一种免取样快速评估软土水泥加固地基效果的方法与流程

本发明涉及岩土工程领域，尤其涉及软土水泥加固地基的领域。

背景技术：

1、在岩土工程中，软土分布广布，沿海地区存在大量软土地层。在我国沿海地区往往经济发达，基础设置建设密集，如城市道路、高速公路、地铁、地下车库及商城等等。然而，软土属于岩土工程中不良土层，往往含水率高、强度低、渗透性差、工后变形大。在软土地基上建设建构筑物往往需要进行地基处理，其中水泥加固是最常用的地基加固方法之一，如基坑坑底加固、高速公路路基加固等工程。水泥加固通过机械向软土中拌合加入水泥，置换部分土体。水泥与软土中的水发生反应，降低土中含水量，增强了土的强度，形成水泥土，实现地基加固。

2、水泥地基加固为地下隐性工程，若不开展科学、合理的加固效果评估，容易造成工程事故。现有加固效果评估方法只有钻孔取样的方法。该方法采用钻孔设备在加固地区钻孔，将加固后的水泥土取芯到实验室开展强度测试，以评估加固后土体是否达到强度要求。然而，现场加固区土体进行取样、室内试验等步骤，时间和经济成本高；且取样时，容易对试样扰动，导致试验结果离散性较大。因此，存在地基加固效果评估困难的问题，继续研发一种免取样快速评估水泥加固地基的方法。专利cn112686779a对地基土工程地质进行分区需重复进行大量的钻孔以获取勘察数据，且需逐个分析控制性钻孔工程指标，工序繁杂、工作量大、经济成本高、需耗费大量的时间与人力。因此，针对上述传统方法的缺陷，亟需研发一种能实现工期、质量、经济、安全、环保等多方面的全面进步的方法。

技术实现思路

1、本发明旨在，提出一种免取样快速评估软土水泥加固地基效果的方法，能在施工中快速、实时评估土体加固效果。为岩土工程领域中，软土地区加固效果评价、后续施工提供一定的技术指导。

2、本发明提供一种免取样快速评估软土水泥加固效果的方法，包括以下步骤：

3、步骤1：采用定位系统对加固区进行定位，以确定加固区位置，所述加固区位置的精度要求为1cm以内；选定测点；

4、步骤2：对测点进行静力触探测试，获得静力触探测试的锥尖阻力qc；

5、步骤3：将锥尖阻力转换为无侧限抗剪强度和有围压抗剪强度；计算加固区土体的无侧限抗剪强度(fc)，公式为fc＝αqc+β，α和β均为换算系数；计算加固区土体的有围压抗剪强度(qc)，公式为qc＝γfc，γ为换算系数；

6、步骤4：利用建筑信息模型(bim)根据地勘报告对加固区土层建模，形成加固区场地三维展示图；将无侧限抗剪强度和有围压抗剪强度的计算结果应用于建筑信息模型(bim)中，提供加固区场地土层分布情况、不同测点土体加固效果图，以展示不同测点加固效果达标情况。

7、优选的，换算系数α、β、γ为室内试验标定获得，标定过程包括以下步骤：

8、步骤3.1：取工程加固的软土，掺入水泥土，制备水泥土试样和水泥土模型；

9、步骤3.2：对水泥土试样进行无侧限抗剪强度试验和加固区土层深度处压力为围压的抗剪强度试验，获得无侧限抗剪强度和有围压抗剪强度；

10、步骤3.3：室内采用静力触探对水泥土模型进行测试，获得锥尖阻力；

11、步骤3.4：改变步骤3.1中参入的水泥土的比例，重复步骤3.1-3.3；

12、步骤3.5：对不同水泥掺量下的无侧限抗剪强度、有围压抗剪强度与锥尖阻力进行机器学习训练，获得换算系数α、β、γ。

13、优选的，步骤1的定位系统选自以下中的一种或多种：全站仪、北斗卫星、gps。

14、优选的，测点和加固区中心位置的距离不超过10cm，加固区中心位置为加固区域的形心处，由全站仪、北斗卫星或gps确定。

15、优选的，步骤2中静力触探测试采用双桥探头，截面积根据加固区土体设计强度来确定，强度若较高，则采用截面积较大的探头。

16、优选的，步骤2静力触探测试时，保持机械水平放置，保持匀速贯入，贯入平均速率为2cm/s。

17、本发明具有如下有益效果：

18、(1)免取样：采用静力触探评估加固区土体，避免了传统评估方法取样过程带来的试验扰动、成本高、环境污染大的问题。传统评估方法需要钻孔，时间周期长。本发明采用静力触探测试，现场施工快速，降低了时间和经济成本。

19、(2)多种手段直观展示：本发明将静力触探结合建筑信息模型(bim)，快速处理汇总各测点试验数据，并对后续施工工况进行快速建模分析，实现对施工变形的实时预测和三维展示。

技术特征：

1.一种免取样快速评估软土水泥加固效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，换算系数α、β、γ为室内试验标定获得，标定过程包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1的定位系统选自以下中的一种或多种：全站仪、北斗卫星、gps。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测点和加固区中心位置的距离不超过10cm，加固区中心位置为加固区域的形心处，由全站仪、北斗卫星或gps确定。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中静力触探测试采用双桥探头，截面积根据加固区土体设计强度来确定，强度若较高，则采用截面积较大的探头。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2静力触探测试时，保持机械水平放置，保持匀速贯入，贯入平均速率为2cm/s。

技术总结
本发明属于岩土工程领域，公开了一种免取样快速评估软土水泥加固地基效果的方法。本发明方法包括采用静力触探仪测试水泥加固区土体，采用BIM技术形成场地三维展示图，综合评估土体加固的效果。本发明分为三阶段：测点确定、静力触探测试、加固效果评估、三维展示。本发明测试方法简单、高效、经济、安全，可以实时快速地实现土体加固效果评估，具有良好的应用前景。

技术研发人员：史斌,马钰,吕琦,李金梅,李卓峰,周绍枫,王琪杰,郑海锋,徐成功,林伟岸
受保护的技术使用者：浙江省二建建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27