專(zhuān)利名稱(chēng)：可用于檢測(cè)碎石、塊石等填土地基加固效果的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水利水電、石油石化、船舶制造、物流堆場(chǎng)、工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)等建設(shè) 工程領(lǐng)域，涉及碎石、塊石等填土地基處理效果的測(cè)試，以及數(shù)據(jù)處理和效果 評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在開(kāi)山回填碎石、塊石土地基時(shí)，通常采用強(qiáng)夯等方法進(jìn)行 處理。
地基處理常規(guī)檢測(cè)手段有平板載荷試驗(yàn)、鉆孔取樣室內(nèi)土工試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫 入試驗(yàn)和圓錐動(dòng)力觸探等。對(duì)碎石、塊石等填土地基處理工程，靜載試驗(yàn)僅能
滿(mǎn)足表層2 3m內(nèi)檢驗(yàn)；而碎石、塊石等填土地基無(wú)法進(jìn)行鉆孔取樣室內(nèi)土工試 驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；由于地基夾雜不少大塊石，圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)也難以進(jìn)行。
在這種情況下，常規(guī)檢測(cè)手段均無(wú)法進(jìn)行或不能準(zhǔn)確反應(yīng)地基加固處理效果， 近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的工程物探新方法——多道瞬態(tài)面波法逐漸應(yīng)用到碎石、 塊石等填土地基處理檢測(cè)中。通過(guò)這種方法測(cè)試后可用頻散曲線(xiàn)反演得到分層
橫波速。
針對(duì)開(kāi)山回填碎石、塊石土地基采用高能級(jí)強(qiáng)夯法進(jìn)行處理的情形，采用 面波法檢測(cè)是一種很好的選擇，但是面波檢測(cè)后的評(píng)價(jià)和分析判定一直是難題， 本發(fā)明針對(duì)這一問(wèn)題改進(jìn)了數(shù)據(jù)處理方法和檢測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石等填土地基加固效 果的數(shù)據(jù)處理方法。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的解決方案是在開(kāi)山回填碎石、塊石土地基處 理后，采用小間距均勻布設(shè)多道瞬態(tài)面波測(cè)試點(diǎn)，對(duì)重點(diǎn)部位重點(diǎn)測(cè)試，半排 列覆蓋進(jìn)行普測(cè)；得到每點(diǎn)的頻散曲線(xiàn)進(jìn)行反演，得到分層橫波速；對(duì)橫波波 速按2 4m分層計(jì)算等效橫波速，得到各點(diǎn)分層等效橫波波速；匯總不同測(cè)點(diǎn) 坐標(biāo)、不同深度分層等效橫波波速，繪制某一深度范圍的等效橫波波速等值線(xiàn) 圖。將靜載試驗(yàn)結(jié)果與淺層等效橫波速對(duì)比分析，可得到等效橫波速 地基承 載力特征值或變形模量關(guān)系，從而可以繪制地基承載力特征值或變性模量等值 線(xiàn)圖。系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明
1、 多道瞬態(tài)面波測(cè)試應(yīng)用于經(jīng)處理后的碎石、塊石等填土地基。 地基處理檢測(cè)的常規(guī)手段有靜載試驗(yàn)、鉆孔取樣室內(nèi)土工試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)原位
圓錐動(dòng)力觸探等。對(duì)碎石、塊石等填土地基處理工程，靜載試驗(yàn)僅能滿(mǎn)足淺層 檢驗(yàn)；而碎石、塊石等填土地基無(wú)法進(jìn)行鉆孔取樣室內(nèi)土工試驗(yàn)；由于地基夾 雜不少大塊石，原位圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)也難以進(jìn)行。多道瞬態(tài)面波測(cè)試方法通 過(guò)面波測(cè)試提取頻散曲線(xiàn)，對(duì)頻散曲線(xiàn)反演生成分層橫波波速反映地基處理效 果，這種方法彌補(bǔ)了以上常規(guī)方法的缺陷，滿(mǎn)足了此種地基處理效果評(píng)價(jià)的要 求。
2、 測(cè)試原則小測(cè)點(diǎn)間距、測(cè)點(diǎn)均勻布設(shè)；突出重點(diǎn)，合理布線(xiàn)，全場(chǎng)地 普測(cè)。
為滿(mǎn)足全面、真實(shí)反映地基處理效果評(píng)價(jià)的要求，強(qiáng)調(diào)在小測(cè)點(diǎn)間距(測(cè) 點(diǎn)間距12 24m)、均勻布點(diǎn)的前提下，重點(diǎn)部位加密布點(diǎn)，合理布線(xiàn)。對(duì)于大 型廠房，為保證柱基礎(chǔ)下地基處理的安全性，沿柱基礎(chǔ)排列方向布設(shè)測(cè)線(xiàn)，且 保證所有柱基下均有測(cè)點(diǎn)，采用全覆蓋普測(cè)。
