不同地基检测方法在强夯地基处理检测中的应用

张开伟　刘庆宇　王　亮

(河北建设勘察研究院有限公司，河北 石家庄　050031)



不同地基检测方法在强夯地基处理检测中的应用

张开伟刘庆宇王亮

(河北建设勘察研究院有限公司，河北 石家庄050031)

利用面波勘探、动力触探及静载试验三种地基测试方法，对使用强夯处理方法的地基进行测试，计算了三种地基测试方法的检测结果，对比了检测结果存在的异同点，得出了三种检测方法在强夯地基处理前后地基检测结果之间的差异性及适用性。

面波勘探，动力触探，静载试验，地基检测

1　概述

强夯加固效果的检验是强夯工程施工的一项很重要的工作，它包括施工过程中的质量检测和夯后地基的质量检验。常规检测手段主要有载荷试验、标准贯入试验、静力触探、动力触探、十字板剪切试验、旁压试验、现场剪切试验、波速试验等。随着物探技术的不断发展，面波勘探在强夯地基检测中也得到推广应用。强夯加固效果的检验方法根据不同工程其要求也不一样。JGJ 79—2002建筑地基处理技术规范中明确规定：强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用原位测试和室内土工试验。强夯置换后的地基竣工验收时，承载力检验除应采用单墩载荷试验检验外，尚应采用动力触探等有效手段查明置换墩底情况及承载力与密度随深度的变化，对饱和粉土地基允许采用单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。规范中所指的原位测试手段主要有：载荷试验、标准贯入试验、静力触探、动力触探、十字板剪切试验、旁压试验、现场剪切试验、波速试验等。检验方法不同其作用和目的也不一样。

本文通过三种不同的地基处理检测方法检测过程及结果讨论三种地基检测方法的不同及夯前夯后地基检测结果相互之间的差异性及适用性。

2　三种地基检测方法分析认识

1)动力触探这种地基测试方法主要用于确定砂土的孔隙比、碎石密实度，粉土、粘性土的状态、强度与变形参数，评价场地的均匀性和进行力学分层，检验地基加固和改良效果等。

2)载荷试验主要用来确定强夯地基承载力和变形模量，检验地基加固和改良效果等。

3)面波波速试验，确定与波速有关的岩土参数，如压缩波和剪切波的波速、剪切模量、弹性模量、泊松比等，从而检验岩土加固和改良的效果。

三种地基测试方法都能评价强夯地基的有效加固深度及强夯地基的整体均匀性和密实度，但其都各有特点，动力触探、面波波速试验作为一种间接的计算及参考方法对地基加固效果进行评价，可以评价强夯地基加固土体从浅到深的效果变化情况，检测范围较全面。静载试验是一种直接的地基加固试验测试方法，可以直接评价强夯地基加固土体浅部的加固效果，但其对土体深部试验效果不明显。

3　检测试验布点设计

厂址位于贵州省毕节市大方县城马场镇一棵树村，场地第四系地层主要有次回填素填土、坡洪积粉质粘土及碎石土、残积粉质粘土，下伏基岩为灰岩夹砂泥岩和砂泥岩互层夹煤层。厂区平坦，视野开阔，动探、面波、静载试验测点布置图如图1所示。本次瞬态瑞雷波检测采用的工作方法为单排列多道观测系统，排列采用12道，道间距2 m，偏移距2 m，排列长度为12 m，采样长度1 024 ms，单边激发观测，采用锤击激发，每次移动5个道间距，呈正一字方式布置测线。本次试验区域，地势平坦,高差较小不进行地形校正。本次动力触探试验采用63.5 kg的重锤触探。静载试验采用平板载荷试验方法,测点布置图见图1。

4　检测数据分析

4.1瑞雷面波分析

通过图2，图3强夯前和强夯后的波速对比，很容易发现强夯后的速度比强夯前的速度有了明显的提高。测点1强夯区在0.0 m～5.6 m深度范围内的等效剪切波速强夯后比强夯前提高4.8%～42%，波速提高明显；在5.6 m～9.0 m深度范围内的等效剪切波速强夯后比强夯前提高7.8%～11.2%，波速提高不大。测点2强夯区在0.0 m～5.2 m深度范围内的等效剪切波速强夯后比强夯前提高14.3%～32.4%，波速提高明显；在5.2 m～9.0 m深度范围内的等效剪切波速强夯后比强夯前提高16.7%～22.6%，波速提高不大。通过数据的分析，说明强夯加固的有效性随着深度的增加逐渐变小。面波波速测试可以从图4很直观的看到强夯加固体的速度变化，随着加固体深度增加面波波速也在逐渐增加，土体的承载力也在逐渐变化。

