機(jī)場(chǎng)工程地基加固中強(qiáng)夯法的運(yùn)用之研究

常世永

（山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西太原 030009）

0 引言

由于機(jī)場(chǎng)工程對(duì)于地基的要求較為嚴(yán)格，因此也同樣對(duì)機(jī)場(chǎng)工程的地基加固施工提出了更高的要求，而強(qiáng)夯法作為地基加固施工中最為常用的一種地基加固方法，其在機(jī)場(chǎng)工程中的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)也隨之受到了更多的關(guān)注。

1 強(qiáng)夯法概述

強(qiáng)夯法是源于重錘夯實(shí)法的一種地基加固方法，從原理上來(lái)看主要就是通過(guò)控制重錘自一定高度下落來(lái)夯擊土層，使地基土層能夠在強(qiáng)大夯擊能與沖擊波的作用下迅速固結(jié)，并實(shí)現(xiàn)地基承載力的提升，主要用于強(qiáng)夯法砂性土、非飽和粘性土、雜填土等類型的地基，具有著加固效果好、施工成本低、操作簡(jiǎn)單、施工方便、適用范圍廣等特點(diǎn)[1]。

2 強(qiáng)夯法在機(jī)場(chǎng)工程地基加固施工中的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

在機(jī)場(chǎng)工程地基加固施工開始之前，施工單位應(yīng)提前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管線、道路、建筑物及各種地下障礙物埋設(shè)情況進(jìn)行深入調(diào)查與仔細(xì)探測(cè)勘察，以免因地基強(qiáng)夯加固施工而使地下管線、道路等造成損壞，對(duì)于不允許破壞的建筑物，還要采取相應(yīng)的防護(hù)措施，以免因施工操作失誤而對(duì)建筑物造成破壞。此外，施工準(zhǔn)備階段施工單位還需完成技術(shù)準(zhǔn)備、設(shè)備材料準(zhǔn)備、人員組織等多項(xiàng)工作。其中技術(shù)準(zhǔn)備要求施工技術(shù)人員提前對(duì)施工圖紙進(jìn)行深入了解與分析，以明確設(shè)計(jì)意圖，掌握各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求加以熟悉。設(shè)備材料準(zhǔn)備則主要是對(duì)設(shè)備材料的質(zhì)量性能及規(guī)格參數(shù)等進(jìn)行把關(guān)，設(shè)備通常包括夯錘、強(qiáng)夯機(jī)、自動(dòng)脫鉤裝置、鏟車、檢靜力觸探儀、全站儀、水準(zhǔn)儀等等，而材料則包括機(jī)械零備件、油材料，不同設(shè)備材料的質(zhì)量要求應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定。另外，由于強(qiáng)夯施工主要依靠機(jī)械完成，因此對(duì)施工人員需求并不大，施工單位只需保證起重司機(jī)、其中掛鉤工、測(cè)量記錄人員及現(xiàn)場(chǎng)管理人員的專業(yè)性即可，施工技術(shù)人員還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，并進(jìn)行短期的技術(shù)培訓(xùn)。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)確定

在進(jìn)行強(qiáng)夯處理之前，需要先對(duì)強(qiáng)夯施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，在確?，F(xiàn)場(chǎng)平整度符合要求且無(wú)石塊等明顯障礙物后，方可通過(guò)強(qiáng)夯試驗(yàn)來(lái)以各區(qū)域夯點(diǎn)在不同能級(jí)下的夯沉量，并根據(jù)試夯結(jié)果來(lái)優(yōu)化夯點(diǎn)間距、單點(diǎn)擊數(shù)等強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)。例如在某機(jī)場(chǎng)跑道工程處于黃土臺(tái)塬地區(qū)，地基處理范圍為道肩邊線外延8m，服務(wù)車道為邊線外延2m，該處深厚濕陷性黃土廣泛分布，淺層黃土層為高壓縮性土，濕陷性強(qiáng)且不同區(qū)域濕陷性差異較大，容易引起道面較大的差異沉降。深層黃土為中低壓縮性土，隨深度增加濕陷性逐漸降低?？紤]到場(chǎng)區(qū)受水浸泡的可能性很小，且深層黃土濕陷性較低，場(chǎng)區(qū)主要巖土工程問(wèn)題為淺層黃土的高壓縮性和強(qiáng)濕陷性問(wèn)題，需要根據(jù)淺層黃土的厚度分布情況，選擇相應(yīng)能級(jí)的強(qiáng)夯法進(jìn)行處理，以消除其濕陷性并減小其壓縮性，滿足地基變形和強(qiáng)度的要求。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)大部分為濕陷性黃土地基，受水浸泡很容易產(chǎn)生濕陷變形問(wèn)題，進(jìn)而引起道面結(jié)構(gòu)的沉降。在確定采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固后，對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了強(qiáng)夯試驗(yàn)，并將施工要求確定下來(lái)，其中強(qiáng)夯處理為8000kN·m能級(jí)，主夯點(diǎn)間距為8.0m，強(qiáng)夯次數(shù)為四次，第三次、第四次強(qiáng)夯處理則為2000kN·m滿夯，每遍每夯點(diǎn)夯擊2擊。