3、 數(shù)據(jù)處理原則對(duì)頻散曲線(xiàn)反演結(jié)果，進(jìn)行分層計(jì)算等效橫波速，繪制 分層等效橫波速等值線(xiàn)圖；通過(guò)與靜載試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，得到地基承載力特 征值和變形模量等值線(xiàn)，達(dá)到整體評(píng)價(jià)地基處理效果的目的。
在測(cè)試過(guò)程中，由于采用了小間距均勻布點(diǎn)、半排列覆蓋普測(cè)方式，測(cè)試 數(shù)據(jù)在整個(gè)場(chǎng)地分布均勻且有一定密度，可以用來(lái)繪制等值線(xiàn)圖。 本方法改進(jìn)的面波數(shù)據(jù)處理程序
(1) 即將面波波速進(jìn)行反演，得到不同深度的橫波速，自上而下分成若干 層，按每層2 4m進(jìn)行分層統(tǒng)計(jì)計(jì)算等效橫波速，得到不同點(diǎn)地面以下不同厚 度地層的等效橫波速，將不同測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和同一深度地層的等效橫波速匯總后， 繪制出整個(gè)場(chǎng)地不同深度等效橫波速等值線(xiàn)圖，從而對(duì)整個(gè)場(chǎng)地的地基處理效 果有了整體把握。
(2) 將等效橫波速與靜載試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)回歸分析計(jì)算得到橫波速—— 地基承載力特征值或變形模量關(guān)系，從而得到不同深度地基承載力特征值或變 形模量等值線(xiàn)圖，對(duì)整個(gè)場(chǎng)地地基承載力或變形模量有了直觀的展示，對(duì)質(zhì)量 檢驗(yàn)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)作用。
碎石、塊石等填土地基采用常規(guī)的靜載和動(dòng)探等檢測(cè)手段僅能反映表層 2~3m內(nèi)土層的承載力和局部點(diǎn)的動(dòng)探效果，只是對(duì)個(gè)別"點(diǎn)"的檢測(cè)，不能做 到對(duì)"面"的檢測(cè)，難以發(fā)現(xiàn)整個(gè)場(chǎng)地可能存在工程隱患的軟弱區(qū)域。
本發(fā)明公開(kāi)了一種可用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石等填土地基處理加固效果 的方法。在大面積碎石、塊石等填土地基經(jīng)處理后，采用多道瞬態(tài)面波法對(duì)其 加固效果進(jìn)行普測(cè)，解決了鉆探取樣土工分析、動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等常
4規(guī)檢測(cè)手段不能得到理想結(jié)果的難題。
依據(jù)本發(fā)明可對(duì)面波檢測(cè)后的效果進(jìn)行比較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)和分析判定，通過(guò) 繪制等效橫波波速等值線(xiàn)，從圖中可以直觀地看出地基處理加固效果，作為后 續(xù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的流程示意圖。其中大方框中為數(shù)據(jù)處理主要過(guò)程。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的船體加工區(qū)與部件裝焊區(qū)地基處理面波檢測(cè)等效橫
波波速等值線(xiàn)圖(0 2m)示意圖。
圖中坐標(biāo)單位為m，表示縱、橫方向延伸長(zhǎng)度。等值線(xiàn)表示等效橫波波速， 單位為m/s。圖中十字叉為柱基礎(chǔ)位置，顏色越深波速越高。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步的說(shuō)明
1、 碎石、塊石等填土地基經(jīng)處理后，采用多道瞬態(tài)面波法進(jìn)行檢測(cè)。
2、 布點(diǎn)原則小測(cè)點(diǎn)間距(測(cè)點(diǎn)間距為1/2 l個(gè)排列長(zhǎng)度)，測(cè)點(diǎn)均勻布
設(shè)，突出重點(diǎn)，合理布線(xiàn)，全場(chǎng)地普測(cè)。
通常在面波測(cè)試時(shí)，按照與靜載試驗(yàn)、動(dòng)探和鉆探相同的方法進(jìn)行少量布 點(diǎn)使用，即在整個(gè)場(chǎng)地中隨機(jī)選取一些點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，給出測(cè)點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果，與其 它手段一樣，局限于點(diǎn)的檢測(cè)。
在進(jìn)行多道瞬態(tài)面波布點(diǎn)時(shí)，以小測(cè)點(diǎn)間距(測(cè)點(diǎn)間距為1/2 l個(gè)排列長(zhǎng) 度)、均勻布點(diǎn)為主原則，突出重點(diǎn)部位(如荷載要求高的柱基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)或 沉降敏感區(qū)域)。
