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摘要：强夯法加固地基是使地基土体密实,承载力提高,压缩模量增加的一个过程,强夯效果的好坏直接影响上部结构的稳定和变形,因此对强夯效果的质量检验非常重要。由于强夯机理复杂，理论研究尚不成熟，如何准确快速的评价强夯效果成为亟待解决的问题。本文通过一个工程实例对几种强夯施工现场测试方法进行了分析论述。
关键词：强夯法；检测；载荷试验；动力触探；EV2
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
强夯法是将很重的夯锤（一般为50～400kN）起吊到很高的高度（一般为6～30m）自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性的一种地基加固方法。强夯法自1970年在国外使用以来，迅速得到推广应用。实践证明强夯法具有施工设备简单、原理直观、应用范围广泛、加固速度快, 加固效果显著, 节省工程造价等特点。因此作为一种适用性广、经济有效的地基处理方法,强夯技术在我国被广泛的应用。强夯的效果直接影响上部结构的稳定和变形,因此对强夯效果的质量检验非常重要。
强夯质量检验概述
为了对强夯过的场地作出加固效果的评价，检验是否满足设计的预期目标，强夯后的检测是必须进行的项目。强夯检验应在场地施工完成经时效后进行。对粗粒土地基，一般时间间隔取1～2周；对饱和细粒粉土和粘性土应需孔压消散，土触变恢复后进行，一般时间间隔取3～4周。对于一般工程，应用两种和两种以上方法综合检验；对重要工程，应增加检验项目并做现场大型复合地基载荷试验，对液化场地应做标贯试验。根据场地的复杂程度和重要性确定检验的数量。简单场地的一般建筑物，每个建筑物地基不少于3处。对于复杂场地，根据场地的变化类型，每个类型不少于3处。当强夯面积超过1000m2,每增加1000m2以内，应增加一处。
强夯质量检验方法。
强夯地基的质量检验方法,根据土的性质通常有两种:一种是原位测试方法,另一种为室内土工试验方法。
1.原位测试法
原位测试可以直接明了地了解地基土的特性,常用的用于检测强夯效果的原位测试方法有以下几种:
试验方法 适用土类别
标准贯入试验 砂土，粉土及粘性土
轻型动力触探 贯入深度小于4m的粘性土和粘性土与粉土组成的素填土
重型动力触探 砂土和碎石土
载荷试验 碎石土，砂土，粉土，粘性土，人工填土
旁压试验 预钻式 坚硬、硬塑、可塑粘性土、粉土、密实和中密砂土、碎石土。
自钻式 粘性土、粉土、砂土和饱和软粘土。
十字板剪切试验 饱和软粘土
波速测试 各类土
2.室内试验
室内试验是在室内对从现场所取的土样进行测试与分析,从而获得所需土工参数。
土的类别 土的物理力学性质指标
砂土 颗粒级配、相对密度、天然含水量、重力密度、最大和最小密度。
粉土 颗粒级配、液限、塑限、相对密度、天然含水量、重力密度、压缩-固结试验和抗剪强度试验。
粘性土 液限、塑限、相对密度、天然含水量、重力密度、压缩-固结试验和抗剪强度试验。对湿陷性黄土, 应加做湿陷性试验。
强夯效果检测分析
1.工程概况
对沈阳沈北经济开發区某工厂机械加工车间回填砂土地基进行夯后检测，分别采用载荷试验、轻型动力触探、变形模量EV2 三种原位测试方法检测。
2.工程原位测试检测方法
（1）载荷试验
试验采用慢速维持载荷法。用一台1000kN千斤顶加荷，一台自重35吨挖掘机作为反力构架，由油压千斤顶通过直径为0.8m的圆形刚性承压板施加压力，油压表显示载荷值，竖向位移由4块100mm百分表测读。初级加荷37.5kN，以后每级加荷37.5kN，加荷等级最大取至8级结束试验。并记录各级荷载下承压板的沉降量。
由于本工程试验点加最大荷载时，变形较小（沉降量均小于板直径的0.06，即48mm），地基土均没有破坏，计算地基土承载力特征值综合考虑对比沉降量与承压板直径之比等于0.01时所对应载荷和按最大加载量的1/2对应载荷值得出三个试验点承载力均为300 kPa。由于3个试验点承载力特征值实测值的极差小于平均值的30%，最终承载力特征值取其平均值fak=300 kPa。由于3个试验点承载力特征值实测值的极差小于平均值的30%，最终承载力特征值取其平均值300 kPa。
（2）轻型动力触探
