強(qiáng)夯法在某機(jī)場(chǎng)軟土地基加固工程中的技術(shù)及應(yīng)用

　　所謂強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法，就是將重錘反復(fù)提到高處使其自由落下夯實(shí)地基，從而使地基的強(qiáng)度提高、壓縮性得到降低的方法。由于此法處理地基原理直觀、設(shè)備簡(jiǎn)單，而且適用范圍甚廣，同時(shí)效果明顯，加固速度快，經(jīng)濟(jì)效益明顯，因而成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)使用的地基加固方法。強(qiáng)夯技術(shù)較具有以下特點(diǎn)：
　　一是加固效果明顯。地基經(jīng)強(qiáng)夯處理后，可增加干重度，減少孔隙比，而且可明顯提高地基承載力、壓縮模量，而且經(jīng)強(qiáng)夯加固處理后的地基，除含水量過高的軟粘土外，一般均可在夯實(shí)后投入使用。
　　二是施工機(jī)具簡(jiǎn)單。強(qiáng)夯機(jī)具主要為履帶式起重機(jī)。當(dāng)起吊能力有限時(shí)可輔以龍門式起落架或其它設(shè)施，加上自動(dòng)脫鉤裝置。當(dāng)機(jī)械設(shè)備困難時(shí)，還可以因地制宜地采用打樁機(jī)、龍門吊、桅桿等簡(jiǎn)易設(shè)備。
　　三是適用各類土層?？捎糜诩庸谈黝惙弁?、砂性土、黃土、一般粘性土、人工填土，特別適宜加固一般處理方法難以加固的大塊碎石類土以及工業(yè)廢料或建筑、生活垃圾等組成的雜填土，結(jié)合其它技術(shù)措施亦可用于加固軟土地基。
　　一、工程概況
　　1.工程簡(jiǎn)介。某機(jī)場(chǎng)滑行道寬度12m，設(shè)計(jì)加寬至60m改造為跑道，沿道路中心線南26m新建泄洪渠箱涵內(nèi)徑3.5m~26m雙孔，與跑道線同步建設(shè)。其中0+000~0+285段為軟土地基，原地面標(biāo)高35.0m左右，土質(zhì)復(fù)雜，地下水位高。如何處理好箱涵基礎(chǔ)，成為制工程投資的關(guān)鍵，更與工程安全、運(yùn)營(yíng)使用效果密切相關(guān)。
　　2.地形勘探。經(jīng)勘探此地有四種地層，分別為淤泥層：厚0.5~1.5m；松軟粘土層：厚0.5~1.0m；淤泥質(zhì)砂層：厚2~6m；含中粗砂粘土層：厚2~5m。
　　3.水文條件。本段地下水賦存于淤泥質(zhì)砂層及中粗砂粘土層中，含水層分布穩(wěn)定，同時(shí)本段離河距離不足l00m，河水枯盈水位在29m-35m波動(dòng)，施工時(shí)地下水位高達(dá)30.2m，而且很難降下來，對(duì)地基承載力和沉降量影響很大。
　　二、施工方案簡(jiǎn)述
　　軟土地基處理技術(shù)要求為：箱涵基礎(chǔ)底面高程35.9m，根據(jù)設(shè)計(jì)要求地基承載力大于120kPa，工后沉降量<10cm。
　　因場(chǎng)地流塑狀淤泥及粘土層含雜質(zhì)太多，可予以清除，且主要對(duì)淤泥砂質(zhì)層綜合分析處理。工程的特點(diǎn)是地下水位高，液化砂土流動(dòng)性大，排水體設(shè)置比較困難，也很費(fèi)時(shí)，加上必須層層碾壓，施工進(jìn)度更慢，造價(jià)高。所以工程決定動(dòng)力排水固結(jié)法和綜合強(qiáng)夯法的優(yōu)點(diǎn)，在工程施工時(shí)需要設(shè)反濾層及持力層，在強(qiáng)夯處理前需要填土至箱涵基底標(biāo)高。設(shè)計(jì)方案主要分以下兩個(gè)步驟：
