5　加固效果分析

為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)地基加固效果，在試驗(yàn)區(qū)完工后14d進(jìn)行了靜力觸探試驗(yàn)和載荷板試驗(yàn)，并取土進(jìn)行加固前后土體含水率的對(duì)比試驗(yàn)。

5.1　加固前后含水率對(duì)比試驗(yàn)

在試驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)選取3個(gè)點(diǎn)（G1、G2、G3）取不同埋深處的土體進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)比分析加固前后土體含水率。其中，取土深度分別為0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m、6.5m、7.5m、8.5m、9.5m。對(duì)比分析10處不同埋深下的土體加固前后含水率變化，其中G2點(diǎn)處加固前后含水率對(duì)比曲線如圖8所示。從圖8可看出：在0～5m深度內(nèi)，加固前后含水率變化明顯，加固后的土體內(nèi)含水率有很大程度的降低，如3.5m處的含水率加固前為36.8%，加固后土體內(nèi)含水率減小至24.5%。這是由于真空降水和強(qiáng)夯擊密的作用，排出了土體內(nèi)的孔隙水，使得土體含水率降低，土體密實(shí)且強(qiáng)度增加。隨著深度的增大，在7.5～8m處，加固前后的含水率變化減小，甚至無變化。

5.2　靜力觸探試驗(yàn)

試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)布置3組靜力觸探試驗(yàn)，為便于各階段加固前后對(duì)比分析，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)在加固前和每一遍強(qiáng)夯后均進(jìn)行了靜力觸探試驗(yàn)。本文選取JT3進(jìn)行地基加固分析，得到第1遍擊密、第2遍擊密、滿夯處理后14d的Ps值對(duì)比曲線，如圖9所示。

由各階段夯擊后的靜力觸探Ps對(duì)比曲線可以得出以下規(guī)律：

（1）試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明經(jīng)過各階段真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯擊密處理后，試驗(yàn)區(qū)土層的Ps值都有大幅度的提高。第1遍強(qiáng)夯擊密處理后的Ps值相較于未處理之前的Ps值提高幅度最大，尤其在4m深度范圍內(nèi)提高了2.1～3倍，即本試驗(yàn)中真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯擊密可形成約4m的較為良好的硬殼層。

（2）6m深度范圍內(nèi)，每遍處理后土體強(qiáng)度都有比較明顯的增長(zhǎng)。6～8m深度內(nèi)，地基處理后的Ps值是地基處理前的1.6倍。說明此次真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯試驗(yàn)的有效加固深度可達(dá)8m。

強(qiáng)夯加固深度常由修正的Menard公式計(jì)算[10]：

式中　H——加固深度，m；

M——夯錘重，t；

h——夯錘提升高度，m。

試驗(yàn)過程中有效加固深度的確認(rèn)，通過加固前后的Ps值對(duì)比確定。為降低現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件的干擾，較為直觀的判定加固深度，本次試驗(yàn)取前后Ps比值均大于等于1.2的區(qū)域?yàn)榧庸虆^(qū)，以確定有效加固深度。

第1遍夯擊能為1500kN·m，靜力觸探結(jié)果可判定有效加固深度約5.8m，由上述公式計(jì)算修正系數(shù)α約取0.488。第2、第3遍夯擊能分別為1800kN·m和2200kN·m，相應(yīng)的處理深度為6.5～7m和7.2～7.5m，計(jì)算所得修正系數(shù)α為0.501～0.518。修正系數(shù)與土的含水率和地下水位有關(guān)，在當(dāng)前水位降深和施工參數(shù)下，此土層強(qiáng)夯加固深度的Menard修正系數(shù)可取0.49～0.52。

5.3　載荷板試驗(yàn)

為進(jìn)一步檢驗(yàn)加固后該路基的承載力情況，進(jìn)行載荷板試驗(yàn)。試驗(yàn)采用面積為1m2（1m×1m）的正方形厚鋼板，加荷最大值為300kPa，加載級(jí)差為30kPa，逐級(jí)等量加載，得到載荷板試驗(yàn)的P-S曲線如圖10所示。

根據(jù)平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)[11]，并結(jié)合檢測(cè)結(jié)果P-S曲線圖，加載至最大荷載300kPa，地基并未出現(xiàn)破壞，其承載力特征值不低于150kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。因此，粉土地基經(jīng)真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯法處理后，可得到有效加固，形成硬殼層，并且有利于消除工后沉降和不均勻沉降。

5.4　沉降分析

在試驗(yàn)場(chǎng)地中線斷面處埋設(shè)3塊沉降板（ET1、ET2、ET3），分別埋設(shè)于路基的左右兩側(cè)及中心線處，用以監(jiān)測(cè)分析路基填土過程中及堆載后，聯(lián)合加固處理后的地基沉降。本次沉降的監(jiān)測(cè)開始于2014年7月31日，并分別于7月31日、9月1日、11月9日、12月18日進(jìn)行填土，最終填土高度為3.0m。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)沉降觀測(cè)值進(jìn)行整理分析，并以河海大學(xué)SEP98沉降預(yù)測(cè)程序?yàn)楣ぞ撸瑢?duì)路堤荷載下真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯處理路段沉降速率和工后沉降特性進(jìn)行了研究，如圖11所示。

沉降觀測(cè)點(diǎn)ET1、ET2、ET3的累計(jì)沉降量分別為207mm、244mm、206mm。3個(gè)測(cè)點(diǎn)的沉降量最大差值為37mm，不均勻沉降較小，說明真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯法對(duì)于消除軟土地基的不均勻沉降效果顯著。12月18日填土完成，填筑期間，最大沉降速率為4.6mm/d，在近8個(gè)月的預(yù)壓期，3個(gè)測(cè)點(diǎn)的沉降速率為2～3mm/月，沉降趨于穩(wěn)定。通過沉降預(yù)測(cè)通車15年內(nèi)，路基沉降量預(yù)計(jì)為86mm，滿足規(guī)范要求，表明該法適用于上覆深厚粉土層深埋軟土的這一特殊地質(zhì)條件下的地基處理。