CN101597910A - 可用于检测碎石、块石等填土地基加固效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于检测、评价碎石、块石等填土地基处理加固效果的方法，其内容包括(1)测试手段：多道瞬态面波；(2)布点原则：小测点间距、均匀布置测点、大面积普测。同时，在布置测点测线时，可突出重点部位和区域，可采用半排列覆盖。(3)数据处理方法：通过反演分层横波波速，绘制整个场地不同深度范围内等效横波波速等值线，计算分层地基承载力特征值、变形模量并绘制相应等值线，达到整体、全面评价其它检测方法难以评价的碎石、块石等填土地基加固效果的目的，为质量检验和基础设计提供依据。

Description

可用于检测碎石、块石等填土地基加固效果的方法

技术领域

本发明属于水利水电、石油石化、船舶制造、物流堆场、工业仓储等建设工程领域，涉及碎石、块石等填土地基处理效果的测试，以及数据处理和效果评价方法。

背景技术

现有技术中，在开山回填碎石、块石土地基时，通常采用强夯等方法进行处理。

地基处理常规检测手段有平板载荷试验、钻孔取样室内土工试验、标准贯入试验和圆锥动力触探等。对碎石、块石等填土地基处理工程，静载试验仅能满足表层2~3m内检验；而碎石、块石等填土地基无法进行钻孔取样室内土工试验和标准贯入试验；由于地基夹杂不少大块石，圆锥动力触探试验也难以进行。在这种情况下，常规检测手段均无法进行或不能准确反应地基加固处理效果，

近年来发展起来的工程物探新方法——多道瞬态面波法逐渐应用到碎石、块石等填土地基处理检测中。通过这种方法测试后可用频散曲线反演得到分层横波速。

针对开山回填碎石、块石土地基采用高能级强夯法进行处理的情形，采用面波法检测是一种很好的选择，但是面波检测后的评价和分析判定一直是难题，本发明针对这一问题改进了数据处理方法和检测评价系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于检测、评价碎石、块石等填土地基加固效果的数据处理方法。

为达到以上目的，本发明的解决方案是：在开山回填碎石、块石土地基处理后，采用小间距均匀布设多道瞬态面波测试点，对重点部位重点测试，半排列覆盖进行普测；得到每点的频散曲线进行反演，得到分层横波速；对横波波速按2～4m分层计算等效横波速，得到各点分层等效横波波速；汇总不同测点坐标、不同深度分层等效横波波速，绘制某一深度范围的等效横波波速等值线图。将静载试验结果与浅层等效横波速对比分析，可得到等效横波速～地基承载力特征值或变形模量关系，从而可以绘制地基承载力特征值或变性模量等值线图。

系统来说，本发明：

1、多道瞬态面波测试应用于经处理后的碎石、块石等填土地基。

地基处理检测的常规手段有静载试验、钻孔取样室内土工试验和现场原位圆锥动力触探等。对碎石、块石等填土地基处理工程，静载试验仅能满足浅层检验；而碎石、块石等填土地基无法进行钻孔取样室内土工试验；由于地基夹杂不少大块石，原位圆锥动力触探试验也难以进行。多道瞬态面波测试方法通过面波测试提取频散曲线，对频散曲线反演生成分层横波波速反映地基处理效果，这种方法弥补了以上常规方法的缺陷，满足了此种地基处理效果评价的要求。

2、测试原则：小测点间距、测点均匀布设；突出重点，合理布线，全场地普测。

为满足全面、真实反映地基处理效果评价的要求，强调在小测点间距(测点间距12～24m)、均匀布点的前提下，重点部位加密布点，合理布线。对于大型厂房，为保证柱基础下地基处理的安全性，沿柱基础排列方向布设测线，且保证所有柱基下均有测点，采用全覆盖普测。

3、数据处理原则：对频散曲线反演结果，进行分层计算等效横波速，绘制分层等效横波速等值线图；通过与静载试验结果对比分析，得到地基承载力特征值和变形模量等值线，达到整体评价地基处理效果的目的。