在强夯施工场地布置12个动力触探点，采用轻型圆锥动力触探仪，检测深度为0.8m。采用自动落锤装置，连续进行锤击贯入,防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动，保持探杆垂直度；锤击速率每分钟宜为15 击；每贯入100mm记录其相应击数。通过对检测结果分析可知强夯后，强夯处理效果较好，经综合判断地基承载力特征值大于270KPa,检测结果满足设计要求。动力触探可以直观的了解到土层从上到下的变化情况,很快地分析出强夯地基的处理效果,但是动力触探的结果受很多因素的影响,其取值的可靠性必须通过静力载荷试验来验证。
（3）变形模量EV2的检测。
变形模量EV2是反映荷载作用下土体抵抗变形能力的刚度参数。变形模量EV2检测方法广泛适用于铁路、公路、机场、城市交通、码头及工业与民用建筑的地基施工质量监控测试。在涉外工程中,越来越多外企厂房设计和施工图纸上地基的压实控制指标采用EV2。变形模量EV2测试仪主要由承载板、加载装置、测试仪、测桥、力传感器、位移传感器组成。
变形模量EV2试验是通过圆形承载板和加载装置对地面进行第一次加载和卸载后,再进行第二次加载，用测得的承载板下应力σ和与之相对应的承载板中心沉降量s，来计算变形模量EV2、EV1及EV2/ EV1值的试验方法。
本工程JBM-2型变形模量EV2测试仪对强夯回填砂土地基进行EV2检测试验。按照规范要求,采用最小二乘法拟合并计算得到各试验点的EV2和EV2/ EV1。典型试验点的测试曲线见下图:
结语
由于强夯法至今为止还没有严密的理论分析方法,和岩土工程的复杂性，不能在设计时作出精确的计算和定量的预测,多数情况要依靠经验。为了保证工程质量,必须通过现场测试对施工效果进行严格的检测和检验。因此,原位测试就成为强夯地基处理的重要环节。本文以沈阳某回填砂土地基强夯工程为背景，分别介绍了静力平板载荷试验、轻型动力触探、变形模量EV2 三种原位测试方法在工程项目中的应用，实践证明,单靠一种检测方法只能从某一个片面角度说明问题,要想准确地反映强夯的质量以及土层的力学性质必须综合运用多种检测方法。采用多种检测手段对比, 不仅为地基加固设计参数的取值获取依据和经验, 同时也是正确评价加固效果的有效途径。
参考文献
[1] 李庆民,肖金凤,李树峰.变形模量EV2检测方法及检测中应注意的问题[J].铁道标准设计,2006(3):32-35.
[4] 汤定一,赵明华,柳森.强夯技术加固机理与质量检测研究[D].湖南:湖南大学,2002.
[6] 朱丹, 郑怀. 强夯地基处理的几种检测方法比较和分析 [J].广州建筑,2003.
关键词：强夯法；检测；载荷试验；动力触探；EV2
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
强夯法是将很重的夯锤（一般为50～400kN）起吊到很高的高度（一般为6～30m）自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性的一种地基加固方法。强夯法自1970年在国外使用以来，迅速得到推广应用。实践证明强夯法具有施工设备简单、原理直观、应用范围广泛、加固速度快, 加固效果显著, 节省工程造价等特点。因此作为一种适用性广、经济有效的地基处理方法,强夯技术在我国被广泛的应用。强夯的效果直接影响上部结构的稳定和变形,因此对强夯效果的质量检验非常重要。
强夯质量检验概述
为了对强夯过的场地作出加固效果的评价，检验是否满足设计的预期目标，强夯后的检测是必须进行的项目。强夯检验应在场地施工完成经时效后进行。对粗粒土地基，一般时间间隔取1～2周；对饱和细粒粉土和粘性土应需孔压消散，土触变恢复后进行，一般时间间隔取3～4周。对于一般工程，应用两种和两种以上方法综合检验；对重要工程，应增加检验项目并做现场大型复合地基载荷试验，对液化场地应做标贯试验。根据场地的复杂程度和重要性确定检验的数量。简单场地的一般建筑物，每个建筑物地基不少于3处。对于复杂场地，根据场地的变化类型，每个类型不少于3处。当强夯面积超过1000m2,每增加1000m2以内，应增加一处。
强夯质量检验方法。
强夯地基的质量检验方法,根据土的性质通常有两种:一种是原位测试方法,另一种为室内土工试验方法。
1.原位测试法
原位测试可以直接明了地了解地基土的特性,常用的用于检测强夯效果的原位测试方法有以下几种:
试验方法 适用土类别
标准贯入试验 砂土，粉土及粘性土
轻型动力触探 贯入深度小于4m的粘性土和粘性土与粉土组成的素填土
重型动力触探 砂土和碎石土
载荷试验 碎石土，砂土，粉土，粘性土，人工填土