2.3 測(cè)量放線

在確定施工參數(shù)后，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求向施工區(qū)內(nèi)引測(cè)控制點(diǎn)、布設(shè)夯點(diǎn)，并將強(qiáng)夯施工的范圍邊線與強(qiáng)夯警示線準(zhǔn)確標(biāo)注出來(lái)。另外為保證測(cè)量精度，每次測(cè)量之前還要對(duì)場(chǎng)外的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)校檢，確定場(chǎng)外控制點(diǎn)位置無(wú)誤后，方可繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量，以免因場(chǎng)外控制點(diǎn)的偏差而影響測(cè)量結(jié)果。

2.4 施工排水

機(jī)場(chǎng)工程的施工規(guī)模較大，建設(shè)周期也比較長(zhǎng)，在地基加固施工期間很容易出現(xiàn)積水，需要加固軟土地基本身含水量也比較高，如果無(wú)法及時(shí)將施工現(xiàn)場(chǎng)的積水排出，保證夯土持續(xù)處于干燥狀態(tài)，那么強(qiáng)夯施工后地基加固效果就很可能會(huì)出現(xiàn)反復(fù)。因此在進(jìn)行夯擊操作之前，施工單位還需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)挖設(shè)排水溝，并確定好排水方向（通常應(yīng)從高側(cè)向低側(cè)排水），保證強(qiáng)夯現(xiàn)場(chǎng)各處的積水都能夠從排水溝中排出，如出現(xiàn)降雨天氣，還要在降雨過(guò)后及時(shí)對(duì)強(qiáng)夯區(qū)域表面進(jìn)行清理碾壓。

2.5 試夯

在進(jìn)行強(qiáng)夯施工之前，還要按照相關(guān)技術(shù)規(guī)程來(lái)進(jìn)行試夯，并根據(jù)強(qiáng)夯能級(jí)、夯沉量等參數(shù)計(jì)算出試夯檢測(cè)土的壓實(shí)系數(shù)、強(qiáng)度特征值，確定其壓實(shí)系數(shù)、強(qiáng)度特征值符合要求后，方可按照與試夯相同的技術(shù)參數(shù)來(lái)完成強(qiáng)夯施工，如發(fā)現(xiàn)壓實(shí)系數(shù)等參數(shù)不符合要求，則要及時(shí)對(duì)試夯檢測(cè)土進(jìn)行壓實(shí)處理，直至其達(dá)到強(qiáng)夯施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 夯擊操作

確定可以開始強(qiáng)夯施工后，需要先將夯機(jī)移動(dòng)至指定的夯點(diǎn)，待夯擊就位后開始測(cè)量重錘下落距離，如重錘下落距離不符合要求，則要對(duì)重錘高度進(jìn)行調(diào)整，以免因下落距離不足而導(dǎo)致影響實(shí)際夯擊能級(jí)與夯擊效果，之后則要卡住吊繩，使重錘在起吊后能夠自動(dòng)松開并完成自由下落。為準(zhǔn)確確定夯沉量，夯擊之前還要對(duì)夯點(diǎn)的地面標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，之后每次夯擊完成后，都需要對(duì)該次夯擊后的高程進(jìn)行測(cè)量，這樣通過(guò)夯擊后地面高程與原地面標(biāo)高的對(duì)比，就可以計(jì)算出沉降差[3]。如夯擊后沉降差未能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則要向夯坑中補(bǔ)料再夯，補(bǔ)料應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定。夯擊過(guò)程中應(yīng)及時(shí)回填好夯坑，并按照邊夯邊退的原則逐漸移動(dòng)夯擊，這樣即便施工人員未能將夯坑回填好，也不會(huì)對(duì)夯機(jī)的移動(dòng)造成影響。

2.7 施工質(zhì)量控制

在強(qiáng)夯施工過(guò)程中，為保證地基加固施工質(zhì)量，必須要在各個(gè)施工環(huán)節(jié)中采取針對(duì)性的施工質(zhì)量控制與檢測(cè)措施。例如在某機(jī)場(chǎng)工程地基加固施工中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件展開了強(qiáng)夯試驗(yàn)時(shí)，夯錘很容易因能及過(guò)大而出現(xiàn)過(guò)度下沉的情況，并給其他區(qū)域的地基加固施工帶來(lái)麻煩，因此夯擊必須要按照從小到大的順序逐漸增加能級(jí)。而在施工結(jié)束后，則需要對(duì)各項(xiàng)施工參數(shù)的記錄進(jìn)行綜合分析，查看其是否符合質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見表1，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量的全面嚴(yán)格控制。

表1 強(qiáng)夯地基質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及方法

2.8 強(qiáng)夯施工安全防范

強(qiáng)夯地基加固施工存在著一定的危險(xiǎn)性，因此在施工過(guò)程中施工單位必須要提高安全意識(shí)，并做好各環(huán)節(jié)的施工安全防范措施。例如在進(jìn)行夯擊操作時(shí)，需要緩慢進(jìn)行重錘起吊操作，以免因起吊速度過(guò)快而使重錘出現(xiàn)大幅度晃動(dòng)，撞傷施工人員。而掛鉤工、測(cè)量立尺人員在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，則要遠(yuǎn)離或站在吊機(jī)背后一定距離，確定其處于安全位置后，方可指揮操作人員起吊重錘。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，機(jī)場(chǎng)工程的地基強(qiáng)夯加固施工雖然有著十分嚴(yán)格的施工要求，但只要能夠把握好施工準(zhǔn)備、施工參數(shù)確定、試夯、夯擊操作等環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要點(diǎn)，并做好施工質(zhì)量把關(guān)與施工安全防范，強(qiáng)夯法仍然是能夠在實(shí)際施工中得到有效應(yīng)用的。