如對(duì)于大型廠房，獨(dú)立柱基礎(chǔ)是整個(gè)廠房的重點(diǎn)，在多道瞬態(tài)面波檢測(cè)時(shí)， 所有測(cè)試點(diǎn)均沿著柱基礎(chǔ)排列方向布設(shè)，測(cè)點(diǎn)在柱基礎(chǔ)上；對(duì)于條形基礎(chǔ)，沿 著柱基礎(chǔ)方向，均勻布設(shè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)位于條形基礎(chǔ)內(nèi)；非基礎(chǔ)部位，均勻布設(shè)
3、 數(shù)據(jù)處理對(duì)頻散曲線(xiàn)反演結(jié)果，進(jìn)行分層計(jì)算等效橫波速，繪制分層 等效橫波波速等值線(xiàn)圖；通過(guò)與靜載試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，得到地基承載力特征 值和變形模量等值線(xiàn)，達(dá)到整體評(píng)價(jià)地基處理效果的目的。
等效橫波波速,以下公式計(jì)f:
, = &H = l>'
其中 '='V' '='
^——等效橫波速度；
v,——/z,厚度土層橫波速度。
在測(cè)試過(guò)程中，由于采用了小間距均勻布點(diǎn)、半排列覆蓋全場(chǎng)地普測(cè)方式，測(cè)試數(shù)據(jù)在整個(gè)場(chǎng)地分布均勻且有一定密度，可以用來(lái)繪制不同深度等效橫波 波速等值線(xiàn)圖等。
本方法改進(jìn)的面波數(shù)據(jù)處理程序
(1) 將面波波速進(jìn)行反演，得到不同深度的橫波速，自上而下按每層2
4m進(jìn)行分層統(tǒng)計(jì)計(jì)算等效橫波速，得到不同點(diǎn)地面以下不同深度范圍內(nèi)的等效
橫波波速，根據(jù)不同測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和同一深度范圍內(nèi)的等效橫波波速，繪制出整個(gè) 場(chǎng)地不同深度地層的等效橫波波速等值線(xiàn)圖，從而對(duì)整個(gè)場(chǎng)地的地基處理加固 效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(2) 將等效橫波速與靜載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)回歸分析計(jì)算得到橫波速
——地基承載力特征值或變形模量關(guān)系，從而得到不同深度地層地基承載力特 征值或變形模量的等值線(xiàn)圖，對(duì)整個(gè)場(chǎng)地地基承載力或變形模量有了直觀的展 示，對(duì)質(zhì)量檢驗(yàn)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)作用。
某工程為大型工業(yè)廠房，占地面積16萬(wàn)m2，根據(jù)地質(zhì)資料可知，陸上淺部 為①,層雜填土，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，在東半段平面，立體分段裝焊區(qū)北部水域的新近填筑的填土由塊石、碎石 等組成，其中直徑大于20cm的塊石含量占50X以上，最大的塊石直徑達(dá)lm以 上，平均厚度在1.0 7.0m左右；下部地層則與海域沉積相同，自上而下可分 為海相沉積土、坡洪積土、殘積土和基巖。海相沉積土有0)2層海底淤泥混砂， 卵石(礫砂)，粉質(zhì)粘土；坡洪積土為含礫粘土，其厚度受原始地形的影響，陸 域和近岸邊較薄或缺失，離岸越遠(yuǎn)，厚度越大，由上到下礫碎石含量逐漸增多， 且粘土狀態(tài)由可塑 硬塑變?yōu)榭伤?軟塑。
在本工程中，采用了不同能級(jí)和工藝的強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理，強(qiáng)夯后采用 多道瞬態(tài)面波法進(jìn)行測(cè)試，沿四條柱基礎(chǔ)排列方向均勻布設(shè)，所有柱基礎(chǔ)上均 有測(cè)點(diǎn)，采用24道半排列覆蓋普測(cè)。對(duì)面波頻散曲線(xiàn)進(jìn)行反演，得到分層橫波 波速。繪制0 2m深度等效橫波波速等值線(xiàn)圖如圖2。
圖2為0 2m等效橫波速等值線(xiàn)圖，從圖中可以直觀地看出地基處理加固 效果，整體波速在180 520m/s之間，東側(cè)波速高于西側(cè)，說(shuō)明東側(cè)加固效果 好于西側(cè)，可以作為質(zhì)量檢驗(yàn)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)。