旁压试验 预钻式 坚硬、硬塑、可塑粘性土、粉土、密实和中密砂土、碎石土。
自钻式 粘性土、粉土、砂土和饱和软粘土。
十字板剪切试验 饱和软粘土
波速测试 各类土
2.室内试验
室内试验是在室内对从现场所取的土样进行测试与分析,从而获得所需土工参数。
土的类别 土的物理力学性质指标
砂土 颗粒级配、相对密度、天然含水量、重力密度、最大和最小密度。
粉土 颗粒级配、液限、塑限、相对密度、天然含水量、重力密度、压缩-固结试验和抗剪强度试验。
粘性土 液限、塑限、相对密度、天然含水量、重力密度、压缩-固结试验和抗剪强度试验。对湿陷性黄土, 应加做湿陷性试验。
强夯效果检测分析
1.工程概况
对沈阳沈北经济开發区某工厂机械加工车间回填砂土地基进行夯后检测，分别采用载荷试验、轻型动力触探、变形模量EV2 三种原位测试方法检测。
2.工程原位测试检测方法
（1）载荷试验
试验采用慢速维持载荷法。用一台1000kN千斤顶加荷，一台自重35吨挖掘机作为反力构架，由油压千斤顶通过直径为0.8m的圆形刚性承压板施加压力，油压表显示载荷值，竖向位移由4块100mm百分表测读。初级加荷37.5kN，以后每级加荷37.5kN，加荷等级最大取至8级结束试验。并记录各级荷载下承压板的沉降量。
由于本工程试验点加最大荷载时，变形较小（沉降量均小于板直径的0.06，即48mm），地基土均没有破坏，计算地基土承载力特征值综合考虑对比沉降量与承压板直径之比等于0.01时所对应载荷和按最大加载量的1/2对应载荷值得出三个试验点承载力均为300 kPa。由于3个试验点承载力特征值实测值的极差小于平均值的30%，最终承载力特征值取其平均值fak=300 kPa。由于3个试验点承载力特征值实测值的极差小于平均值的30%，最终承载力特征值取其平均值300 kPa。
（2）轻型动力触探
在强夯施工场地布置12个动力触探点，采用轻型圆锥动力触探仪，检测深度为0.8m。采用自动落锤装置，连续进行锤击贯入,防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动，保持探杆垂直度；锤击速率每分钟宜为15 击；每贯入100mm记录其相应击数。通过对检测结果分析可知强夯后，强夯处理效果较好，经综合判断地基承载力特征值大于270KPa,检测结果满足设计要求。动力触探可以直观的了解到土层从上到下的变化情况,很快地分析出强夯地基的处理效果,但是动力触探的结果受很多因素的影响,其取值的可靠性必须通过静力载荷试验来验证。
（3）变形模量EV2的检测。
变形模量EV2是反映荷载作用下土体抵抗变形能力的刚度参数。变形模量EV2检测方法广泛适用于铁路、公路、机场、城市交通、码头及工业与民用建筑的地基施工质量监控测试。在涉外工程中,越来越多外企厂房设计和施工图纸上地基的压实控制指标采用EV2。变形模量EV2测试仪主要由承载板、加载装置、测试仪、测桥、力传感器、位移传感器组成。
变形模量EV2试验是通过圆形承载板和加载装置对地面进行第一次加载和卸载后,再进行第二次加载，用测得的承载板下应力σ和与之相对应的承载板中心沉降量s，来计算变形模量EV2、EV1及EV2/ EV1值的试验方法。
本工程JBM-2型变形模量EV2测试仪对强夯回填砂土地基进行EV2检测试验。按照规范要求,采用最小二乘法拟合并计算得到各试验点的EV2和EV2/ EV1。典型试验点的测试曲线见下图:
结语
由于强夯法至今为止还没有严密的理论分析方法,和岩土工程的复杂性，不能在设计时作出精确的计算和定量的预测,多数情况要依靠经验。为了保证工程质量,必须通过现场测试对施工效果进行严格的检测和检验。因此,原位测试就成为强夯地基处理的重要环节。本文以沈阳某回填砂土地基强夯工程为背景，分别介绍了静力平板载荷试验、轻型动力触探、变形模量EV2 三种原位测试方法在工程项目中的应用，实践证明,单靠一种检测方法只能从某一个片面角度说明问题,要想准确地反映强夯的质量以及土层的力学性质必须综合运用多种检测方法。采用多种检测手段对比, 不仅为地基加固设计参数的取值获取依据和经验, 同时也是正确评价加固效果的有效途径。
参考文献
[1] 李庆民,肖金凤,李树峰.变形模量EV2检测方法及检测中应注意的问题[J].铁道标准设计,2006(3):32-35.
[4] 汤定一,赵明华,柳森.强夯技术加固机理与质量检测研究[D].湖南:湖南大学,2002.
[6] 朱丹, 郑怀. 强夯地基处理的几种检测方法比较和分析 [J].广州建筑,2003.