通过两组数据的对比和强夯前后地层速度谱分析，强夯前的土质主要分为软弱土、中软土、中硬土，软弱土集中在图4a)左上部，约为5%，中软土集中在图4a)的大部分，约占85%，中硬土集中在图4a)的下部分，约为10%，强夯前的土质主要以中软土为主，其承载力约为130 kPa～200 kPa。强夯后的土质主要分为中软土、中硬土，中软土集中在图4b)的上部，西北偏多，东北偏少，约为45%，中硬土集中在图4b)的下部，西南偏少，东南偏多，约为55%，通过面波速度谱可以看出强夯后的土质比强夯前的土质有了明显的改变，其承载力也有较明显提升。

4.2动力触探分析

在面波的测点位置同时进行了动力触探试验，记录一阵击的贯入量及相应的锤击数，并由N=10K/S(N为每贯入的实测锤击数；K为阵击的锤击数；S为相应于一阵击的贯入量)，算得每贯入10 cm所需锤击数N63.5。一般以5击为一阵击，土较松软时应少于5击；当土层较为密实时(5击贯入量小于10 cm时)可直接记读每贯入10 cm所需的锤击数。对动探每10 cm的锤击数进行杆长修正，并绘制成击数—深度曲线，如图5所示。

测点1强夯区，强夯前在0 m～5.6 m的深度范围内的N63.5的锤击数范围为1～10，平均值为5.2，平面承载力的估算值为212 kPa,在5.6 m～9.0 m的深度范围内的N63.5的锤击数范围为5～15，平均值为9.4，平面承载力的估算值为254 kPa，强夯后在0 m～5.6 m的深度范围内的N63.5的锤击数范围为4～14，平均值为9.1，平面承载力的估算值为251 kPa，在5.6 m～9.0 m的深度范围内的N63.5的锤击数范围为10～18，平均值为14.3，平面承载力的估算值为303 kPa。测点2强夯区，强夯前在0 m～5.2 m的深度范围内的N63.5的锤击数范围为1～8，平均值为4.8，平面承载力的估算值为208 kPa,在5.2 m～9.0 m的深度范围内的N63.5的锤击数范围为6～15，平均值为8.6，平面承载力的估算值为246 kPa，强夯后在0 m～5.2 m的深度范围内的N63.5的锤击数范围为4～13，平均值为9.3，平面承载力的估算值为253 kPa，在5.2 m～9.0 m的深度范围内的N63.5的锤击数范围为12～18，平均值为14.2，平面承载力的估算值为302 kPa，根据动力触探的锤击数估算的地层承载力的值与瑞雷面波勘探得到的速度值所对应的地层承载力的值的范围相对应。

4.3静载试验分析

在面波和动探的同一点位进行静载试验，承压板的中心与面波测试点和动探试验点基本重合。强夯前和强夯后的静载曲线载荷试验P—S曲线对比图如图6所示。

通过图6的强夯前和强夯后的静载试验曲线结果表明，强夯前地基承载力特征值不大于150 kPa(设计值)，变形模量在4.6 MPa～12.3 MPa之间，地基的承载力不能满足设计要求，强夯后地基承载力特征值不小于150 kPa(设计值)，变形模量在15.8 MPa～21.6 MPa之间，满足设计要求，地层的承载力在设计要求的范围内，地基静载试验在浅部直接验证了面波勘探和动力触探的测试结果的有效性。

5　结语

通过瑞雷面波法、动力触探法、载荷试验在强夯地基处理加固土体的测试计算对比分析结果可知三种方法的不同及优缺点：

1)瑞雷面波能够很好的反映出强夯地基加固土体的密实性变化，根据所测得的剪切波速度值可以估算出土层的大致承载力范围，尤其深部土体加固效果，其方法简单、经济、快速，可用于大面积地基处理效果的检测，可用于判断大面积强夯地基土层的密实性和强夯加固处理的影响深度。但其只能对强夯的效果进行定性分析，并不能真实、准确的反映强夯的处理效果，且需要其他方法来斧正其可靠性。

2)动力触探能够比较直观的反映出强夯后的土层的密实度，反映出土层由浅到深的变化情况，快速的分析强夯的处理效果，但其取值的可靠性也需要大量的地区经验或静载试验等方法来校正，此方法较繁琐，测试设备较为笨重。

3)载荷试验能够直观的反映出强夯区的地层承载能力，但是此方法只能反映在承压板下应力主要影响范围内(一般为承压板直径或边长的1.5倍～2.0倍)土层的力学特性，无法反映深部的强夯处理效果，需要的时间长，需要人力大，花费的费用较大。

综合以上三种测试结果及优缺点可以看出，三种方法都能对强夯地基加固土体进行效果评价，三种方法各有特点，从经济成本角度来看瑞雷面波成本最低、动力触探其次、静载试验最高，从技术角度来说静载试验结果最直接、动力触探和瑞雷面波测试覆盖面宽检测数据量丰富，但评价结果都还需要地区经验和静载试验进行佐证。

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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

张开伟(1982- )，男，硕士，高级工程师

TU473.16

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