机场工程地基加固中强夯法的运用之研究

2020-08-03常世永

建材与装饰 2020年21期

关键词：夯点重锤夯法

常世永

（山西机械化建设集团有限公司，山西太原 030009）

0 引言

由于机场工程对于地基的要求较为严格，因此也同样对机场工程的地基加固施工提出了更高的要求，而强夯法作为地基加固施工中最为常用的一种地基加固方法，其在机场工程中的应用技术要点也随之受到了更多的关注。

1 强夯法概述

强夯法是源于重锤夯实法的一种地基加固方法，从原理上来看主要就是通过控制重锤自一定高度下落来夯击土层，使地基土层能够在强大夯击能与冲击波的作用下迅速固结，并实现地基承载力的提升，主要用于强夯法砂性土、非饱和粘性土、杂填土等类型的地基，具有着加固效果好、施工成本低、操作简单、施工方便、适用范围广等特点[1]。

2 强夯法在机场工程地基加固施工中的应用技术要点

2.1 施工准备

在机场工程地基加固施工开始之前，施工单位应提前对施工现场的管线、道路、建筑物及各种地下障碍物埋设情况进行深入调查与仔细探测勘察，以免因地基强夯加固施工而使地下管线、道路等造成损坏，对于不允许破坏的建筑物，还要采取相应的防护措施，以免因施工操作失误而对建筑物造成破坏。此外，施工准备阶段施工单位还需完成技术准备、设备材料准备、人员组织等多项工作。其中技术准备要求施工技术人员提前对施工图纸进行深入了解与分析，以明确设计意图，掌握各项设计参数，并对各项设计要求加以熟悉。设备材料准备则主要是对设备材料的质量性能及规格参数等进行把关，设备通常包括夯锤、强夯机、自动脱钩装置、铲车、检静力触探仪、全站仪、水准仪等等，而材料则包括机械零备件、油材料，不同设备材料的质量要求应根据设计要求而定。另外，由于强夯施工主要依靠机械完成，因此对施工人员需求并不大，施工单位只需保证起重司机、其中挂钩工、测量记录人员及现场管理人员的专业性即可，施工技术人员还要对现场施工人员进行技术交底，并进行短期的技术培训。

2.2 设计参数确定

在进行强夯处理之前，需要先对强夯施工现场进行清理，在确保现场平整度符合要求且无石块等明显障碍物后，方可通过强夯试验来以各区域夯点在不同能级下的夯沉量，并根据试夯结果来优化夯点间距、单点击数等强夯设计参数。例如在某机场跑道工程处于黄土台塬地区，地基处理范围为道肩边线外延8m，服务车道为边线外延2m，该处深厚湿陷性黄土广泛分布，浅层黄土层为高压缩性土，湿陷性强且不同区域湿陷性差异较大，容易引起道面较大的差异沉降。深层黄土为中低压缩性土，随深度增加湿陷性逐渐降低。考虑到场区受水浸泡的可能性很小，且深层黄土湿陷性较低，场区主要岩土工程问题为浅层黄土的高压缩性和强湿陷性问题，需要根据浅层黄土的厚度分布情况，选择相应能级的强夯法进行处理，以消除其湿陷性并减小其压缩性，满足地基变形和强度的要求。施工过程中发现现场大部分为湿陷性黄土地基，受水浸泡很容易产生湿陷变形问题，进而引起道面结构的沉降。在确定采用强夯法进行加固后，对各现场进行了强夯试验，并将施工要求确定下来，其中强夯处理为8000kN·m能级，主夯点间距为8.0m，强夯次数为四次，第三次、第四次强夯处理则为2000kN·m满夯，每遍每夯点夯击2击。

2.3 测量放线

在确定施工参数后，可根据设计要求向施工区内引测控制点、布设夯点，并将强夯施工的范围边线与强夯警示线准确标注出来。另外为保证测量精度，每次测量之前还要对场外的控制点进行复测校检，确定场外控制点位置无误后，方可继续进行测量，以免因场外控制点的偏差而影响测量结果。

2.4 施工排水

机场工程的施工规模较大，建设周期也比较长，在地基加固施工期间很容易出现积水，需要加固软土地基本身含水量也比较高，如果无法及时将施工现场的积水排出，保证夯土持续处于干燥状态，那么强夯施工后地基加固效果就很可能会出现反复。因此在进行夯击操作之前，施工单位还需根据现场实际情况来挖设排水沟，并确定好排水方向（通常应从高侧向低侧排水），保证强夯现场各处的积水都能够从排水沟中排出，如出现降雨天气，还要在降雨过后及时对强夯区域表面进行清理碾压。

2.5 试夯

在进行强夯施工之前，还要按照相关技术规程来进行试夯，并根据强夯能级、夯沉量等参数计算出试夯检测土的压实系数、强度特征值，确定其压实系数、强度特征值符合要求后，方可按照与试夯相同的技术参数来完成强夯施工，如发现压实系数等参数不符合要求，则要及时对试夯检测土进行压实处理，直至其达到强夯施工标准。

2.6 夯击操作

确定可以开始强夯施工后，需要先将夯机移动至指定的夯点，待夯击就位后开始测量重锤下落距离，如重锤下落距离不符合要求，则要对重锤高度进行调整，以免因下落距离不足而导致影响实际夯击能级与夯击效果，之后则要卡住吊绳，使重锤在起吊后能够自动松开并完成自由下落。为准确确定夯沉量，夯击之前还要对夯点的地面标高进行测量，之后每次夯击完成后，都需要对该次夯击后的高程进行测量，这样通过夯击后地面高程与原地面标高的对比，就可以计算出沉降差[3]。如夯击后沉降差未能达到规定标准，则要向夯坑中补料再夯，补料应根据现场的实际情况确定。夯击过程中应及时回填好夯坑，并按照边夯边退的原则逐渐移动夯击，这样即便施工人员未能将夯坑回填好，也不会对夯机的移动造成影响。

2.7 施工质量控制

在强夯施工过程中，为保证地基加固施工质量，必须要在各个施工环节中采取针对性的施工质量控制与检测措施。例如在某机场工程地基加固施工中，结合当地地质条件展开了强夯试验时，夯锤很容易因能及过大而出现过度下沉的情况，并给其他区域的地基加固施工带来麻烦，因此夯击必须要按照从小到大的顺序逐渐增加能级。而在施工结束后，则需要对各项施工参数的记录进行综合分析，查看其是否符合质量检测标准，具体检测标准见表1，实现对施工质量的全面严格控制。

表1 强夯地基质量检测标准及方法

2.8 强夯施工安全防范

强夯地基加固施工存在着一定的危险性，因此在施工过程中施工单位必须要提高安全意识，并做好各环节的施工安全防范措施。例如在进行夯击操作时，需要缓慢进行重锤起吊操作，以免因起吊速度过快而使重锤出现大幅度晃动，撞伤施工人员。而挂钩工、测量立尺人员在进行测量时，则要远离或站在吊机背后一定距离，确定其处于安全位置后，方可指挥操作人员起吊重锤。