『壹』 静水压力释放器有什么作用它的工作原理是怎么样的
静水压力释放器是用于系附于船舶的自由漂浮装置（如救生筏，卫星应急无线电示位标等）在船舶沉没或其他需释放时能通过自动和人工方式释放的装置。
『贰』 标准贯入试验
一、试验设备及操作技术要点
1.试验设备
标准贯入试验的设备包括：标准贯入器、触探杆、穿心锤与锤垫四部分，见图4-4所示。目前，国际上常用的设备规格已经统一，见表4-8。
表4-8 标准贯入试验设备规格
图4-4 标准贯入试验设备(单位：mm)
1—贯入器靴；2—由两半圆形管合成的贯入器身；3—出水孔；4—贯入器头；5—触探杆；6—锤垫；7—穿心锤
2.试验的操作技术要点
(1)为保证标准贯入试验孔的质量，要求采用回转钻进，以尽可能减少对孔底土的扰动。当钻进至试验标高以上15cm处，停止钻进。
还应注意的是：①仔细清除孔底残土到试验标高；②在地下水位以下钻进时，或遇承压含水砂层时，孔内水位应始终高于地下水位，应保持孔底土处于平衡状态，以减少对土的振动扰动；③当下套管时，要防止套管超过试验标高，否则会使N值偏大；④缓慢下放钻具，避免孔底土的扰动；⑤为防止涌砂或塌孔，应采用泥浆护壁。
(2)为保证锤击时钻杆不发生侧向晃动，钻杆应定期检查，使钻杆弯曲度小于0.1%，接头应牢固。
(3)穿心锤落距为76cm，应采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤之间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，以保持锤击能量恒定。
(4)试验时，先将整个杆件系统连同静置于钻杆上端的锤击系统，一起下到孔底。首先将贯入器以每分钟15～30击的速度打入土层中15cm，以后开始记录打入30cm的锤击数，即为实测锤击数N。当N＞50击，而贯入度未达30cm时，可记录50击的实际贯入深度，终止试验。按实际50击时的贯入度ΔS(cm)，按式(4-15)计算贯入30cm的锤击数。
土体原位测试与工程勘察
(5)提出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录，保存土样备用。
(6)最后绘出击数N和贯入深度(H)的关系曲线(图4-3)。
二、成果的校正
试验的影响因素是很复杂的。其中有些因素可通过标准化的办法使其统一以减少对试验成果的影响，如设备、落锤方法、试验方法等影响因素属于此类；但另一些因素如杆长，地下水位、上覆压力等，则是无法人为控制的。
1.杆长的影响
触探杆长度对测试结果的影响，国内外存在不同的看法。有两种代表性的分析理论，即：古典的牛顿碰撞理论及弹性杆件中波动理论。
按牛顿碰撞理论，随杆长增长，杆件系统受锤击碰撞后用于贯入土中的有效能量逐渐变小；而按弹性波动理论，随杆长的增长，有效能量却是逐渐增大，超过一定杆长后，有效能量趋于定值。
国内对此因素有两种不同的处理意见：
《建筑地基基础设计规范》(GBJ 7-89)规定杆长＞3m时锤击数按下式进行杆长修正：
N=αN′ (4-16)
式中：N为标贯试验经杆长修正后的锤击数；N′为实测的标贯击数；α为长度修正系数，查表4-9。
表4-9 探杆长度校正系数α表
该表中α值，实际上是以牛顿碰撞理论为基础计得的。
如用弹性杆件波动理论，当杆长 l≥14m，α=1.0；当杆长小于14m，由于输入钻杆的锤击能量随着杆长变短而变小，使击数值偏大，α偏小，故不做杆长修正。
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)及《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)规定不进行杆长修正。
2.地下水位影响的校正
Terzaghi和Peck提出，当实测N′＞15的饱和粉细砂，建议用下式校正：
