■賈聿頡

(華北水利水電大學(xué) 河南鄭州 450045)

編程在地基強(qiáng)夯加固效果檢測(cè)中的應(yīng)用

■賈聿頡

(華北水利水電大學(xué) 河南鄭州 450045)

基加固處理效果檢測(cè)是地基加固工作的重要環(huán)節(jié)。常用的檢測(cè)方法如動(dòng)力觸探試驗(yàn)，靜荷載試驗(yàn)、瑞利面波等，雖然檢測(cè)結(jié)果較準(zhǔn)確，但是檢測(cè)過程繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)。本文以某場(chǎng)地軟弱地基加固為例，探討了在強(qiáng)夯地基加固效果檢測(cè)中編程的應(yīng)用。結(jié)果表明：所編程序能成功搭載于手機(jī)系統(tǒng)上，所得結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步縮短現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)周期的目標(biāo)。[關(guān)鍵詞]地基加固效果檢測(cè)地基承載力程序開發(fā)

0 引言

在工程建設(shè)中遇到軟弱地基時(shí)，要進(jìn)行加固處理，地基加固后要進(jìn)行加固效果檢測(cè)，常采用的方法有現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、土工測(cè)試、面波檢測(cè)技術(shù)等。采用合適的檢測(cè)方法對(duì)提高地基工程建設(shè)的質(zhì)量、縮短工程的質(zhì)量檢測(cè)周期有著重要意義。程序開發(fā)一直是科學(xué)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的動(dòng)力在工程建設(shè)中。Abaqus[1]、Ansys[1]、Flac3D[1]、Midas[1]等軟件對(duì)工程建設(shè)的整個(gè)過程發(fā)揮著巨大的作用，不同的程序發(fā)揮著不同的作用，但它們其有個(gè)共同之處，就是能大大的縮短工作的周期，并且具有較高的準(zhǔn)確性。隨著科技的發(fā)展，有促進(jìn)了這些程序的不斷改良和改進(jìn)，同時(shí)程序的二次開發(fā)和運(yùn)用也越來越多，并且涉及到了越來越多的工程領(lǐng)域。

本文結(jié)合某工程項(xiàng)目的軟基處理工程，基于強(qiáng)夯地基加固效果的檢測(cè)，研究編程實(shí)現(xiàn)提高地基檢測(cè)效率、縮短檢測(cè)時(shí)間的功能。

1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

該工程場(chǎng)區(qū)淤泥層較厚，由于現(xiàn)場(chǎng)石料豐富，回填土多以碎石為主，在此情況下，采用一般方法處理比較困難，花費(fèi)也會(huì)比較高。由于強(qiáng)夯法適用于處理回填土，而且經(jīng)濟(jì)、快速，因此本工程采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固處理。用瑞利面波檢測(cè)技術(shù)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)已靜荷載試驗(yàn)對(duì)加固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)8000試驗(yàn)區(qū)1個(gè)；12000試驗(yàn)區(qū)1個(gè)。8000能級(jí)強(qiáng)夯試驗(yàn)施工時(shí)，點(diǎn)夯施工機(jī)械采用40噸履帶吊機(jī)，群夯施工機(jī)械釆用40噸履帶吊機(jī)。12000能級(jí)強(qiáng)夯試驗(yàn)施工時(shí)，點(diǎn)夯施工機(jī)械采用60噸超級(jí)吊機(jī)，群夯施工機(jī)械釆用40噸履帶吊機(jī)。布置一系列檢測(cè)設(shè)備和儀器。兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)共布置6個(gè)檢測(cè)點(diǎn)：R1、R2、R3、 R4、R5、R6，在相應(yīng)的位置布置試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)按照試驗(yàn)布置進(jìn)行強(qiáng)夯加固處理，及時(shí)匯集整理資料。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

地基強(qiáng)夯前、后分別進(jìn)行了瑞利波檢測(cè)試驗(yàn)、動(dòng)探試驗(yàn)、靜荷載試驗(yàn)，測(cè)得承載力特征值與地基深度的關(guān)系。

整理分析數(shù)據(jù)，強(qiáng)夯前兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)地基土承載力很低，密實(shí)度較低，變形模量也較小，在4m深度范圍內(nèi)承載力特征值小于140kPa，在8m深度范圍內(nèi)承載力特征值小于170kPa；總體來看，兩區(qū)土質(zhì)均不能滿足工程對(duì)地基承載力的要求。

經(jīng)過強(qiáng)夯加固后，在4m深度內(nèi)承載力特征值最小為390kPa，在8m深度內(nèi)承載力特征值最小為485kPa。結(jié)合統(tǒng)計(jì)資料對(duì)比強(qiáng)夯前后的試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)每個(gè)區(qū)地基承載力特征值均有較大提升，增加了約3～4倍，8000試驗(yàn)區(qū)加固深度達(dá)8m，12000試驗(yàn)區(qū)加固深度達(dá)12m，密實(shí)度和變形模量都有了較大的提升，土體強(qiáng)度增大，強(qiáng)夯效果較好，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

3 動(dòng)力觸探擊數(shù)和瑞利波速之間關(guān)系

瑞利面波測(cè)試中，經(jīng)分析比較數(shù)據(jù)，以承載力特征值為中間過渡，波速與動(dòng)力觸探擊數(shù)均與承載力存在著對(duì)應(yīng)聯(lián)系，圖1為瑞利波試驗(yàn)波速與承載力關(guān)系曲線，圖2為動(dòng)探試驗(yàn)擊數(shù)與承載力關(guān)系曲線。從圖中可以看出，瑞利波試驗(yàn)波速與承載力、動(dòng)探試驗(yàn)擊數(shù)與承載力均呈現(xiàn)一元線性關(guān)系。