　　1.拋石擠壓。首先需要將頂層的流塑狀淤泥進(jìn)行清理，鋪填大小均勻的片石，通過用卵石或砂灌滿縫隙形成反濾層，之后沿箱涵基礎(chǔ)外縱向設(shè)低于地下水位的排水盲溝，這樣通過將水引出路基使地下水位降低。
　　2.在回填至箱涵基底標(biāo)高后開始進(jìn)行強(qiáng)夯加固。
　　3.強(qiáng)夯參數(shù)設(shè)計(jì)。對(duì)于軟基未完全清理及地下水位較高的基礎(chǔ)，不能按我國(guó)地基處理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（最后兩擊夯沉量平均小于5~10cm）執(zhí)行。本基礎(chǔ)處理方法主要強(qiáng)調(diào)液化砂土的排水固結(jié)特性，由于液化砂土易流動(dòng)、高孔隙比、高含水量等特點(diǎn)，不可能像顆粒土那樣強(qiáng)夯后迅速提高其壓縮模量和承載力，過量夯擊將產(chǎn)生大量側(cè)向擠壓破壞和剪切變形，甚至將下層夯成橡皮土導(dǎo)致工程失敗，通常應(yīng)采用試夯確定控制夯擊點(diǎn)數(shù)。其原則是：① n擊后夯坑深應(yīng)小于80cm；② n擊后垂直壓縮量小于水平擠出量，反映下臥層的擾動(dòng)己十分嚴(yán)重。滿足以上任何一個(gè)條件即確定該點(diǎn)的擊數(shù)為n擊。單點(diǎn)擊數(shù)雖然受到限制，而夯擊遍數(shù)可相應(yīng)增加，用反復(fù)多遍的方法來保證夯擊效果。；③當(dāng)n擊后，連續(xù)兩次后一擊夯沉量比前一擊更大則反映下臥層被水平擠動(dòng)
　　夯擊能的強(qiáng)大作用將使被夯土體中孔隙水壓力迅速增加，在夯擊過程中前后兩遍之間需要一定的時(shí)間間隔，這樣會(huì)使土中孔隙水壓力進(jìn)行消散，提高地基強(qiáng)度的同時(shí)可以提高后續(xù)夯擊效果。間隔時(shí)間應(yīng)通過試驗(yàn)工程或試夯對(duì)孔隙水壓力消散過程的觀測(cè)來予以確定，由于下臥層土質(zhì)為中粗砂粘土質(zhì)及淤泥質(zhì)砂巖層，由于反濾層的存在，將使孔隙水得以迅速消散。
　　三、強(qiáng)夯效果檢測(cè)
　　全路段強(qiáng)夯后測(cè)定結(jié)果見表1。
　　試驗(yàn)結(jié)果證明，此處理方法大大減少了箱涵基礎(chǔ)的工后沉降。由于片石層的影響，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)僅打穿上填土層，承載力>180kPa。
　　本處理方法的最大特點(diǎn)是：以片石、砂卵石墊層作濾層兼持力層，一次強(qiáng)夯成型。因?yàn)槠癁V層作持力層，杜絕了地下水上翻對(duì)土質(zhì)的危害，同時(shí)通過持力層將基礎(chǔ)應(yīng)力分散到下臥層，大大減少了工后沉降量，具有安全可靠、就地取材、施工簡(jiǎn)捷的優(yōu)點(diǎn)。
　　
　　四、結(jié)束語(yǔ)
　　隨著強(qiáng)夯法處理地基技術(shù)理論及實(shí)踐的不斷發(fā)展與完善，在很多工程中取得了良好的效果。本文通過某工程實(shí)例闡述了強(qiáng)夯施工的特點(diǎn)、參數(shù)設(shè)計(jì)、效果檢測(cè)等步驟，工程施工人員可從中感知強(qiáng)夯施工的過程，方便工程施工，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)較為可靠，在遇到同類型工程問題時(shí)可借鑒使用。
　　
　?。ㄗ髡吆?jiǎn)介：張建軍，高級(jí)工程師，空防工程五處，主要研究方向?yàn)闄C(jī)場(chǎng)施工管理；謝永亮、戰(zhàn)仕利、王瑞，徐州空軍學(xué)院機(jī)場(chǎng)工程系；王永杰，濟(jì)空機(jī)場(chǎng)工兵勤務(wù)隊(duì)。）