土体原位测试与工程勘察
交通部《港口工程地质勘察技术规范》规定，当用N值确定砂土的相对密度Dr及内摩擦角φ值时，对地下水位以下的中、粗砂层的N值，宜按下式校正：
N=N′+5 (4-18)
3.上覆压力影响的校正
长期以来国内不考虑上覆压力的影响。
三、标准贯入试验成果的应用
根据标准贯入试验的锤击数，可对砂土、粉土、粘性土的物理状态，土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的可能性等作出评价。
1.评定土的强度指标
评定砂土的内摩擦角φ及粘性土的不排水抗剪强度Cu有多种方法：
(1)Terzaghi和Peck提出粘性土不排水抗剪强度Cu为：
Cu=(6～6.5)N (4-19)
(2)Gibbs和Holtz统计的砂土经验关系式为：
土体原位测试与工程勘察
式中：σv0为上覆压力(t/m2)。
(3)Behpoor结合60项工程，对伊朗的亚粘土及粉质粘土(N＜25击)，得：
qu=15N(kPa) (4-21)
(4)南京水利科学研究院于1950～1960年期间，在我国东南沿海诸省的101项工程中积累了大量的试验资料，统计出标贯击数与无侧限抗压强度qu的关系式有：
对粘土地基，有792个标贯试验，Ip＞17，粘粒含量0%～87%，得：
qu=14N+3(kPa) (4-22)
对壤土地基，共有596个标贯试验，Ip=7～17，粘粒含量为0%～54%，得：
qu=15.3N(kPa) (4-23)
2.评定砂土的相对密度和密实程度
直接按N值判定砂土的密实程度，见表4-10。
表4-10 直接按N值判定砂土的紧密程度
3.评定粘性土的稠度状态
用N与粘性土的稠度状态建立相关关系，国内外均有研究。Terzaghi和Peck(1946)提出的标贯击数与稠度状态关系，见表4-11。武汉冶金勘察公司曾用149组资料得到标贯击数与稠度状态统计的经验关系，基本上与Terzaghi及Peck(1948)的结果相近。据表4-12就可以得到土对应于N值的稠度状态。
表4-11 粘性土N与稠度状态关系(Terzaghi和Peck)
表4-12 N与液性指数IL的关系
4.评定地基土的承载力
国外在以标贯试验确定粘性土地基的承载力时，一般是由N值推求抗剪强度或无侧限抗压强度qu，再按理论公式计算承载力。
在国内，着重开展标贯试验与载荷试验对比研究，并提出经验关系。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)，对砂性土承载力标准值，列于表4-13，对粘性土承载力标准值，列于表4-14。
表4-13 N值与砂性土承载力标准值fk的关系
表4-14 N值与粘性土承载力标准值fk的关系
国内很多单位也提出不少地区性的经验公式，使用时要注意地区性、土类的差异。
5.评定土的变形参数
用标贯试验估算土的变形参数时有两种途径：一种是与平板载荷试验对比，得出变形模量E0；另一种是与室内压缩试验对比，得出压缩模量Es值。一些经验关系式见表4-15所列。
表4-15 N值与E0或Es的经验关系式
6.预估单桩承载力及选择桩尖持力层
(1)求单桩承载力 用标贯击数直接估算桩端和桩周极限承载力，国外已有些经验可供借鉴。施默特曼(J H Schmertmann，1969)提出按表4-16估算打入桩单桩承载力。应用范围：N=5～60。N＜5时，用N=0计；N＞60时，用N=60计。
表4-16 利用N值估算桩端极限阻力qbu和桩周极限阻力qsu
注：qc为静力触探的贯入阻力；摩阻比即静力触探侧壁阻力和锥尖阻力之比。
日本《建筑钢管桩基础设计规范》规定：在持力层为砂土时，桩端极限阻力为：
土体原位测试与工程勘察
式中：N1为桩尖以下2d范围内的N平均值；N2为桩尖以下10d范围内的N平均值；d为桩身直径。
桩周总极限摩阻力为：
土体原位测试与工程勘察
