不同地基檢測方法在強夯地基處理檢測中的應用

張開偉　劉慶宇　王　亮

(河北建設勘察研究院有限公司，河北 石家莊　050031)

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不同地基檢測方法在強夯地基處理檢測中的應用

張開偉劉慶宇王亮

(河北建設勘察研究院有限公司，河北 石家莊050031)

利用面波勘探、動力觸探及靜載試驗三種地基測試方法，對使用強夯處理方法的地基進行測試，計算了三種地基測試方法的檢測結果，對比了檢測結果存在的異同點，得出了三種檢測方法在強夯地基處理前后地基檢測結果之間的差異性及適用性。

面波勘探，動力觸探，靜載試驗，地基檢測

1　概述

強夯加固效果的檢驗是強夯工程施工的一項很重要的工作，它包括施工過程中的質量檢測和夯后地基的質量檢驗。常規檢測手段主要有載荷試驗、標準貫入試驗、靜力觸探、動力觸探、十字板剪切試驗、旁壓試驗、現場剪切試驗、波速試驗等。隨著物探技術的不斷發展，面波勘探在強夯地基檢測中也得到推廣應用。強夯加固效果的檢驗方法根據不同工程其要求也不一樣。JGJ 79—2002建筑地基處理技術規范中明確規定：強夯處理后的地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用原位測試和室內土工試驗。強夯置換后的地基竣工驗收時，承載力檢驗除應采用單墩載荷試驗檢驗外，尚應采用動力觸探等有效手段查明置換墩底情況及承載力與密度隨深度的變化，對飽和粉土地基允許采用單墩復合地基載荷試驗代替單墩載荷試驗。規范中所指的原位測試手段主要有：載荷試驗、標準貫入試驗、靜力觸探、動力觸探、十字板剪切試驗、旁壓試驗、現場剪切試驗、波速試驗等。檢驗方法不同其作用和目的也不一樣。

本文通過三種不同的地基處理檢測方法檢測過程及結果討論三種地基檢測方法的不同及夯前夯后地基檢測結果相互之間的差異性及適用性。

2　三種地基檢測方法分析認識

1)動力觸探這種地基測試方法主要用于確定砂土的孔隙比、碎石密實度，粉土、粘性土的狀態、強度與變形參數，評價場地的均勻性和進行力學分層，檢驗地基加固和改良效果等。

2)載荷試驗主要用來確定強夯地基承載力和變形模量，檢驗地基加固和改良效果等。

3)面波波速試驗，確定與波速有關的巖土參數，如壓縮波和剪切波的波速、剪切模量、彈性模量、泊松比等，從而檢驗巖土加固和改良的效果。

三種地基測試方法都能評價強夯地基的有效加固深度及強夯地基的整體均勻性和密實度，但其都各有特點，動力觸探、面波波速試驗作為一種間接的計算及參考方法對地基加固效果進行評價，可以評價強夯地基加固土體從淺到深的效果變化情況，檢測范圍較全面。靜載試驗是一種直接的地基加固試驗測試方法，可以直接評價強夯地基加固土體淺部的加固效果，但其對土體深部試驗效果不明顯。

3　檢測試驗布點設計

廠址位于貴州省畢節市大方縣城馬場鎮一棵樹村，場地第四系地層主要有次回填素填土、坡洪積粉質粘土及碎石土、殘積粉質粘土，下伏基巖為灰巖夾砂泥巖和砂泥巖互層夾煤層。廠區平坦，視野開闊，動探、面波、靜載試驗測點布置圖如圖1所示。本次瞬態瑞雷波檢測采用的工作方法為單排列多道觀測系統，排列采用12道，道間距2 m，偏移距2 m，排列長度為12 m，采樣長度1 024 ms，單邊激發觀測，采用錘擊激發，每次移動5個道間距，呈正一字方式布置測線。本次試驗區域，地勢平坦,高差較小不進行地形校正。本次動力觸探試驗采用63.5 kg的重錘觸探。靜載試驗采用平板載荷試驗方法,測點布置圖見圖1。

4　檢測數據分析

4.1瑞雷面波分析

通過圖2，圖3強夯前和強夯后的波速對比，很容易發現強夯后的速度比強夯前的速度有了明顯的提高。測點1強夯區在0.0 m～5.6 m深度范圍內的等效剪切波速強夯后比強夯前提高4.8%～42%，波速提高明顯；在5.6 m～9.0 m深度范圍內的等效剪切波速強夯后比強夯前提高7.8%～11.2%，波速提高不大。測點2強夯區在0.0 m～5.2 m深度范圍內的等效剪切波速強夯后比強夯前提高14.3%～32.4%，波速提高明顯；在5.2 m～9.0 m深度范圍內的等效剪切波速強夯后比強夯前提高16.7%～22.6%，波速提高不大。通過數據的分析，說明強夯加固的有效性隨著深度的增加逐漸變小。面波波速測試可以從圖4很直觀的看到強夯加固體的速度變化，隨著加固體深度增加面波波速也在逐漸增加，土體的承載力也在逐漸變化。

通過兩組數據的對比和強夯前后地層速度譜分析，強夯前的土質主要分為軟弱土、中軟土、中硬土，軟弱土集中在圖4a)左上部，約為5%，中軟土集中在圖4a)的大部分，約占85%，中硬土集中在圖4a)的下部分，約為10%，強夯前的土質主要以中軟土為主，其承載力約為130 kPa～200 kPa。強夯后的土質主要分為中軟土、中硬土，中軟土集中在圖4b)的上部，西北偏多，東北偏少，約為45%，中硬土集中在圖4b)的下部，西南偏少，東南偏多，約為55%，通過面波速度譜可以看出強夯后的土質比強夯前的土質有了明顯的改變，其承載力也有較明顯提升。