建設(shè)單位和施工單位可依此 圖，對(duì)局部波速較低區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)夯處理，設(shè)計(jì)單位可根據(jù)此圖對(duì)基礎(chǔ)埋深、底 面積等設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用 本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改， 并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此， 本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明 做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石填土地基加固效果的方法，其特征在于包括(1)、多道瞬態(tài)面波測(cè)試應(yīng)用于經(jīng)處理后的碎石、塊石填土地基；多道瞬態(tài)面波測(cè)試方法通過(guò)面波測(cè)試提取頻散曲線(xiàn)，對(duì)頻散曲線(xiàn)反演生成分層橫波波速反映地基處理效果；(2)、小測(cè)點(diǎn)間距、測(cè)點(diǎn)均勻布設(shè)；突出重點(diǎn)，合理布線(xiàn)，全場(chǎng)地普測(cè)；(3)、對(duì)頻散曲線(xiàn)反演結(jié)果，進(jìn)行分層計(jì)算等效橫波速，繪制分層等效橫波速等值線(xiàn)圖；通過(guò)與靜載試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，得到地基承載力特征值和變形模量等值線(xiàn)，整體評(píng)價(jià)地基處理效果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石填土地基處理加固效果的方法，其特征在于在測(cè)試過(guò)程中，采用小間距均勻布點(diǎn)、半排列覆蓋普測(cè) 方式，測(cè)試數(shù)據(jù)在整個(gè)場(chǎng)地分布均勻且有一定密度，可以用來(lái)繪制等值線(xiàn)圖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石填土地基處理加固效 果的方法，其特征在于為滿(mǎn)足全面、真實(shí)反映地基處理效果評(píng)價(jià)的要求，強(qiáng)調(diào) 在小測(cè)點(diǎn)間距、均勻布點(diǎn)的前提下，重點(diǎn)部位加密布點(diǎn)，合理布線(xiàn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石填土地基處理加固效 果的方法，其特征在于所述小測(cè)點(diǎn)間距是指測(cè)點(diǎn)間距為12 24m。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石填土地基處理加固效 果的方法，其特征在于對(duì)于大型工業(yè)廠房，為保證柱基礎(chǔ)下地基處理的安全性，沿柱基礎(chǔ)排列方向布設(shè)測(cè)線(xiàn)，且保證所有柱基下均有測(cè)點(diǎn)，采用全覆蓋普測(cè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石填土地基處理加固效果的方法，其特征在于包括將面波波速進(jìn)行反演，得到不同深度的橫波速，自上而下分成若干層，按每 層2 4m進(jìn)行分層統(tǒng)計(jì)計(jì)算等效橫波速，得到不同點(diǎn)地面以下不同厚度地層的等 效橫波速，將不同測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和同一深度地層的等效橫波速匯總后，繪制出整個(gè)場(chǎng) 地不同深度等效橫波速等值線(xiàn)圖，從而對(duì)整個(gè)場(chǎng)地的地基處理效果有了整體把 握。
7、 權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石填土地基處理加固效果的 方法的應(yīng)用，其特征在于將等效橫波速與靜載試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)回歸分析計(jì)算 得到橫波速——地基承載力特征值或變形模量關(guān)系，從而得到不同深度地基承載 力特征值或變形模量等值線(xiàn)圖，對(duì)整個(gè)場(chǎng)地地基承載力或變形模量有了直觀的展 示，將其用于質(zhì)量檢驗(yàn)和指導(dǎo)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)碎石、塊石等填土地基處理加固效果的方法，其內(nèi)容包括(1)測(cè)試手段多道瞬態(tài)面波；(2)布點(diǎn)原則小測(cè)點(diǎn)間距、均勻布置測(cè)點(diǎn)、大面積普測(cè)。同時(shí)，在布置測(cè)點(diǎn)測(cè)線(xiàn)時(shí)，可突出重點(diǎn)部位和區(qū)域，可采用半排列覆蓋。(3)數(shù)據(jù)處理方法通過(guò)反演分層橫波波速，繪制整個(gè)場(chǎng)地不同深度范圍內(nèi)等效橫波波速等值線(xiàn)，計(jì)算分層地基承載力特征值、變形模量并繪制相應(yīng)等值線(xiàn)，達(dá)到整體、全面評(píng)價(jià)其它檢測(cè)方法難以評(píng)價(jià)的碎石、塊石等填土地基加固效果的目的，為質(zhì)量檢驗(yàn)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
文檔編號(hào)E02D33/00GK101597910SQ20081004222
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者何立軍, 軍 唐, 楊聯(lián)萍, 梁志榮, 梁永輝, 水偉厚 申請(qǐng)人:上海申元巖土工程有限公司;上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司