CN105908690B - 通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够无需破坏夯后地面，避免压实度检测对强夯后路基进行破坏，同时提高检测精度的确定路堤强夯区压实度的方法。该确定路堤强夯区压实度的方法包括步骤(1)检测路堤强夯前的压实度λ₀；(2)根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体；并对夯点进行编号；(3)计算加固单元体面积A以及各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；(4)确定强夯加固层厚度H；(5)计算各夯点夯坑体积V_1ij，等效加固区域体积V_2ij；(6)计算夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；(7)计算夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度。采用该方法操作方便、成本低廉；能够检测得到强夯后路堤整体压实度；同时能够动态、实时地掌握强夯的加固效果。

Description

通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法

技术领域

本发明涉及公路、铁路路基建设领域，特别涉及一种通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法。

背景技术

公知的：强夯法是法国Menard公司于1969年开创的一种地基加固技术，具有工艺简单、效果显著、设备简单、费用低廉、适用土层范围广等突出优点，因此在目前的工程中有着重要而广泛的应用。在修筑高路堤时采用强夯法进行补强处理，提前消除路堤沉降是一种常用的工程处理措施。强夯补强处理主要是提高路堤的压实度，往往需要加固前路堤要达到某一设定值。对强夯处治后加固效果的检测工作是高路堤强夯施工的一个重要部分，目前《公路路基施工规范》(JTG F10-2006)规定采用动力触探、平板载荷试验及标准灌入等原位测试方式测量地基的夯后承载力，同时对于高路堤的压实度有着严格的要求，《强夯地基处理技术规程》(CECS 279：2010)规定针对分层压实的填土地基，需根据压实度指标控制地基的均匀性及密实度检测，因此压实度是高路堤强夯处治后加固效果的一个重要评价指标。

现有的《公路土工试验规程》(JTG EE40-2007)提出了灌砂法和灌水法及核子仪试验等压实度检测方法。灌砂法主要适用于现场测定细粒土、砂类土、和砾类土的密度，其操作步骤是1)首先依据一定尺寸挖好试坑后称试样质量，测定试样的含水率；2)然后向容砂瓶内注满砂，关阀门，称容砂瓶、漏斗和砂的总质量，将密度测定器倒置于挖好的空口上，打开阀门，使砂注入试坑；3)最后当砂注满试坑时关闭阀门，称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量，根据试验数据即可计算出密实度。灌水法主要适用于测定现场粗颗粒土的密度，其操作步骤是1)首先将选定试验处的试坑地面整平，除去表面松散的土层；2)按确定的试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求深度，边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称试样质量，并应测定试样的含水率；3)试坑挖好后，放上相应尺寸的套环，用水准尺找平，将大于试坑容积的塑料薄膜袋平铺于坑内，翻过套环压住薄膜四周；4)记录储水筒内初始水位高度，拧开储水筒出水管开关，将水缓慢注入塑料薄膜袋中，当袋内水面接近套环边缘时，将水流调小，直至袋内水面与套环边缘齐平时关闭出水管，持续3～5min，记录储水筒内水位高度。核子仪试验方法则一般按照说明书进行。

常规的密实度测试方法存在各种问题，灌沙法在实际操作时常常不好掌握，容易引起较大的人为误差，经常引发质量检测、监督部门与施工单位之间争议，故而需要足够的操作水平；核子仪试验方法由于带有一定的放射性及试验成本较高，在工程实践中应用有限，进一步地传统的检测方法都是在强夯施工完成后才能开展，不能时地掌握强夯施工效果，同时都会对施工完成的路基造成一定干扰。而且传统的密实度或夯后承载能力等强夯施工控制指标，由于耗时长、费用高，一般只抽取有限的检测点，《强夯地基处理技术规程》(CECS 279：2010)规定对于简单的单个工程，检测点大于3个即可，现有的强夯施工检测方法只能给出一定数量的抽测点上的加固效果情况，无法对整个强夯影响范围，即普夯区内的加固效果进行评价。同时强夯后压实度的检测一般取自填土的表面，不能体现整个强夯影响范围内压实度的变化，夯锤夯击处与未夯击处的压实度差别较大，由于强夯后填土表面松动，因此现有的单点压实度测试并不能准确地反映高路堤强夯加固效果，有必要提出一种针对强夯普夯区夯后平均压实度的检测方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够无需破坏夯后地面，避免压实度检测对强夯后路基进行破坏，同时提高检测精度的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，包括以下步骤：