圖2 動(dòng)探試驗(yàn)擊數(shù)與地基承載力關(guān)系Fig.2 Relationship between dynamic penetration test number and subgrade capacity

對(duì)瑞利面波夯后試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行一元線性擬合，得Vr~fak之間關(guān)系式：

相關(guān)系數(shù)R2=0.9908，擬合效果較好。其中（250＜Vr＜300）；為擬合系數(shù)，α1=3.7849N·S/m3。

對(duì)動(dòng)探試驗(yàn)夯后結(jié)果進(jìn)行一元線性擬合，得N63.5~fak之間關(guān)系式：

相關(guān)系數(shù)R2=0.9969，擬合效果較好。其中（10＜N63.5＜22）；α2為擬合系數(shù)，α2=25.125N·S/m3。

其中（250＜Vr＜300）（10＜N63.5＜22）；α3為擬合系數(shù)，α3=6.638N·S/ m3。

分別將公式（1）、（2）、（3）的擬合結(jié)果與實(shí)測(cè)承載力特征值進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)擬合公式的可靠性，對(duì)比結(jié)果如圖3、圖4、圖5所示。

由擬合結(jié)果與實(shí)測(cè)值的對(duì)比可以看出，在 （250＜Vr＜300）（10＜ N63.5＜22）范圍內(nèi)，動(dòng)探試驗(yàn)擬合結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合；瑞利面波試驗(yàn)擬合結(jié)果與實(shí)際值基本吻合；利用公式3推斷動(dòng)力觸探擊數(shù)的得到的地基承載力特征值與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值基本吻合，證明了擬合結(jié)果的可靠性。

圖3 動(dòng)探試驗(yàn)與公式（2）的對(duì)比Fig.3 Comparison between dynamic penetration test and formula(2)

圖4 面波試驗(yàn)與公式（1）的對(duì)比Fig.4 Comparison between Surface wave test and formula(1)

圖5 公式（3）得到的擬合值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比Fig.5 Comparison between fitted values and actual values

4 程序開發(fā)

綜上，在（250＜Vr＜300）（10＜N63.5＜22）范圍內(nèi)，公式（3）較準(zhǔn)確。在此范圍內(nèi)可以將公式（3）作為利用瑞利波波速推斷動(dòng)力觸探擊數(shù)的參照依據(jù)與其他方法相比，瑞利波有著速度快、成本低的優(yōu)勢(shì)，因此考慮用面波代替?zhèn)鹘y(tǒng)試驗(yàn)手段。在此基礎(chǔ)上，通過編程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的信息化，進(jìn)一步縮短檢測(cè)時(shí)間、提高質(zhì)量檢測(cè)的效率。

在java的基礎(chǔ)上編譯出上述過程的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用程序，開發(fā)出了可搭載于安卓手機(jī)系統(tǒng)的可視化應(yīng)用程序，界面如圖6所示。通過輸入相應(yīng)的瑞利波速，直接得到對(duì)應(yīng)的動(dòng)力觸探擊數(shù)和地基相應(yīng)深度的承載力特征值。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)取得的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)，該應(yīng)用程序能高效快速的運(yùn)用于施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過程中，能節(jié)省大量時(shí)間。

圖6 程序示意圖Fig.6 Procedure diagram

5 結(jié)論

軟弱地基經(jīng)強(qiáng)夯后承載力有了明顯的提升，通過強(qiáng)夯前、后瑞利面波試驗(yàn)結(jié)果的分析，證明加固效果較好。

本文通過承載力特征值的過渡，建立了強(qiáng)夯加固后動(dòng)力觸探擊數(shù)和瑞利波波速之間的關(guān)系，并檢驗(yàn)了其可靠性，即根據(jù)擬合分析結(jié)果，在和范圍內(nèi)，可以把瑞利波波速作為推斷動(dòng)力觸探擊數(shù)的依據(jù)。

開發(fā)出了可搭載于手機(jī)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)程序，經(jīng)檢驗(yàn)，能切實(shí)快捷的運(yùn)用于該施工現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)過程中，節(jié)省大量時(shí)間，降低人工成本，提高工作效率。

[1]費(fèi)康,張建偉.ABAQUS在巖土工程中應(yīng)用.北京：中國(guó)水利水電出版社,2013.

[2]孫幫承,李明高.ANSYS FLUENT 14.0仿真分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2013.

[3]彭文斌.FLAC3D實(shí)用教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

[4]王海濤.MIDAS/GTS巖土工程數(shù)值分析與設(shè)計(jì)--快速入門與使用技巧.大連：大連理工大學(xué)出版社,2013.

The Application of Programming in the Detection of the effect of Strengthening the Foundation Reinforcement

Jia Yu-jie
(North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power,Zhengzhou 450045,China)

The test of foundation reinforcement effect plays an important part in foundation reinforcement.The traditional detection methods,for example,dynamic penetration test,dead-load test，Rayleigh surface，whose results are accurate,but it needs more time and tedious steps.Based on a field soft ground reinforcement,the paper discusses the application of programming in the detection of the effect of strengthening the foundation reinforcement.The results show that the program can be successfully equipped on the mobile phone system,the results are in agreement with the experimental data,Can achieve the goal of further reducing the field detection cycle.

the test of foundation reinforcement effect;the bearing capacity of foundation;program development

O319.56[文獻(xiàn)碼]A

1000-405X（2015）-11-265-2

賈聿頡 (1991～)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)閹r土工程等。