機場高填方夯實地基施工技術(shù)及實施要點分析

許 少 強

(山西機械化建設(shè)集團公司，山西 太原 030009)

機場高填方夯實地基施工技術(shù)及實施要點分析

許 少 強

(山西機械化建設(shè)集團公司，山西 太原 030009)

對強夯法進行了簡要介紹，在此基礎(chǔ)上，依托工程實例，對強夯法在機場高填方地基加固處理中的應(yīng)用及其實施要點進行了論述，達到了良好的效果，為同類工程提供了借鑒參考。

機場，高填方，地基處理，強夯

機場作為國家的公共基礎(chǔ)設(shè)施之一，其重要性不言而喻。機場內(nèi)的跑道是飛機起飛和降落的必經(jīng)之路，由于飛機本身的質(zhì)量較大，若是機場內(nèi)的地基承載力不足，可能會在飛機自重的影響下，出現(xiàn)不均勻沉降或變形，由此會對機場跑道的正常使用造成影響。為此，在機場工程項目建設(shè)中，必須確保場地內(nèi)的地基土體具備足夠的承載力，以滿足飛機的啟、停需要，這就要求在機場施工建設(shè)中，必須做好地基處理工作。借此，本文就機場高填方夯實地基施工技術(shù)及實施要點進行淺談。

1 強夯法簡介

所謂的強夯法又被稱之為動力壓實法，具體是指反復(fù)將一定重量的夯錘提升到相應(yīng)的高度，并讓其以自由落體的形式下降，對地基土體進行沖擊和振動，借助產(chǎn)生的沖擊能和振動能，提高地基土體的承載力，降低其壓縮性，以此來達到改善地基工程性能的目的。該技術(shù)最早是由法國某公司研發(fā)的，隨后在全世界范圍獲得了大范圍的推廣應(yīng)用，其最為突出的特點是對地基基礎(chǔ)的加固效果較好、適用的土體類型比較廣泛、施工簡便且速度快、成本低。由于強夯法的施工機具比較簡單，加之整個施工過程不需要消耗鋼筋、水泥和木材等原材料，故此，施工后不會對周邊環(huán)境造成污染，符合環(huán)保的要求。但必須指出的是夯實過程中所產(chǎn)生的沖擊能和振動能會對施工場地附近的構(gòu)筑物產(chǎn)生一定程度的振害，因此，施工中除了需要做好相應(yīng)的觀測工作，并盡可能在場地比較開闊且周圍構(gòu)筑物較少的環(huán)境中應(yīng)用。目前，國內(nèi)很多機場工程項目都是應(yīng)用強夯法對地基進行加固處理，如攀枝花機場、龍洞堡機場、九黃機場等等，并且全都取得了較為理想的效果。由此可見，采用強夯法對機場地基進行夯實處理是可行的。下面本文以某機場為例，對強夯法在該機場地基處理中的應(yīng)用進行論述。

2 機場高填方地基強夯施工技術(shù)要點

為便于本文研究，下面以某機場為例，對高填方地基強夯施工技術(shù)及實施要點進行論述。

2.1 工程概況

某機場為大型機場，擬建平行跑道4條，本期建設(shè)位于中間的2條主跑道，間距1 950 m，工程區(qū)域內(nèi)的地形起伏相對較大，以耕地、林地和荒山為主，總的填挖方量約為2.0億m3，其中最大的填方高度約為50 m。在本工程中，主要存在的巖土問題為高填方地基變形。由于工程修建的是機場跑道，其對地基工后的沉降要求相對比較嚴格，加之工程的填方量較大，且部分地段的填方高度都超過30 m，一旦地基處理或是填筑質(zhì)量不達標，極有可能引起地基沉降問題，由此會對機場的正常使用造成影響。根據(jù)地質(zhì)勘察報告顯示，場地內(nèi)的溶槽和溶溝比較發(fā)育，且其中有厚度為3 m～6 m不等的粘性土，此類土地的含水量相對較大，呈軟塑狀分布，基巖面起伏不平，在外部荷載的作用下，粘性土極易出現(xiàn)變形，無法滿足機場跑道工后沉降的要求。通過動力觸探實驗，原地基的承載力在60 kPa～80 kPa之間，而機場跑道設(shè)計要求的承載力在260 kPa～350 kPa，顯然原承載力無法滿足設(shè)計要求。由于地基比較軟弱，為了確保工程的安全性和穩(wěn)定性，需要對地基進行壓實處理。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟性比選后，決定采用置換強夯法進行施工。

2.2 強夯法關(guān)鍵參數(shù)的選擇

由工程概況可知，本機場的高填方道槽下存在厚度為3 m～6 m左右的粘性土，故此需要先鋪設(shè)墊層填料(厚度1 m，粒徑小于80 cm的碎石)，針對不同的土體厚度，采用與之相應(yīng)的強夯參數(shù)，具體如表1所示。

表1 強夯試驗參數(shù)

