為動探試驗擊數與承載力關系曲線。從圖中可以看出，瑞利波試驗波速與承載力、動探試驗擊數與承載力均呈現一元線性關系。

圖2 動探試驗擊數與地基承載力關系Fig.2 Relationship between dynamic penetration test number and subgrade capacity

對瑞利面波夯后試驗結果進行一元線性擬合，得Vr~fak之間關系式：

相關系數R2=0.9908，擬合效果較好。其中（250＜Vr＜300）；為擬合系數，α1=3.7849N·S/m3。

對動探試驗夯后結果進行一元線性擬合，得N63.5~fak之間關系式：

相關系數R2=0.9969，擬合效果較好。其中（10＜N63.5＜22）；α2為擬合系數，α2=25.125N·S/m3。

其中（250＜Vr＜300）（10＜N63.5＜22）；α3為擬合系數，α3=6.638N·S/ m3。

分別將公式（1）、（2）、（3）的擬合結果與實測承載力特征值進行對比，檢驗擬合公式的可靠性，對比結果如圖3、圖4、圖5所示。

由擬合結果與實測值的對比可以看出，在 （250＜Vr＜300）（10＜ N63.5＜22）范圍內，動探試驗擬合結果與實測結果基本吻合；瑞利面波試驗擬合結果與實際值基本吻合；利用公式3推斷動力觸探擊數的得到的地基承載力特征值與現場實測值基本吻合，證明了擬合結果的可靠性。

圖3 動探試驗與公式（2）的對比Fig.3 Comparison between dynamic penetration test and formula(2)

圖4 面波試驗與公式（1）的對比Fig.4 Comparison between Surface wave test and formula(1)

圖5 公式（3）得到的擬合值與實測值的對比Fig.5 Comparison between fitted values and actual values

4 程序開發

綜上，在（250＜Vr＜300）（10＜N63.5＜22）范圍內，公式（3）較準確。在此范圍內可以將公式（3）作為利用瑞利波波速推斷動力觸探擊數的參照依據與其他方法相比，瑞利波有著速度快、成本低的優勢，因此考慮用面波代替傳統試驗手段。在此基礎上，通過編程實現檢測的信息化，進一步縮短檢測時間、提高質量檢測的效率。

在java的基礎上編譯出上述過程的現場實用程序，開發出了可搭載于安卓手機系統的可視化應用程序，界面如圖6所示。通過輸入相應的瑞利波速，直接得到對應的動力觸探擊數和地基相應深度的承載力特征值。經現場取得的實測數據的檢驗，該應用程序能高效快速的運用于施工現場檢測過程中，能節省大量時間。

圖6 程序示意圖Fig.6 Procedure diagram

5 結論

軟弱地基經強夯后承載力有了明顯的提升，通過強夯前、后瑞利面波試驗結果的分析，證明加固效果較好。

本文通過承載力特征值的過渡，建立了強夯加固后動力觸探擊數和瑞利波波速之間的關系，并檢驗了其可靠性，即根據擬合分析結果，在和范圍內，可以把瑞利波波速作為推斷動力觸探擊數的依據。

開發出了可搭載于手機系統的現場檢測程序，經檢驗，能切實快捷的運用于該施工現場的檢測過程中，節省大量時間，降低人工成本，提高工作效率。

[1]費康,張建偉.ABAQUS在巖土工程中應用.北京：中國水利水電出版社,2013.

[2]孫幫承,李明高.ANSYS FLUENT 14.0仿真分析與優化設計.北京:機械工業出版社, 2013.

[3]彭文斌.FLAC3D實用教程.北京：機械工業出版社,2007.

[4]王海濤.MIDAS/GTS巖土工程數值分析與設計--快速入門與使用技巧.大連：大連理工大學出版社,2013.

The Application of Programming in the Detection of the effect of Strengthening the Foundation Reinforcement

Jia Yu-jie
(North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power,Zhengzhou 450045,China)

The test of foundation reinforcement effect plays an important part in foundation reinforcement.The traditional detection methods,for example,dynamic penetration test,dead-load test，Rayleigh surface，whose results are accurate,but it needs more time and tedious steps.Based on a field soft ground reinforcement,the paper discusses the application of programming in the detection of the effect of strengthening the foundation reinforcement.The results show that the program can be successfully equipped on the mobile phone system,the results are in agreement with the experimental data,Can achieve the goal of further reducing the field detection cycle.

the test of foundation reinforcement effect;the bearing capacity of foundation;program development

O319.56[文獻碼]A

1000-405X（2015）-11-265-2

賈聿頡 (1991～)，男，碩士研究生，研究方向為巖土工程等。