一种大粒径碎石地基夯实效果与承载力的无损检测方法技术

本发明专利技术提供一种大粒径碎石地基夯实效果与承载力的无损检测方法，属于承载力检测技术领域。该方法利用埋设土压力盒方法测量夯实过程中，回填土内土压力变化情况，利用高密度电阻率成像系统探测夯实前后地层中电阻率的分布情况，得出不同深度下地层的电阻率，利用电阻率的分布情况可以间接判断出重锤夯击影响到的范围和未影响到的范围，重锤夯击影响到的地层电阻率与基准电阻率值比较，得出不同深度地层电阻率的级差，通过对地层电阻率的计算分析，得到电阻率与孔隙率的关系，再通过孔隙比与承载力的关系，间接得到电阻率与承载力的关系，建立起电阻率‑密实度‑承载力三者之间的函数关系，最终得出大粒径碎石地基强夯的承载力。

【技术实现步骤摘要】
一种大粒径碎石地基夯实效果与承载力的无损检测方法
本专利技术涉及承载力检测
，特别是指一种大粒径碎石地基夯实效果与承载力的无损检测方法。
技术介绍
滨海工程中为了加快施工进度和取材经济方便，施工过程中常直接以开山爆破碎石作为碎石地基垫层。但是爆破后的岩石多为大粒径散体碎石，级配差、疏松、透水性强，有别于传统的砂土或软粘土回填材料，可定义为典型的大粒径散体物质体系。目前，利用大粒径散体碎石回填基础在国内外滨海工程中越来越多，是岩土工程界一个亟待研究的新的工程背景。将爆破后的开山石夯击压实直接作为地基垫层这一工艺面临的关键问题是如何有效评价碎石地基夯击影响深度及地基承载力。针对散体物质体系，目前工程上常利用强夯法进行加固处理，并利用动力触探(超重型)和平板载荷试验确定其夯实效果和承载力。平板荷载试验是在一定尺寸的刚性承压板上分级施加荷载，观测各级荷载作用下天然地基土随压力和变形的原位试验，适用于地表浅层地基，特别适用于各种填土、含碎石的土类。动力触探即圆锥动力触探试验，它利用一定的锤击能量，将一定规格的探头打入土中，按贯入的难易程度来评价土的力学性质，重型动力触探适用于砂土和砾卵石，超重型动力触探适用于砾卵石。将爆破后的开山石夯击压实直接作为地基垫层这一工艺面临的关键问题是如何有效评价碎石地基夯击影响深度及地基承载力，爆破碎石粒径和级配远大于现行路基施工技术规范的范围，现行规范没有明确其压实质量控制标准，对如何有效检测与评价其强夯加固效果缺乏行之有效的检测方法。(1)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中对地基岩土的分类方法中规定将大于2mm的颗粒含量超过全重50％的土定义为碎石土，而爆破后的碎石粒径分布远远大于规范中的定义范围。(2)针对大粒径碎石回填强夯后密实度和承载能力的评定亦是缺乏标准，《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)中对于碎石土地基承载力主要采用动力触探(超重型)和平板载荷试验对碎石土进行评价。动力触探受限于触探设备尺寸，探头直径小于爆破碎石尺寸；平板荷载试验的影响深度范围不超过两倍承压板宽度(或直径)，故只能了解地表浅层地基土的特性；承压板的尺寸比实际基础小，在刚性板边缘产生塑性区的开展，更易造成地基的破坏，使预估的承载力偏低，此外平板载荷试验平板面积小于爆破碎石粒径，难以获得有效承载力。因此，传统的地基基础理论及标准在大粒径散体碎石基础承载力分析计算方面有所欠缺，利用它无法得到有效的结果，亟需探索一种新的方法有效的解决这一问题，弥补该检测技术空白，为大粒径散体碎石地基承载力检测方法奠定基础。强夯加固处理是普遍采用的一种地基施工方法，然而，在实际工程中由于大粒径碎石块度分布不均、级配差、工程性质复杂，即使在夯击情况下也不能完全填充大粒径碎石空隙，夯击后往往形成骨架—空隙型结构，现行规范没有明确其压实质量控制标准，对如何有效检测与评价其强夯加固效果缺乏行之有效的检测方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种大粒径碎石地基夯实效果与承载力的无损检测方法。该方法首先利用埋设土压力盒方法测量夯实过程中，回填土内土压力变化情况，进而据此分析夯击影响深度，获得结果与计算所得值进行比较分析，建立相应影响深度判据，利用高密度电阻率成像系统探测夯实前后地层中电阻率的分布情况，得出不同深度下地层的电阻率，利用电阻率的分布情况可以间接判断出重锤夯击影响到的范围和未影响到的范围，以重锤夯击未影响到的地层电阻率为基准电阻率值，重锤夯击影响到的地层电阻率与之比较，得出不同深度地层电阻率的级差，通过对地层电阻率的计算分析，得到电阻率与孔隙率的关系，再通过孔隙比与承载力的关系，间接得到电阻率与承载力的关系，建立起电阻率-密实度-承载力三者之间的函数关系，最终得出大粒径碎石地基强夯的承载力。