(1)检测路堤强夯前的压实度λ₀；

采取现场强夯前路堤填土试样，检测填土的最大干密度ρ_{d max}以及填土干密度ρ_d，λ₀＝ρ_d/ρ_{d max}；同时保证采取土样的数量满足土样质量的测试要求；

(2)根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体；

并且统计加固单元体内夯点数量n，并给每个夯点编号；测量加固单元体内每个夯点累计夯沉量h_ij，ij表示第i夯点第j次夯击；

(3)计算加固单元体面积A以及各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；

(4)确定强夯加固层厚度H，加固层厚度为强夯设计加固厚度，当加固单元体范围内加固层厚度不相同时，取平均值

(5)计算加固单元体内各夯点夯坑体积V_1ij，加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij；V_1ij＝A_i×h_ij，V_2ij＝A(H-h_ij)式中，h_ij为第i夯点第j次夯击累计夯沉量；

(6)计算夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；将夯击次数相同的所有夯点，看成是同时下压，则得到：

，其中V_总表示所有夯击次数相同的夯点对应夯坑的总体积；A_i总为所有夯击次数相同的夯点对应夯击面积的总和；

表示所有夯击次数相同的夯点第j次夯击夯沉量的平均值，n为夯击次数相同的夯点的个数；

(7)若所有夯点夯击次数相同，则最终压实度为夯止时的压实度j_max表示夯点夯止时的夯击次数；若存在有不同夯击次数的夯点，计算剩下的夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度；将剩下夯击次数不同的夯点重新编号；强夯后等效加固区域填土的干密度ρ_di′j为：

i′表示重新编号后，夯击次数不同的夯点的夯击顺序；第i′夯点第j次夯击后填土的压实度：

式中，为第(i′-1)夯点强夯完成后路堤填土的压实度，当i′-1＝0时，为夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；h_i′j为第i′夯点，第j次夯击后的夯沉量，A_i′为第i′夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积。

具体的，在步骤(2)中根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体，采用以下方式：

夯点布置形式为正方形、梅花形，选取正方形加固单元体；夯点布置形式为正三角形，选取正三角形加固单元体。

具体的，在步骤(3)中加固单元体为正方形时计算加固单元体面积A以及各夯点在加固单元体内的面积A_i，采用以下方式：

加固单元体为正方形时A＝L²，L为单元体边长；

夯锤为圆形时，各夯点处夯锤在单元体内的夯击面积：

A_i＝α_i×A_夯锤

式中，i为第i个夯点，A_夯锤为第i夯点夯锤上夯击面的面积，α_i为第i夯点折算系数；夯点位于正方形角点上α_i＝1/4；夯点位于正方形边线α_i＝1/2；夯点位于正方形内部α_i＝1；

加固单元体为正三角形时计算加固单元体面积A以及各夯点在加固单元体内的面积A_i，采用以下方式：

加固单元体为正三角方形时L为单元体边长；

夯锤为圆形时，各夯点处夯锤在单元体内的夯击面积：

A_i＝α_i×A_夯锤

式中，i为第i个夯点，A_夯锤为第i夯点夯锤上夯击面的面积，α_i为第i夯点折算系数；夯点位于正三角形角点上α_i＝1/6；夯点位于正三角形边线α_i＝1/2；夯点位于正三角形内部α_i＝1。

本发明的有益效果是：本发明所述的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，具有以下优点：

一、操作方便、时间短、成本低廉，无需破坏夯后地面，减小了对强夯后路基的干扰，同时降低了传统检测方法中操作人员的人为误差。

二、本方法可以获得强夯后的路堤填土加固深度内的平均压实度，因此能够确定各种夯点布置形式、各种夯锤直径普夯区强夯的加固效果，避免了检测单点密实度不能代表整体平均密实度的问题。