在测试过程中，由于采用了小间距均匀布点、半排列覆盖普测方式，测试数据在整个场地分布均匀且有一定密度，可以用来绘制等值线图。

本方法改进的面波数据处理程序：

(1)即将面波波速进行反演，得到不同深度的横波速，自上而下分成若干层，按每层2～4m进行分层统计计算等效横波速，得到不同点地面以下不同厚度地层的等效横波速，将不同测点坐标和同一深度地层的等效横波速汇总后，绘制出整个场地不同深度等效横波速等值线图，从而对整个场地的地基处理效果有了整体把握。

(2)将等效横波速与静载试验进行对比，经回归分析计算得到横波速——地基承载力特征值或变形模量关系，从而得到不同深度地基承载力特征值或变形模量等值线图，对整个场地地基承载力或变形模量有了直观的展示，对质量检验和基础设计起到指导作用。

碎石、块石等填土地基采用常规的静载和动探等检测手段仅能反映表层2～3m内土层的承载力和局部点的动探效果，只是对个别“点”的检测，不能做到对“面”的检测，难以发现整个场地可能存在工程隐患的软弱区域。

本发明公开了一种可用于检测、评价碎石、块石等填土地基处理加固效果的方法。在大面积碎石、块石等填土地基经处理后，采用多道瞬态面波法对其加固效果进行普测，解决了钻探取样土工分析、动力触探、标准贯入试验等常规检测手段不能得到理想结果的难题。

依据本发明可对面波检测后的效果进行比较准确的评价和分析判定，通过绘制等效横波波速等值线，从图中可以直观地看出地基处理加固效果，作为后续设计的依据。

附图说明

图1为本发明实施例的流程示意图。其中大方框中为数据处理主要过程。

图2为本发明实施例的船体加工区与部件装焊区地基处理面波检测等效横波波速等值线图(0～2m)示意图。

图中坐标单位为m，表示纵、横方向延伸长度。等值线表示等效横波波速，单位为m/s。图中十字叉为柱基础位置，颜色越深波速越高。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明：

1、碎石、块石等填土地基经处理后，采用多道瞬态面波法进行检测。

2、布点原则：小测点间距(测点间距为1/2～1个排列长度)，测点均匀布设，突出重点，合理布线，全场地普测。

通常在面波测试时，按照与静载试验、动探和钻探相同的方法进行少量布点使用，即在整个场地中随机选取一些点进行测试，给出测点检测结果，与其它手段一样，局限于点的检测。

在进行多道瞬态面波布点时，以小测点间距(测点间距为1/2～1个排列长度)、均匀布点为主原则，突出重点部位(如荷载要求高的柱基础、条形基础或沉降敏感区域)。

如对于大型厂房，独立柱基础是整个厂房的重点，在多道瞬态面波检测时，所有测试点均沿着柱基础排列方向布设，测点在柱基础上；对于条形基础，沿着柱基础方向，均匀布设测点，测点位于条形基础内；非基础部位，均匀布设测点。

3、数据处理：对频散曲线反演结果，进行分层计算等效横波速，绘制分层等效横波波速等值线图；通过与静载试验结果对比分析，得到地基承载力特征值和变形模量等值线，达到整体评价地基处理效果的目的。

等效横波波速按以下公式计算：

v_s＝H/t $t=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{h_i}{v_i}$ $H=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i$

其中：

v_s——等效横波速度；

v_i——h_i厚度土层横波速度。

在测试过程中，由于采用了小间距均匀布点、半排列覆盖全场地普测方式，测试数据在整个场地分布均匀且有一定密度，可以用来绘制不同深度等效横波波速等值线图等。

本方法改进的面波数据处理程序：

(1)将面波波速进行反演，得到不同深度的横波速，自上而下按每层2～4m进行分层统计计算等效横波速，得到不同点地面以下不同深度范围内的等效横波波速，根据不同测点坐标和同一深度范围内的等效横波波速，绘制出整个场地不同深度地层的等效横波波速等值线图，从而对整个场地的地基处理加固效果进行评价。

(2)将等效横波速与静载试验结果进行对比，经回归分析计算得到横波速——地基承载力特征值或变形模量关系，从而得到不同深度地层地基承载力特征值或变形模量的等值线图，对整个场地地基承载力或变形模量有了直观的展示，对质量检验和基础设计起到指导作用。