具体包括步骤如下：(1)利用埋设土压力盒方法，测量夯实过程中，回填土内土压力变化情况，得到有效加固深度，将测量得到的有效加固深度与经梅娜法计算得到的有效加固深度进行比较分析，为基于高密度电阻率法评价强夯加固深度提供参照；(2)利用高密度电阻率成像系统探测夯实前后地层中电阻率的分布情况，得出不同深度下地层的电阻率，得到探测剖面电阻率分布云图及电阻率—深度关系图；(3)利用步骤(2)中得到的电阻率的分布情况间接判断出重锤夯击影响到的范围和未影响到的范围；(4)重锤夯击影响到的地层电阻率与基准电阻率值比较，得出不同深度地层电阻率的级差；(5)通过利用Archie电阻率法对地层电阻率的计算分析，得到电阻率与孔隙率的关系，再通过孔隙比与承载力的关系，间接得到电阻率与承载力的关系，建立起电阻率-密实度-承载力三者之间的函数关系，最终得出大粒径碎石地基强夯的承载力。其中，步骤(3)具体为：根据探测剖面电阻率分布云图及电阻率—深度关系图进行判别，碎石土的密实度与电阻率的关系为碎石土密实度越高孔隙度越低电阻率越低，相反情况下密实度越低孔隙度越大电阻率越高，密实度表征了夯击影响范围，根据夯击前后电阻率变化反应密实度变化，从而获得影响范围。步骤(4)中以重锤夯击未影响到的地层电阻率为基准电阻率值。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，不同于传统的砂土或软粘土回填材料，大粒径散体碎石级配差、疏松、透水性强，是典型的大粒径散体物质体系，又不同于一般碎石土地基，开山爆破的碎石缺乏可筛选性，在粒径和级配上远远超出了相关规范的分类范围；常用的平板载荷试验、触探试验、十字板剪切试验不再适用：平板荷载试验的影响深度范围有限不超过两倍承压板宽度(或直径)，只能了解地表浅层地基土的特性，触探试验的设备甚至比大粒径碎石还小，十字板剪切试验多用于土体，在大粒径碎石土承载能力检测上难有作为；本技术成果基于高密度电法，具有成本低、效率高、信息丰富等特点，测量过程中，电极布设一次完成，高密度电法充分发挥了物探技术在精准勘查中的优势，在技术开发中，攻克了电阻率-密实度-承载力三者之间的理论定量关系，在大粒径碎石土地基检测中充分发挥了高密度电法无损探测技术优势，填补了我国在大粒径碎石土地基这一工程领域的检测技术空白。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为本专利技术实施例中夯击测试点及土压力盒埋设位置图；图3为本专利技术实施例中土压力盒线缆布置与保护示意图；图4为本专利技术实施例中试验测点电阻率探测反演结果图，其中，(a)为强夯前，(b)为强夯后；图5为本专利技术实施例中不同夯击次数垂直方向位移云图；图6为本专利技术实施例中单夯点夯击前后电阻率变化图；图7为本专利技术实施例中不同埋深沉降量与夯击次数关系曲线图；图8为本专利技术碎石地基电阻率变化与密实度变化关系曲线图；图9为本专利技术实施例中承载力、密实度与电阻率与埋深关系图；图10为本专利技术实施例中测线承载力随深度变化汇总图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大粒径碎石地基夯实效果与承载力的无损检测方法，其特征在于：包括步骤如下：/n(1)利用埋设土压力盒方法，测量夯实过程中，回填土内土压力变化情况，得到有效加固深度，将测量得到的有效加固深度与经梅娜法计算得到的有效加固深度进行比较分析，为基于高密度电阻率法评价强夯加固深度提供参照；/n(2)利用高密度电阻率成像系统探测夯实前后地层中电阻率的分布情况，得出不同深度下地层的电阻率，得到探测剖面电阻率分布云图及电阻率—深度关系图；/n(3)利用步骤(2)中得到的电阻率的分布情况间接判断出重锤夯击影响到的范围和未影响到的范围；/n(4)将重锤夯击影响到的地层电阻率与基准电阻率值比较，得出不同深度地层电阻率的级差；/n(5)通过利用Archie电阻率法对地层电阻率的计算分析，得到电阻率与孔隙率的关系，再通过孔隙率与承载力的关系，间接得到电阻率与承载力的关系，建立电阻率-密实度-承载力三者之间的函数关系，最终得出大粒径碎石地基强夯的承载力。/n

【技术特征摘要】
1.一种大粒径碎石地基夯实效果与承载力的无损检测方法，其特征在于：包括步骤如下：
(1)利用埋设土压力盒方法，测量夯实过程中，回填土内土压力变化情况，得到有效加固深度，将测量得到的有效加固深度与经梅娜法计算得到的有效加固深度进行比较分析，为基于高密度电阻率法评价强夯加固深度提供参照；
(2)利用高密度电阻率成像系统探测夯实前后地层中电阻率的分布情况，得出不同深度下地层的电阻率，得到探测剖面电阻率分布云图及电阻率—深度关系图；
(3)利用步骤(2)中得到的电阻率的分布情况间接判断出重锤夯击影响到的范围和未影响到的范围；
(4)将重锤夯击影响到的地层电阻率与基准电阻率值比较，得出不同深度地层电阻率的级差；
(5)通过利用Archie电阻率法对地层电阻率的计算分析，得到电阻率...

【专利技术属性】
技术研发人员：向鹏，张磊，张月征，纪洪广，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11