三、本方法依据强夯施工过程中的累计夯沉量、夯点间距、夯击遍数等施工参数,可以计算出每次夯击的压实度变化，够动态、实时地掌握强夯的加固效果，避免了传统评价方法必须在强夯施工完成后才可以进行的弊端。

附图说明

图1是本发明实施例1中加固单元体内夯点的分布方式及编号示意图；

图2是本发明实施例1中夯点强夯次数与夯击后压实度的关系曲线图；

图3是本发明实施例1中各夯点累计压实度的柱形图；

图4是本发明实施例1中夯击次数与压实度的关系曲线；

图5是本发明实施例2中加固单元体内夯点的分布方式及编号示意图；

图6是本发明实施例2中各夯点累计压实度的柱形图；

图7是本发明实施例2中夯击次数与压实度的关系曲线；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明所述的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法包括以下步骤：

(1)检测路堤强夯前的压实度λ₀；

采取现场强夯前路堤填土试样，检测填土的最大干密度ρ_{d max}以及填土干密度ρ_d，λ₀＝ρ_d/ρ_{d max}；同时保证采取土样的数量满足土样质量的测试要求；

(2)根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体；

并且统计加固单元体内夯点数量n，并给每个夯点编号；测量加固单元体内每个夯点累计夯沉量h_ij，单位m，ij表示第i夯点第j次夯击；

(3)计算加固单元体面积A以及各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；

(4)确定强夯加固层厚度H，加固层厚度为强夯设计加固厚度，当加固单元体范围内加固层厚度不相同时，取平均值单位m；

(5)计算加固单元体内各夯点夯坑体积V_1ij，加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij；V_1ij＝A_i×h_ij，V_2ij＝A(H-h_ij)式中，h_ij为第i夯点第j次夯击累计夯沉量；

(6)计算夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；将夯击次数相同的所有夯点，看成是同时下压，则得到：

，其中V_总表示所有夯击次数相同的夯点对应夯坑的总体积；A_i总为所有夯击次数相同的夯点对应夯击面积的总和；

表示所有夯击次数相同的夯点第j次夯击夯沉量的平均值，n为夯击次数相同的夯点的个数；

(7)若所有夯点夯击次数相同，则最终压实度为夯止时的压实度j_max表示夯点夯止时的夯击次数；若存在有不同夯击次数的夯点，计算剩下的夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度；将剩下夯击次数不同的夯点重新编号；强夯后等效加固区域填土的干密度ρ_di′j为：

i′表示重新编号后，夯击次数不同的夯点的夯击顺序；第i′夯点第j次夯击后填土的压实度：

式中，为第(i′-1)夯点强夯完成后路堤填土的压实度，当i′-1＝0时，为夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；h_i′j为第i′夯点，第j次夯击后的夯沉量，A_i′为第i′夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积。

在步骤(1)中采取现场强夯前路堤填土试样，检测填土的最大干密度ρ_{d max}以及填土干密度ρ_d，λ₀＝ρ_d/ρ_{d max}；同时保证采取土样的数量满足土样质量的测试要求。通过在现场取填土试样，从而能够准确的检查到路堤强夯前的最大干密度ρ_{d max}和填土干密度ρ_d，保证检测的准确性。

在步骤(2)中根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体；并且统计加固单元体内夯点数量n，并给每个夯点编号；测量加固单元体内每个夯点累计夯沉量h_ij，i为夯击顺序，且表示第i夯点，j为夯击次数，且表示第i夯点第j次夯击。

通过根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体，从而使得测量包括所有夯点。同时并且统计加固单元体内夯点数量n，并给每个夯点编号；测量加固单元体内每个夯点累计夯沉量h_ij，i为夯击顺序，且表示第i夯点，j为夯击次数，且表示第i夯点第j次夯击；通过对夯点的编号，从而便于后续按照夯击顺序测量计算，保证测量结果的准确性。

在步骤(3)中计算加固单元体面积A以及各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；通过计算加固锻压体的面积A和各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；从而为后续计算加固单元体的等效加固体积以及夯坑体积做准备。