某工程为大型工业厂房，占地面积16万m²，根据地质资料可知，陆上浅部为①₁层杂填土，厚度在1.0～7.0m不等。填土由碎石、砂石和粘性土等填筑而成，在东半段平面，立体分段装焊区北部水域的新近填筑的填土由块石、碎石等组成，其中直径大于20cm的块石含量占50％以上，最大的块石直径达1m以上，平均厚度在1.0～7.0m左右；下部地层则与海域沉积相同，自上而下可分为海相沉积土、坡洪积土、残积土和基岩。海相沉积土有①₂层海底淤泥混砂，卵石(砾砂)，粉质粘土；坡洪积土为含砾粘土，其厚度受原始地形的影响，陆域和近岸边较薄或缺失，离岸越远，厚度越大，由上到下砾碎石含量逐渐增多，且粘土状态由可塑～硬塑变为可塑～软塑。

在本工程中，采用了不同能级和工艺的强夯法进行地基处理，强夯后采用多道瞬态面波法进行测试，沿四条柱基础排列方向均匀布设，所有柱基础上均有测点，采用24道半排列覆盖普测。对面波频散曲线进行反演，得到分层横波波速。绘制0～2m深度等效横波波速等值线图如图2。

图2为0～2m等效横波速等值线图，从图中可以直观地看出地基处理加固效果，整体波速在180～520m/s之间，东侧波速高于西侧，说明东侧加固效果好于西侧，可以作为质量检验和基础设计的依据。建设单位和施工单位可依此图，对局部波速较低区域进行补夯处理，设计单位可根据此图对基础埋深、底面积等设计进行调整。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种用于检测、评价碎石、块石填土地基加固效果的方法，其特征在于：包括：

(1)、多道瞬态面波测试应用于经处理后的碎石、块石填土地基；

多道瞬态面波测试方法通过面波测试提取频散曲线，对频散曲线反演生成分层横波波速反映地基处理效果；

(2)、小测点间距、测点均匀布设；突出重点，合理布线，全场地普测；

(3)、对频散曲线反演结果，进行分层计算等效横波速，绘制分层等效横波速等值线图；通过与静载试验结果对比分析，得到地基承载力特征值和变形模量等值线，整体评价地基处理效果。

2、根据权利要求1所述的用于检测、评价碎石、块石填土地基处理加固效果的方法，其特征在于：在测试过程中，采用小间距均匀布点、半排列覆盖普测方式，测试数据在整个场地分布均匀且有一定密度，可以用来绘制等值线图。

3、根据权利要求1所述的用于检测、评价碎石、块石填土地基处理加固效果的方法，其特征在于：为满足全面、真实反映地基处理效果评价的要求，强调在小测点间距、均匀布点的前提下，重点部位加密布点，合理布线。

4、根据权利要求1所述的用于检测、评价碎石、块石填土地基处理加固效果的方法，其特征在于：所述小测点间距是指测点间距为12～24m。

5、根据权利要求1所述的用于检测、评价碎石、块石填土地基处理加固效果的方法，其特征在于：对于大型工业厂房，为保证柱基础下地基处理的安全性，沿柱基础排列方向布设测线，且保证所有柱基下均有测点，采用全覆盖普测。

6、根据权利要求1所述的用于检测、评价碎石、块石填土地基处理加固效果的方法，其特征在于：包括：

将面波波速进行反演，得到不同深度的横波速，自上而下分成若干层，按每层2～4m进行分层统计计算等效横波速，得到不同点地面以下不同厚度地层的等效横波速，将不同测点坐标和同一深度地层的等效横波速汇总后，绘制出整个场地不同深度等效横波速等值线图，从而对整个场地的地基处理效果有了整体把握。

7、权利要求1所述的用于检测、评价碎石、块石填土地基处理加固效果的方法的应用，其特征在于：将等效横波速与静载试验进行对比，经回归分析计算得到横波速——地基承载力特征值或变形模量关系，从而得到不同深度地基承载力特征值或变形模量等值线图，对整个场地地基承载力或变形模量有了直观的展示，将其用于质量检验和指导基础设计。

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