4.2動力觸探分析

在面波的測點位置同時進行了動力觸探試驗，記錄一陣擊的貫入量及相應的錘擊數，并由N=10K/S(N為每貫入的實測錘擊數；K為陣擊的錘擊數；S為相應于一陣擊的貫入量)，算得每貫入10 cm所需錘擊數N63.5。一般以5擊為一陣擊，土較松軟時應少于5擊；當土層較為密實時(5擊貫入量小于10 cm時)可直接記讀每貫入10 cm所需的錘擊數。對動探每10 cm的錘擊數進行桿長修正，并繪制成擊數—深度曲線，如圖5所示。

測點1強夯區，強夯前在0 m～5.6 m的深度范圍內的N63.5的錘擊數范圍為1～10，平均值為5.2，平面承載力的估算值為212 kPa,在5.6 m～9.0 m的深度范圍內的N63.5的錘擊數范圍為5～15，平均值為9.4，平面承載力的估算值為254 kPa，強夯后在0 m～5.6 m的深度范圍內的N63.5的錘擊數范圍為4～14，平均值為9.1，平面承載力的估算值為251 kPa，在5.6 m～9.0 m的深度范圍內的N63.5的錘擊數范圍為10～18，平均值為14.3，平面承載力的估算值為303 kPa。測點2強夯區，強夯前在0 m～5.2 m的深度范圍內的N63.5的錘擊數范圍為1～8，平均值為4.8，平面承載力的估算值為208 kPa,在5.2 m～9.0 m的深度范圍內的N63.5的錘擊數范圍為6～15，平均值為8.6，平面承載力的估算值為246 kPa，強夯后在0 m～5.2 m的深度范圍內的N63.5的錘擊數范圍為4～13，平均值為9.3，平面承載力的估算值為253 kPa，在5.2 m～9.0 m的深度范圍內的N63.5的錘擊數范圍為12～18，平均值為14.2，平面承載力的估算值為302 kPa，根據動力觸探的錘擊數估算的地層承載力的值與瑞雷面波勘探得到的速度值所對應的地層承載力的值的范圍相對應。

4.3靜載試驗分析

在面波和動探的同一點位進行靜載試驗，承壓板的中心與面波測試點和動探試驗點基本重合。強夯前和強夯后的靜載曲線載荷試驗P—S曲線對比圖如圖6所示。

通過圖6的強夯前和強夯后的靜載試驗曲線結果表明，強夯前地基承載力特征值不大于150 kPa(設計值)，變形模量在4.6 MPa～12.3 MPa之間，地基的承載力不能滿足設計要求，強夯后地基承載力特征值不小于150 kPa(設計值)，變形模量在15.8 MPa～21.6 MPa之間，滿足設計要求，地層的承載力在設計要求的范圍內，地基靜載試驗在淺部直接驗證了面波勘探和動力觸探的測試結果的有效性。

5　結語

通過瑞雷面波法、動力觸探法、載荷試驗在強夯地基處理加固土體的測試計算對比分析結果可知三種方法的不同及優缺點：

1)瑞雷面波能夠很好的反映出強夯地基加固土體的密實性變化，根據所測得的剪切波速度值可以估算出土層的大致承載力范圍，尤其深部土體加固效果，其方法簡單、經濟、快速，可用于大面積地基處理效果的檢測，可用于判斷大面積強夯地基土層的密實性和強夯加固處理的影響深度。但其只能對強夯的效果進行定性分析，并不能真實、準確的反映強夯的處理效果，且需要其他方法來斧正其可靠性。

2)動力觸探能夠比較直觀的反映出強夯后的土層的密實度，反映出土層由淺到深的變化情況，快速的分析強夯的處理效果，但其取值的可靠性也需要大量的地區經驗或靜載試驗等方法來校正，此方法較繁瑣，測試設備較為笨重。

3)載荷試驗能夠直觀的反映出強夯區的地層承載能力，但是此方法只能反映在承壓板下應力主要影響范圍內(一般為承壓板直徑或邊長的1.5倍～2.0倍)土層的力學特性，無法反映深部的強夯處理效果，需要的時間長，需要人力大，花費的費用較大。

綜合以上三種測試結果及優缺點可以看出，三種方法都能對強夯地基加固土體進行效果評價，三種方法各有特點，從經濟成本角度來看瑞雷面波成本最低、動力觸探其次、靜載試驗最高，從技術角度來說靜載試驗結果最直接、動力觸探和瑞雷面波測試覆蓋面寬檢測數據量豐富，但評價結果都還需要地區經驗和靜載試驗進行佐證。

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On application of various foundation testing methods in dynamic consolidation foundation treatment

Zhang KaiweiLiu QingyuWang Liang

(HebeiResearchInstituteofConstructionandGeotechnicalInvestigationCo.,Ltd,Shijiazhuang050031,China)

The paper adopts the three foundation measures including the surface wave prospecting, dynamic sounding and static loading tests to measure the dynamic consolidation foundation treatment, calculates the test results of the three foundation measures, compares the differences and similarities of the test results, and concludes the three foundation test methods can be used to treat the differences and adoptability of the foundation test results before and after the dynamic foundation treatment.

surface wave prospecting, dynamic sounding, static loading tests, foundation test

1009-6825(2016)19-0054-03

2016-04-28

張開偉(1982- )，男，碩士，高級工程師

TU473.16

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