式中：Ns为桩周为砂土部分N的平均值；Nc为桩周为粘性土部分N的平均值；As，Ac分别为桩在砂土层和粘性土层部分的侧面积。
北京地质勘察处研究所，曾收集31组试桩与标准贯入试验求单桩承载力的对比资料，提出以下公式求钻孔灌注桩极限承载力q：
土体原位测试与工程勘察
式中：q为灌注桩极限承载力(t)；lc、ls分别为桩身在粘性土部分与砂土部分的长度(m)；
当孔底虚土厚度H＞0.5m时，则采用下式：
土体原位测试与工程勘察
(2)选择桩尖持力层 利用标准贯入试验选择桩尖持力层，从而确定桩的长度是一个比较简便和有效的方法，特别是地层变化较大的情况更具突出的优点。
根据国内、外的工程实践，对于打入式预制桩，常选N=30～50击作为持力层。对广州地区的残积层N=30就可满足桩长15～20m对持力层的要求。但应用时应结合地区经验来考虑，如上海，一般在60m以下才出现N≥30击的地层；多用半支承半摩擦桩，即可把桩尖持力层选在地下35m及50m上下的N=15～20击的中密粉细砂及粘土层上。实践证明，这也是合理可靠的。
7.液化判别
20世纪60年代，Seed等人在对美国阿拉斯加地震及日本新泻地震的研究中，提出以标准贯入试验的N值为主要指标的“剪应力比-标准贯入法”是很有影响的。
在中国邢台、海城、唐山地震后，结合现场调查并进行理论分析研究，参考Seed等人的成果，提出了以标贯击数N值为主要参数，同时考虑地震烈度、有效覆盖压力和地下水位等主要因素的砂土和轻亚粘土的可能液化判别式。该公式纳入国家标准《建筑抗震设计规范》。
现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中规定：当饱和土标贯锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入击数的临界值时，应判为液化土。
液化判别标准贯入击数临界值可按下式计算：
土体原位测试与工程勘察
土体原位测试与工程勘察
式中：Ncr为液化判别标准贯入锤击数临界值；N0为液化判别标准贯入锤击数基准值(表4-17)；ds为饱和土标准贯入点所处深度(m)；dw为地面到地下水位的深度(m)；pc为粘粒含量(%)，当小于3或为砂土时，应采用3。
表4-17 标准贯入锤击数基准值
注：括号内数值用于设计基本地震加速度为0.15 g和0.30 g的地区。
参考文献
中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ 7-89，北京：中国建筑工业出版社
中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001，北京：中国建筑工业出版社
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张喜发，刘超臣，栾作田，张文殊.1984.《工程地质原位测试》[M].地质出版社
『叁』 强夯地基处理用的机械有
起重设来备为强夯的主要机自械，一般额定起重能力为夯锤重量的1.5—3倍，我国大都用履带式吊车改装。根据工程所采用的夯锤和起重高度来选用起重机的型号。可单机作业，也可主、副机(移锤)联合作业。
门架由横梁和二个支腿组成，支腿的结构形式有格构式或管式。门架上部横梁中心绞接于吊杆顶部。脱钩装置强夯机械应采用带有自动脱钩装置的履带式起重机起吊夯锤，保证强夯机在起落锤时不发生倾覆。
由带拉杆的吊钩和滑轮组成，配上牵引钢丝绳，当夯锤起到规定高度时能自动脱钩落锤。夯锤夯锤的选择系根据土质条件、设计要求和强夯能级决定。夯锤重一般为80—400kN。设数个上下贯通的通气孔。
夯锤的材质为铸钢、铸铁或钢壳包混凝土几种。其锤底形状多为圆形，锤底面又有平底、锅底、球形等，地面投影面积一般为4—8㎡。
推土机是强夯必不可少的辅助机械，作为场地整平压实之用。
『肆』 强夯加固