在步骤(4)中确定强夯加固层厚度H，加固层厚度为强夯设计加固厚度，当加固单元体范围内加固层厚度不相同时，取平均值为后续计算加固单元体的等效加固体积以及夯坑体积做准备。

在步骤(5)中计算加固单元体内各夯点夯坑体积V_1ij，加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij；V_1ij＝A_i×h_ij，

由于夯坑与夯坑之间的泥土被振松，因此不考虑在计算压实度的范围内；从而V_2ij＝A(H-h_ij)式中，h_ij为第i夯点第j次夯击累计夯沉量。

在步骤6)中计算夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；将夯击次数相同的所有夯点，看成是同时下压，则得到：

，其中V_总表示所有夯击次数相同的夯点对应夯坑的总体积；A_i总为所有夯击次数相同的夯点对应夯击面积的总和；

表示所有夯击次数相同的夯点第j次夯击夯沉量的平均值，n为夯击次数相同的夯点的个数；

由于夯击次数相同的夯点，可以看作一次夯击进行多个夯点的夯击；因此通过将夯击次数相同的夯点看成一个整体进行计算，从而可以简化计算，使得计算更加快捷，方便。

在步骤(7)中，若所有夯点夯击次数相同，则最终压实度为夯止时的压实度j_max表示夯点夯止时的夯击次数；若存在有不同夯击次数的夯点，计算剩下的夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度；将剩下夯击次数不同的夯点重新编号；强夯后等效加固区域填土的干密度ρ_di′j为：

i′表示重新编号后，夯击次数不同的夯点的夯击顺序；第i′夯点第j次夯击后填土的压实度：

式中，为第(i′-1)夯点强夯完成后路堤填土的压实度，当i′-1＝0时，为夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；h_i′j为第i′夯点，第j次夯击后的夯沉量，A_i′为第i′夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积。

根据步骤3)、步骤4)以及步骤5)中得到的加固单元体面积A、各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i、强夯加固层厚度H，加固单元体内各夯点夯坑体积V_1ij、加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij，在步骤6)中和步骤7)中带入对应的公式从而得到夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度

剩下的夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度进行计算从而得到夯击后路堤的最终压实度。综上所述，本发明所述的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，通过现场取填土试样，然而对试样进行干密度的检测，同时对每次夯击后的压实度进行计算，最终得到强夯完成后的路堤的压实度。因此具有以下优点：

一、操作方便、时间短、成本低廉，无需破坏夯后地面，减小了对强夯后路基的干扰，同时降低了传统检测方法中操作人员的人为误差。

二、本方法可以获得强夯后的路堤填土加固深度内的平均压实度，因此能够确定各种夯点布置形式、各种夯锤直径普夯区强夯的加固效果，避免了检测单点密实度不能代表整体平均密实度的问题。

三、本方法依据强夯施工过程中的累计夯沉量、夯点间距、夯击遍数等施工参数,可以计算出每次夯击的压实度变化，够动态、实时地掌握强夯的加固效果，避免了传统评价方法必须在强夯施工完成后才可以进行的弊端。

在步骤2)中根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体，可以采用多种方式，根据施工标准的不同，不同的实施人员可以根据自身需要进行选取。具体的可以采用以下方式进行：

夯点布置形式为正方形、梅花形，选取正方形加固单元体；夯点布置形式为正三角形，选取正三角形加固单元体。

夯点布置形式为正方形、梅花形，选取正方形加固单元体；夯点布置形式为正三角形，选取正三角形加固单元体。从而在保证加固单元体包括所有夯点的同时便于计算。

在步骤(3)中计算加固单元体面积A以及各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；由于在步骤(2)中加固单元体的选择不同，因此计算方式也不同。具体的，在步骤(3)中加固单元体为正方形时计算加固单元体面积A以及各夯点在加固单元体内的面积A_i，采用以下方式：