2.3 夯擊試驗

1)夯擊能為2 000 kN·m時的點夯。

相關(guān)資料顯示，本工程中道槽原地基土體的含水量約為30%，覆土層的厚度在4 m左右，其上松鋪厚度在1 m以下的碎石墊層，先采用2 000 kN·m夯擊能進行第一遍點夯試驗。試驗結(jié)果表明，當夯擊次數(shù)為12擊時，單次的夯沉量在8 cm左右，相鄰兩擊的夯沉量差值在5 cm以內(nèi)，由此表明夯擊能量基本處于飽和狀態(tài)，如果再繼續(xù)增加夯擊能也不會產(chǎn)生出更好的效果，具體而言，在此基礎(chǔ)上增加夯擊能對地基密實度的作用不大。當夯擊次數(shù)達到第12擊時，夯實的體積與隆起的體積差為最大值，此時的夯擊能量最有效，由此可知，點夯在第12擊的時候最有效。所以在本工程中，針對粘性土厚度在3 m～4 m左右的地基，可采取2 000 kN·m夯擊能進行夯實，具體參數(shù)如下：采用正方形進行夯點布設(shè)，夯擊次數(shù)不少于12次，確保最后兩擊的夯沉量差在5 cm以內(nèi)。

2)夯擊能在3 000 kN·m的點夯試驗。

對粘性土層厚度在5 m～6 m的地基采用3 000 kN·m的夯擊能進行點夯試驗。由試驗結(jié)果可知，當夯擊到第9擊時，夯沉量在10 cm以內(nèi)，且相鄰兩擊之間的差值小于5 cm，此時夯擊能量基本趨于飽和，并且第9擊時的夯沉體積與隆起體積的差值最大，夯擊能最有效，繼續(xù)增加夯擊次數(shù)，不僅不會增加夯沉體積，而且還可能導(dǎo)致地基土體結(jié)構(gòu)被破壞，不利于密實度的提高。由此可知，當夯擊能為3 000 kN·m時，夯擊9次最佳。

2.4 強夯施工技術(shù)要點

1)墊層鋪設(shè)。

在本工程中，各個填石強夯區(qū)域內(nèi)，全部鋪設(shè)厚度在1.0 m的碎石墊層，為了確保鋪設(shè)質(zhì)量，決定分兩遍鋪筑，每次的厚度為0.5 m，在強夯開始前對碎石墊層進行整平處理。所有的碎石填料均來自于挖方區(qū)內(nèi)開采出來的碎石塊，要求碎石最大粒徑不超過50 cm，且有良好的級配，含泥量在10%以內(nèi)，對于粒徑不符合要求的碎石塊應(yīng)進行破碎處理，使其達到設(shè)計要求后方可使用。這是因為墊層填料的質(zhì)量與強夯處理的效果有著密切關(guān)系，所以，必須對碎石料的選擇加以重視。

2)施工技術(shù)要點。

在整平好的施工場地上進行測量放線，準確定位出夯點的具體位置，然后對作業(yè)面的高程進行測量，并記錄好相關(guān)數(shù)據(jù)；隨后強夯設(shè)備進場就位，正式開始夯擊，當夯坑的深度過大時，應(yīng)當向坑內(nèi)填料后再繼續(xù)進行點夯；夯實完畢后，將場地推平，并對強夯后的地面高程進行測量，確認滿足要求時，鋪設(shè)第二層碎石，重復(fù)上述操作，最后進行滿夯和質(zhì)量驗收。在強夯過程中，夯錘應(yīng)當盡可能選用圓形且?guī)в袣饪椎匿撳N，并確保夯點的測放準確，誤差必須控制在允許范圍之內(nèi)，不大于5 cm，同時用木樁定出夯點的位置，該工序應(yīng)逐次進行，以免遺漏；夯點可以布設(shè)成正方形，夯擊過程中要確保每個點位的夯擊能量和次數(shù)足夠，一旦施工過程中出現(xiàn)偏錘的現(xiàn)象，必須立即停夯，糾正后方可繼續(xù)。施工中要做好夯坑內(nèi)的積水排除工作，避免積水過多影響夯實效果，當點夯和滿夯完成之后，應(yīng)當對推平后的地面高程進行測量。

2.5 強夯處理效果

為了進一步評估加固處理后的地基承載力，對夯實后的地基土體進行了平板荷載試驗，結(jié)果顯示，經(jīng)夯實后，3 m～4 m的地基承載力達到280 kPa～330 kPa,5 m～6 m的地基承載力達到320 kPa～370 kPa，滿足設(shè)計要求。

3 結(jié)語

強夯法以其自身諸多的特點，在機場等工程項目的地基處理中獲得了廣泛應(yīng)用。本文以某機場工程為例，對強夯法在該工程高填方地基處理中的應(yīng)用進行論述。通過強夯法的合理運用，使該機場高填方地基的承載力達到了工程設(shè)計要求。該機場目前已經(jīng)正式投入使用，經(jīng)強夯法處理的地基沉降在允許范圍之內(nèi)，且并未出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。由此可見，強夯法在機場地基處理中具有良好的使用效果，可在同類工程中推廣應(yīng)用。

[1] 李秀珍,許 強.九寨黃龍機場高填方地基沉降的數(shù)值模擬分析及加固處理方法研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2014(12):89-92.

[2] 謝春慶,劉漢超.西南地區(qū)機場建設(shè)中的主要工程地質(zhì)問題[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護,2013(2):121-122.

[3] 李群善.康定機場北段高填方邊坡穩(wěn)定性分析及場道沉降變形的有效處理方法研究[J].西南交通大學(xué)學(xué)報,2013(6):143-145.

On construction techniques of airport highfill punning foundation and its implementation points

Xu Shaoqiang

(ShanxiMechanisationConstructionGroupCompany,Taiyuan030009,China)

The paper introduces the compaction method, and indicates the application of the compaction method in the airport highfill punning foundation and its implementation points based on the project, so as to achieve the expected aims and provide some reference for similar projects.

airport, highfill, foundation treatment, compaction

1009-6825(2015)32-0070-03

2015-09-04

許少強(1975- )，男，工程師

TU472.31

A