（一）方法简介
强夯法是1969年法国Menard技术公司首创的一种地基加固方法。它一般通过8～30t的重锤（最重可达200t）和8～20m的落距（最大可达40m），对地基施加强大的冲击能，强制压实地基。
工程实践表明，强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，因而被世界各国工程界所重视。我国在20世纪70年代末首次在天津新港3号公路进行强夯法试验研究。强夯法在开始创立时，仅用于加固砂土和碎石土地基。经过20多年的发展和应用，它已适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土、粘性土、湿陷性黄土等地基的处理。在浅部岩溶发育地区，通过强夯法对地基土体的压实，可消除土洞和浅部溶洞，对防治岩溶塌陷具有明显的效果。
（二）加固机理
通常情况下，第一锤夯击可使夯锤陷入地面以下1m左右深度，在这个深度范围内，土中的固体物大部分被强制性挤压到夯坑以下土的孔隙中，从而使土体呈超压密状态。因此，强夯法加固地基有以下3种不同的加固机理。
1）动力密实：强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土为动力密实机制，即强大的冲击能强制超压密地基，使土中气相体积大幅度减小。
2）动力固结：强夯加固颗粒饱和土为动力固结机理，即通过强大的冲击能冲击破坏土的结构，使土体局部液化并产生许多裂隙，作为孔隙水的排水通道，土体发生触变，强度逐步恢复并增强。
3）动力置换：强夯加固淤泥为动力置换机理，即强夯将碎石整体挤入淤泥成整式置换或间隔夯入淤泥成桩式碎石墩。
（三）强夯法设计
1.有效加固深度
根据我国大量的工程实践经验，有效加固深度的计算公式为
地质灾害防治技术
式中：H为强夯的有效加固深度（m）；W为夯锤重（t）；h为落距（m）；a为与土的性质和夯击能有关的系数，一般变化范围为0.5～0.9，对于细粒土，夯击能较大时可取大值。
2.强夯的单位夯击能
强夯的单位夯击能应根据地基土的类别、结构类型、荷载大小和要求处理的深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。在一般情况下，粗颗粒土可取1000～3000kN·m/m2；细颗粒土可取1500～4000kN·m/m2 。
3.夯锤与落距
对施工单位已有的夯锤与起重机型号进行调查后，根据所需有效加固深度与单击夯击能，选择夯锤与落距。实践表明：在单击夯击能相同的情况下，增加落距比增加锤重更有效。
4.确定每个夯点重复夯击次数
通常每个夯点应多次重复夯击，才能达到有效加固深度。最佳夯击次数可由现场试夯所得夯击次数与夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：
1）最后两击的平均夯沉量：当单击夯击能小于4000kN·m时为50mm；当单击夯击能为4000～6000kN·m时取100mm；当单击夯击能大于6000kN·m时为200mm。
2）夯坑周围地面不应发生过大隆起。
3）不因夯坑过深而发生起锤困难。
5.夯点平面布置
1）按设计起重机开行路线、顺序布置夯击点。
2）强夯夯击时，应力向外扩散，因此，夯击点必须间隔5～9m夯距，如图4－1a所示的为正确布置。若夯距太小，则应力叠加，效果降低，图4－1b为不正确的布置。通常夯击平面按行列式（正方形）布置施工较为方便，也可采用梅花形（等边三角形）布置。
图4－1 夯距布置图
3）确定夯击遍数。根据土的性质、夯击能与有效加固深度确定，一般情况为2～3遍，最后再以低能量满夯一遍。对于渗透性弱的细粒土，夯击遍数可适当增加。
图4－2为采用强夯4遍的平面布置。第一遍夯击（如图4－2中“1”所示）时，两个夯击点相隔7m，按行、列将整个场地夯击完后，开始第二遍夯击（如图4－2中“2”所示），依此类推。