加固单元体为正方形时A＝L²，L为单元体边长；

各夯点处夯锤在单元体内的夯击面积：

A_i＝α_i×A_夯锤

式中，i为第i个夯点，A_夯锤为第i夯点夯锤上夯击面的面积，α_i为第i夯点折算系数；夯点位于正方形角点上α_i＝1/4；夯点位于正方形边线α_i＝1/2；夯点位于正方形内部α_i＝1；

加固单元体为正三角形时计算加固单元体面积A以及各夯点在加固单元体内的面积A_i，采用以下方式：

加固单元体为正三角方形时L为单元体边长；

各夯点处夯锤在单元体内的夯击面积：

A_i＝α_i×A_夯锤

式中，i为第i个夯点，A_夯锤为第i夯点夯锤上夯击面的面积，α_i为第i夯点折算系数；夯点位于正三角形角点上α_i＝1/6；夯点位于正三角形边线α_i＝1/2；夯点位于正三角形内部α_i＝1。

当单元体的截面为其他形状，如矩形或者平行四边形时，由于可以将其单元体分隔为多个正方形和正三角形；从而可以按照计算矩形单元体和正三角形单元体的计算方式计算出加固单元体面积A以及单元体内各夯点处夯锤在单元体内的夯击面积A_i。单元体截面形状的选择和面积的计算可以根据施工单位的具体要求进行决定。

实施例1

下面结合某市政工程高路堤强夯工点说明压实度的确定过程。

如图1所示，某市政工程路堤高20m，分2层加固每层加固厚均为10m，路堤强夯前的压实度λ₀为0.88。强夯补强采用的夯击能为6000KN·m，夯锤直径均为2.5m，夯点间距5m，所述的夯点间距为强夯完成后，最终在路基平面上形成的夯点距离。

按照如下步骤测量强夯加固后填土试样的的压实度：

1、采取现场强夯前路堤填土试样，检测填土的最大干密度ρ_{d max}以及填土干密度ρ_d，λ₀＝ρ_d/ρ_{d max}；同时保证采取土样的数量满足土样质量的测试要求；路堤强夯前的压实度λ₀为0.88。

2、如图1所示，夯点布置形式为梅花形，采用4遍夯击，夯点间隔布置，第一遍主夯点采用10m×10m间距正方形的角点及正方形的中心点，第二遍主夯正方形边线中心点的夯点，形成5m×5m正方形布点，第三、四遍夯击加固正方形的中心点，其中第一、二遍各夯击8次，第三、四遍各夯击6次。

统计加固单元体内夯点数量n，并给每个夯点编号；如图1所示，夯点编号为:A_1j、A_2j、A_3j、A_4j、A_5j；测量加固单元体内每个夯点累计夯沉量h_ij，单位为m，i为夯击顺序，且表示第i夯点，j为夯击次数，且表示第i夯点第j次夯击。

在强夯加固的过程中测试的单元体内各夯点累计夯沉量如下表所列：

3、计算加固单元体面积A以及各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；

由于加固单元体选择正方形；因此加固单元体面积A＝L²＝5²＝25m²；

各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i，A₁＝A₂＝A₃＝A₄＝α₁×A_夯锤，A₅＝α₅×A_夯锤；由于加固单元体为正方形，夯点位于正方形角点上α＝1/4；夯点位于正方形边线α＝1/2；夯点位于正方形内部α＝1；因此

4、确定强夯加固层厚度H，加固层厚度为强夯设计加固厚度，当加固单元体范围内加固层厚度不相同时，取平均值单位为m。由于加固层为20m分为两层，因此每层加固厚度H＝10m。

5、计算加固单元体内各夯点夯坑体积V_1ij，加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij；V_1ij＝A_i×h_ij，V_2ij＝A(H-h_ij)式中，h_ij为第i夯点第j次夯击累计夯沉量。

计算夯点A_1j的夯坑体积V_1ij以及加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij，V₁₁₁＝1.227×0.455＝0.558m³，V₂₁₁＝25×(10-0.455)＝238.625m³。

6、根据公式，式中，为第i-1个夯点强夯完成后路堤填土的压实度，j_max表示夯点夯止时的夯击次数；当i-1＝0时，为路堤强夯前的压实度，为第i夯点第j次夯击压实度增大系数。夯点A_1j第1次夯击后压实度λ₁₁：

