初朋文张殿成张芳（山东省物化探勘查院，山东济南250013）
【摘要】本文概述了强夯处理湿陷性黄土地基的检测方法，通过标准贯入试验、室内土工试验、瑞雷波试验对强夯处理效果进行综合检测，得出有效加固深度、湿陷性处理效果等结论，确定快速无损检测的方法，为工程大面积设计、施工、检测提供参考。
【关键词】湿陷性黄土；强夯处理；瑞雷波试验
引言
湿陷性黄土强夯地基检测方法有多种，通常的方法有钻探、坑探、原位测试（如动力触探试验、标准贯入试验等）、室内土工试验等，但实际操作过程中会受到某些不确定因素的影响，导致检测结果易出现偏差。引用原位无损检测手段就显得十分必要了，瑞雷波具备原位无损检测的特征。瑞雷波法评价加固效果，是通过实测地基加固前后的波速差异，得到处理后的地基较处理前土体的物理力学性质的改善程度，同时可方便地对处理后场地在水平方向的均匀性做出评价，以及确定加固所影响的深度和范围。其高效益、低成本和灵活性得到了发挥。
1工程概况
某高速公路建设项目20km位于湿陷性黄土分布区，据设计要求，对黄土路基采用强夯进行加固处理，消除黄土湿陷性，提高地基承载力和稳定性，同时根据检测结果为强夯施工确定各项技术参数。
在建设项目区附近选择具有代表性30m×25m的强夯试验区，夯锤为园形，有四个排气孔，脱钩方式为定高度自动脱钩，锤重170KN，底面积：4.40m2，落距13.20m。
2地层结构特征
①层黄土(Q3)：褐黄色，褐色，硬塑，湿—很湿，见针状物根孔及针状物孔隙，有白色网膜，局部含姜石2-5%，δs=0.013---0.045，具有湿陷性，厚度4.70-,5.50m。
②层亚粘土(Q3)：红棕色，硬塑，湿，含铁锰结核，见孔隙及白色钙质网膜，含有小姜石。揭露厚度2.25-4.05m，不具有湿陷性。
3强夯处理施工工艺
强夯处理工艺采用二遍强夯、一遍满夯，强夯单击夯击能2250kN•m，满夯单击夯击能800kN•m。强夯夯点间距4m，布点方式梅花形，排与排之间错移2.50m，间隔跳打，最后两击平均单击沉降量≤5cm。满夯布点方式梅花形，夯点搭接0.25d（d为重锤直径），点夯单击点2—3击。夯点平均沉降量160.2cm，场地平均沉降量,87.1cm。强夯处理地面无隆起现象。
4强夯效果检测
4.1标准贯入试验
钻孔内进行标准贯入试验，进行夯前、夯后对比，不同深度的击数见表1。通过表1可以看出，夯后标贯击数增大，7m左右曲线基本重合，因此根据标贯试验判断有效加固深度约7m。
夯前、夯后标贯击数统计表及增幅百分率表1
4.2地层土工试验指标
经强夯后黄土骨架结构基本破坏，孔隙减少，湿陷性消失，由黄土转化为一般粘性土(亚粘土)，开挖后地层呈层状(夯击导致)。夯后物理性质指标表现为干密度(ρd)增大，天然孔隙比(eo)减小，湿陷系数δs变小。按lm间隔对地层土的ρd、eo及δs夯前、夯后统计分析，统计结果按夯前钻孔统计，夯后钻孔统计，探坑单独统计。夯后ρd大于夯前ρd，增加5.5—13.2%，在强夯影响范围内，干密度提高效果明显，达到1.6g/cm3，湿陷性消除。夯后eo小于夯前eo，孔隙比(eo)降低，降幅为1.60—11.48%，在强夯影响范围内，孔隙比(eo)显著降低，达到一般粘性土eo指标范围，效果较明显。湿陷系数δs夯后远小于夯前δs，夯后δs=0.001—0.011，湿陷性消失，达到消除湿陷性的目的。
4.3瑞雷波测试
瑞雷波沿地面表层传播，同一波长的瑞雷波的传播特性反映了地层水平方向的变化情况，不同波长的瑞雷波的传播特性反映出不同深度地层的变化情况。利用面波频谱分析法测瑞雷波波速。具体方法是由震源产生一定带宽的脉冲，通过测线上不同震源距的两个检波器，把信号接收到采集设备中，然后采用相干函数和功率谱、相信展开谱，从而得到不同频率的瑞雷波速度，获得频散曲线，利用计算机处理数据计算得出瑞雷波速度—深度曲线(VR—h曲线)。
瑞雷波波速夯前与夯后相比较，波速有不同程度提高，特别是表层范围内提高明显，不同深度处波速对比见表2。
瑞雷波波速夯前与夯后对比表表2
经强夯后在0—5.00m范围内波速值145.0—173.4m/s，增幅度大，处理效果明显，夯后从整个场地波速值分析，波速值不低于150m/s时湿陷性消除。
采用标贯试验击数与瑞雷波波速两者建立相关关系，经过计算，夯前与夯后相关关系式如下：
夯前：Y=9.5×10-3X1.2878相关系数0.8506
夯后：Y=10-9X4.5405相关系数0.8071
式中：Y—标贯击数(击)
X—波速值(m/s)
4.3强夯加固影响深度
强夯加固影响深度利用理论计算与试验确定相对比，更切合实际确定影响深度，理论计算引用H=α0.1wh(α取0.5)，试验方法利用H—ρd曲线、H—eo曲线、H—δs曲线及VR—H曲线，综合评价强夯加固影响深度为5.5m，达到湿陷性黄土层的层底深度。
5结语
通过本次对黄土强夯试验区的检测研究。得到以下结论：
（1）单击夯能为2250KNm的情况下加固深度为5.50m，强夯处理后黄土湿陷性消除。
（2）对强夯处理后的路基利用瑞雷波检测，具体参数为偏移距1m，道间距2m，激发点间距2m，采样间距0.5m。测得瑞雷波速值不小于150m/s时，强夯处理效果满足工程要求。
（3）布置适量钻孔进行标贯试验测试，标贯间距1m，实测标贯击数与瑞雷波波速计算的标贯击数对比，相互吻合属于强夯处理效果明显。通过工程实际验证，检测结论正确，检测工期缩短。
参考文献：
[1]GB50021—2001(2009)版．岩土工程勘察规范[S]．北京:中国建筑工业出版社，2009．
[2]工程地质手册编写委员会.工程地质手册(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.
[3]杨成林，等.瑞雷波勘探.北京:地质出版社,1993.