6.两遍夯击之间的时间间隔
两遍夯击之间的时间间隔，取决于土中超孔隙水压力的消耗时间。对碎石与砂土可连续夯击；对渗透性差的粘性土，应不少于3～4周。
图4－2 夯击平面布置图
7.现场试验测试调整
初定强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试验，经间隔时间后进行夯后测试并与夯前数据对比，检验强夯效果，确定正式强夯参数。
（四）强夯法的施工
1.强夯法的机具设备
强夯法的机具设备很简单，主要为夯锤、起重机和自动脱钩装置。
（1）夯锤
夯锤的平面形状一般呈圆形或方形，并有气孔式和封闭式两种。实践证明，圆形和带有气孔的夯锤较好。锤重宜根据加固要求由计算与现场试验确定，我国常用夯锤重8～25t，最大锤重为40t。因夯锤频繁使用，故要求夯锤的材料坚固、耐久、不变形，理想材料为铸钢，也可用厚钢板外壳，内浇筑混凝土制成。锤底面积对加固效果有直接影响，对同样的锤重，当锤底面积较小时，夯锤着地压力更大，可形成更深的夯坑。因此，锤底面积宜按土的性质确定，岩溶塌陷一般发生在砂性土和碎石填土地段，对于这类土，一般夯锤的底面积可取2～4m2，锤底静压力值可取25～40kPa，对于细粒土宜取小值。锤的底面应对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，以消除高空下落时的气垫，且便于从夯坑中起锤，孔径可取250～300mm。
（2）起重机
西欧国家起重机大多采用履带式吊车，日本采用轮胎式吊车。履带式起重机稳定性好，可在臂杆端部设置辅助门架，防止夯锤在高空自动脱钩时发生机架倾覆。吊车能力大于锤重。
（3）自动脱钩装置
当起重机将夯锤吊至设计高度时，要求夯锤自动脱钩，使夯锤自由下落，夯击地基。自动脱钩装置有两种：一种利用吊车副卷扬机的钢丝绳，吊起特制的锁卡焊合件，使锤脱钩下落；另一种采用定高度自动脱锤索，效果良好。
2.强夯法的施工工艺
为了保证强夯加固地基的预期效果，需要严格的、科学的施工技术与管理制度。
1）夯前通过详细的工程勘察，查明场地内岩土层的分布、厚度与工程性质指标，尤其是土洞、岩溶的发育情况。
2）现场试夯与测试。在建筑场地内，选取代表性小块面积进行试夯或试验性强夯施工。间隔一段时间后，测试加固效果，为强夯正式施工提供参数依据。
3）清理并平整场地。平整的范围应大于建筑物外围轮廓线。
4）标明第一遍夯点位置，并测量场地高程。对每一夯实点，均要求用石灰标出夯锤底面外围轮廓线。
5）起重机就位，夯锤对准夯点位置，测量夯前锤顶高程。
6）将夯锤起吊到预定高度，自动脱钩，使夯锤自由下落夯实地基，放下吊钩，测量锤顶高程。若因坑底倾斜造成夯锤歪斜时，应及时整平坑底。
7）重复步骤6），按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。
8）重复步骤5）～步骤7），按设计夯点的夯击次序，完成第一遍全部夯点的夯击。
9）用推土机将夯坑填平，并测量场地高程，标出第二遍夯点位置。
10）按规定的间隔时间，待前一遍强夯产生的土中孔隙水压力消散后，再按上述步骤，逐次完成全部夯击遍数，通常为3～5遍。最后采用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量场地夯后高程。
11）强夯效果质量检测。全部夯击结束后，按砂土1～2周，低饱和度粉土与粘性土2～4周的时间间隔，进行强夯效果质量检测。采用两种以上方法，检测点不少于3处。对重要工程与复杂场地，应增加检测方法与检测点。检测的深度应不小于设计地基处理的深度。
（五）强夯加固的效果
强夯法可使深层地基得到加固，因而对土洞、浅部岩溶的处理效果明显。国内大量的工程实践表明，强夯法有效加固深度一般为5～10m，高能量强夯法加固深度可超过10m。