依次类推，夯点A_1j夯击后压实度如下表所列

夯击次数(j)	1	2	3	4	5	6	7	8
									累计夯沉量/m	0.455	0.822	1.101	1.324	1.498	1.617	1.702	1.769
夯击后压实度	0.882	0.884	0.885	0.887	0.888	0.888	0.889	0.889

2)计算夯点A_2j强夯后压实度，夯点A_2j强夯前路堤压实度为λ_1jmax＝λ₁₈＝0.889，夯点A_2j夯击后压实度如下表所列：

夯击次数(j)	1	2	3	4	5	6	7	8
									累计夯沉量/m	0.425	0.779	1.062	1.294	1.473	1.604	1.702	1.776
夯击后压实度	0.891	0.893	0.894	0.896	0.897	0.898	0.898	0.899

3)计算夯点A_3j强夯后压实度，夯点A_3j强夯前路堤压实度为λ_2jmax＝λ₂₈＝0.889，夯点A_3j夯击后压实度如下表所列：

夯击次数(j)	1	2	3	4	5	6	7	8
									累计夯沉量/m	0.423	0.78	1.07	1.296	1.458	1.566	1.645	1.708
夯击后压实度	0.901	0.902	0.904	0.905	0.906	0.907	0.907	0.908

4)计算夯点A_4j强夯后压实度，夯点A_4j强夯前路堤压实度为λ_3jmax＝λ₃₈＝0.889，夯点A_4j夯击后压实度如下表所列：

夯击次数(j)	1	2	3	4	5	6	7	8
									累计夯沉量/m	0.443	0.807	1.091	1.322	1.493	1.605	1.684	1.751
夯击后压实度	0.910	0.912	0.913	0.915	0.916	0.916	0.917	0.917

5)计算夯点A_5j强夯后压实度，夯点A_5j强夯前路堤压实度为λ_4jmax＝λ₄₈＝0.889夯点A_5j夯击后压实度如下表所列：

夯击次数(j)	1	2	3	4	5	6
							累计夯沉量/m	0.498	0.872	1.15	1.31	1.403	1.480
夯击后压实度	0.927	0.934	0.941	0.944	0.947	0.949

7、根据上述计算得到路堤最终的压实度为λ_5jmax＝λ₅₈＝0.949约为0.95，加固单元体内各夯点累计夯击次数与压实度之间关系曲线如图2所示。

根据本发明提供的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，确定上述强夯区强夯后路堤压实度，按照上述步骤进行到步骤5，然后进行以下步骤：

计算夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；将夯击次数相同的所有夯点，看成是同时下压，则得到：

，其中V_总表示所有夯击次数相同的夯点对应夯坑的总体积；A_i总为所有夯击次数相同的夯点对应夯击面积的总和；

表示所有夯击次数相同的夯点第j次夯击夯沉量的平均值，n为夯击次数相同的夯点的个数；

将A_1j、A_2j、A_3j、A_4j看成一个整体进行计算，先计算第一次夯击后压实度:

；

其他夯击次数以此类推，计算结果如下表所列：

计算剩下的夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度；将剩下夯击次数不同的夯点重新编号；强夯后等效加固区域填土的干密度ρ_di′j为：

i′表示重新编号后，夯击次数不同的夯点的夯击顺序；第i′夯点第j次夯击后填土的压实度：

式中，为第(i′-1)夯点强夯完成后路堤填土的压实度，当i′-1＝0时，为夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；h_i′j为第i′夯点，第j次夯击后的夯沉量，A_i′为第i′夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积。

其他夯击次数以此类推，计算结果如下表所列

夯击次数(j)	1	2	3	4	5	6
							夯点A5j累计夯沉量/m	0.498	0.872	1.15	1.31	1.403	1.48
夯击后压实度	0.926	0.934	0.940	0.944	0.946	0.948

最终压实度为0.948，约等于0.95。

通过上述表格得到如图3的结果以及图4的关系曲线图。从上述两种确定夯点夯击后路堤的压实度的方法可以看出，最终得到的夯点夯击后的压实度均为0.95；因此能够本发明所述的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，能够准确的测量强夯后路堤的压实度。

实施例2

某市政工程高路堤高20m，分2层加固每层加固厚均为10m，路堤强夯补强前压实度88％。强夯补强采用的夯击能为6000KN·m，夯锤直径均为2.5m。夯点布置形式为正三角形，夯点间距4.5m，即L2＝4.5m；点夯各遍全部完成后，最终在路基平面上形成的夯点距离。采用2遍夯击，夯点间隔布置，各遍夯击次数均为8次，如图5所示。

按照如下步骤测量强夯加固后填土试样的压实度：

1、采取现场强夯前路堤填土试样，检测填土的最大干密度ρ_{d max}以及填土干密度ρ_d，λ₀＝ρ_d/ρ_{d max}；同时保证采取土样的数量满足土样质量的测试要求；路堤强夯前的压实度λ₀为0.88。

2、如图3所示，夯点布置形式为正三角形，采用2遍夯击，夯点间隔布置，各遍夯击次数均为8次。

统计加固单元体内夯点数量n，并给每个夯点编号；如图3所示，夯点编号为:B_1j

、B_2j、B_3j；测量加固单元体内每个夯点累计夯沉量h_ij，单位为m，i为夯击顺序，且表示第i夯点，j为夯击次数，且表示第i夯点第j次夯击。

单元体内各夯点每次夯击后累计夯沉量如下表所列

3、计算加固单元体面积A以及各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；

由于加固单元体选择正三角形；因此加固单元体面积

各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i，A₁＝A₂＝A₃＝α₁×A_夯锤；由于加固单元体为正三角形，夯点位于正三角形角点上α₁＝1/6；因此

4、确定强夯加固层厚度H，加固层厚度为强夯设计加固厚度，当加固单元体范围内加固层厚度不相同时，取平均值单位为m。由于加固层为20m分为两层，因此每层加固厚度H＝10m。

5、计算加固单元体内各夯点夯坑体积V_1ij，加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij；V_1ij＝A_i×h_ij，V_2ij＝A(H-h_ij)式中，h_ij为第i夯点第j次夯击累计夯沉量。

计算夯点B_1j夯止时夯坑体积V_1ij以及加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij以及夯点B_1j夯止时，夯击压实度增大系数β₁₈；

同理计算夯点B_2j、B_3j夯止时的夯击压实度增大系数；β₂₈＝1.0199，β₃₈＝1.0201。

6、根据公式，式中，为第i-1个夯点强夯完成后路堤填土的压实度，当i-1＝0时，λ_0jmax＝λ₀为路堤强夯前的压实度，为第i夯点第j次夯击压实度增大系数。

依次计算每个夯点止夯时压实度：

最终压实度为λ₃₈＝0.934，约等于0.93。

7、根据上述计算得到路堤最终的压实度为λ₃₈＝0.934，约为0.93，加固单元体内各夯点累计夯击次数与压实度之间关系曲线如图4所示。

根据本发明提供的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，确定上述强夯区强夯后路堤压实度，按照上述步骤进行到步骤5，然后进行以下步骤：

计算夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；将夯击次数相同的所有夯点，看成是同时下压，则得到：

，其中V_总表示所有夯击次数相同的夯点对应夯坑的总体积；A_i总为所有夯击次数相同的夯点对应夯击面积的总和；

表示所有夯击次数相同的夯点第j次夯击夯沉量的平均值，n为夯击次数相同的夯点的个数；

将A_1j、A_2j、A_3j看成一个整体进行计算，先计算第一次夯击后压实度:

；

其他夯击次数以此类推，计算结果如下表所列：

计算剩下的夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度；由于该实施例中的夯点夯击次数均相同，因此不存在夯击次数不同的夯点，从而在计算完上述夯击次数相同的夯点夯止时的压实度，即为路堤强夯后的最终压实度0.933。

通过上述表格得到如图6的结果以及图7的夯击次数与压实度的关系曲线图。从上述两种确定夯点夯击后路堤的压实度的方法可以看出，最终得到的夯点夯击后的压实度均为0.933；因此能够本发明所述的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，能够准确的测量强夯后路堤的压实度。

Claims (3)

1.通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)检测路堤强夯前的压实度λ₀；

采取现场强夯前路堤填土试样，检测填土的最大干密度ρ_dmax以及填土干密度ρ_d，λ₀＝ρ_d/ρ_dmax；同时保证采取土样的数量满足土样质量的测试要求；

(2)根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体；

并且统计加固单元体内夯点数量n，并给每个夯点编号；测量加固单元体内每个夯点累计夯沉量h_ij，单位为m，ij表示第i夯点第j次夯击；

(3)计算加固单元体面积A以及各夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积A_i；

(4)确定强夯加固层厚度H，加固层厚度为强夯设计加固厚度，当加固单元体范围内加固层厚度不相同时，取平均值 单位为m；

(5)计算加固单元体内各夯点夯坑体积V_1ij，加固单元体对应等效加固区域体积V_2ij；V_1ij＝A_i×h_ij，V_2ij＝A(H-h_ij)式中，h_ij为第i夯点第j次夯击累计夯沉量；

(6)计算夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；将夯击次数相同的所有夯点，看成是同时下压，则得到：

其中V_总表示所有夯击次数相同的夯点对应夯坑的总体积；A_i总为所有夯击次数相同的夯点对应夯击面积的总和；

表示所有夯击次数相同的夯点第j次夯击夯沉量的平均值，n为夯击次数相同的夯点的个数；

(7)若所有夯点夯击次数相同，则最终压实度为夯止时的压实度j_max表示夯点夯止时的夯击次数；若存在有不同夯击次数的夯点，计算剩下的夯击次数不同的夯点夯击后路堤的压实度；将剩下夯击次数不同的夯点重新编号；强夯后等效加固区域填土的干密度ρ_di′j为：

i′表示重新编号后，夯击次数不同的夯点的夯击顺序；第i′夯点第j次夯击后填土的压实度：

<mrow> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <msup> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> <msub> <mi>j</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <msup> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>A</mi> <msup> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> </msub> </mrow> <mrow> <mi>A</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>H</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <msup> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>

式中，为第(i′-1)夯点强夯完成后路堤填土的压实度，当i′-1＝0时，为夯击次数相同的夯点夯击后路堤的压实度；h_i′j为第i′夯点，第j次夯击后的夯沉量，A_i′为第i′夯点夯锤在加固单元体内的夯击面积。

2.如权利要求1所述的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，其特征在于：在步骤(2)中根据强夯夯点布置形式选取对应的加固单元体，采用以下方式：

夯点布置形式为正方形、梅花形，选取正方形加固单元体；夯点布置形式为正三角形，选取正三角形加固单元体。

3.如权利要求1所述的通过夯沉量确定路堤强夯普夯区压实度的方法，其特征在于：在步骤(3)中加固单元体为正方形时计算加固单元体面积A以及各夯点在加固单元体内的面积A_i，采用以下方式：

加固单元体为正方形时A＝L²，L为单元体边长；

夯锤为圆形时，各夯点处夯锤在单元体内的夯击面积：

A_i＝α_i×A_夯锤

式中，i为第i个夯点，A_夯锤为第i夯点夯锤上夯击面的面积，α_i为第i夯点折算系数；夯点位于正方形角点上α_i＝1/4；夯点位于正方形边线α_i＝1/2；夯点位于正方形内部α_i＝1；

加固单元体为正三角形时计算加固单元体面积A以及各夯点在加固单元体内的面积A_i，采用以下方式：

加固单元体为正三角方形时L为单元体边长；

夯锤为圆形时，各夯点处夯锤在单元体内的夯击面积：

A_i＝α_i×A_夯锤

式中，i为第i个夯点，A_夯锤为第i夯点夯锤上夯击面的面积，α_i为第i夯点折算系数；夯点位于正三角形角点上α_i＝1/6；夯点位于正三角形边线α_i＝1/2；夯点位于正三角形内部α_i＝1。