西南地区机场软基处理检测方法的综合应用与研究

杨 菲 菲

(山西机械化建设集团有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

近年来，随着我国航空事业的迅速发展，西南地区民用机场建设任务也逐渐增多，为了能在西南地区占领市场，我们需对西南地区场地地形、地貌进行综合研究，以便增强我们的技术水平。

西南地区多为高含水量、高压缩性、粘结性强的粘性土场地，为不良地质土，鉴于机场现场条件的复杂性和各种软基处理方法的有限性，根据工程现场实际，进行地基处理效果试验检测研究，综合评价各种检测手段的经济性、有效性和适用性，为确定大面积地基处理方案提供依据。

2 场地地质情况

2.1 工程地质条件

根据区域资料和现场钻探揭露，场地表层有约为0.3 m～0.5 m耕植土，其下地层为第四系的黏性土、碎石、卵石，下伏下更新统～中更新统湖积黏性土，现分述如下：

2.2 本工程存在的主要问题

场地填方区表层普遍存在①1，①2层粉质黏土，其中①2层粉质黏土为饱和土，流塑～软塑状，一般普遍厚度4 m左右。亦属高含水量，高液限、高黏性土，需对其原地面进行地基处理达到设计要求后方可进行下一道工序，所以采用何种检测手段才能更快、更好的得出地基处理效果，需通过试验研究。

3 试验方案设计

3.1 试验区地基处理方案设计

在原地面选择有代表性的地块设置两个试验区，每个试验区面积400 m2。试验区内原地面采用土夹石填料进行强夯置换，根据强夯置换施工工艺进行夯实，通过对均匀性、承载力及压缩模量等参数的对比，选出技术可靠、经济合理的检测方法。选用强夯施工参数如表1所示。

表1 3 000 kN·m强夯半置换试验参数

3.2 试验区检测方案设计

为了获得试验效果的对比资料，确定最优检测参数，设计在强夯置换区设置两个试验区域，采用多种检测手段评价强夯后的承载力及压缩模量、均匀性。

承载力及压缩模量试验区内布置3组静载荷试验和3组重型圆锥动力触探试验；均匀性试验区内布置3组重型圆锥动力触探试验和3组波速法检测点。

3.3 试验区检测方法

从检测效果及检测成本进行对比，得出速度快、技术可靠、经济合理的检测方法，具体试验方法如下。

3.3.1重型圆锥动力触探试验

1)采用自动落锤装置。

2)安装触探架,保持机架平稳,使触探垂直进行,触探杆部件连接处连接紧固,触探杆最大偏斜度不超过2%,同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动。

3)每贯入1 m，宜将触探杆转动一圈半。动探试验过程中，当遇到大块石时不能穿透，一般停止本孔试验，在原孔位附近约50 cm重新打孔试验。

4)记录每贯入10 cm的锤击数N120，因填料含有大块石，故锤击贯入无法连续进行,锤击速率每分钟15击～30击。

3.3.2静载荷试验

1)反力装置：平台堆载法，总配重根据实际情况确定。

2)加荷装置：采用自动加荷装置。

3)沉降观测系统：在承压板的两个正交直径方向上安装4个位移传感器测读其沉降量。

4)加荷分级为10级。

5)每级加载后，按第5 min,15 min,30 min,45 min,60 min测读沉降量，以后每隔半小时测读一次沉降量，当在连续2 h内，每小时的沉降量小于0.1 mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。

3.3.3波速试验

测试采用12道双边观测系统接受方式进行数据采集，道检距1 m～2 m，偏移距2 m；采集系统选用采样间隔0.4 ms，采样长度1 024 ms，数字增强叠加采样，本次测试采用4 Hz垂直检波器。

4 检测结果分析

4.1 承载力及压缩模量检测结果

重型圆锥动力触探试验见表2。

表2 重型圆锥动力触探试验

载荷试验结果见表3。

表3 承载力及压缩模量

4.2 均匀性试验数据部分结果

重型圆锥动力触探试验见表4。

5 检测方法的比选

5.1 承载力及压缩模量指标

技术层面分析：通过对重型圆锥动力触探试验和载荷试验检测结果进行综合分析知，经过强夯置换处理后，载荷试验结果准确度较高，重型圆锥动力触探试验结果离散性较大。

工作效率方面分析：重型圆锥动力触探试验时间比载荷试验少6 d。

成本分析：重型圆锥动力触探试验成本较大，载荷试验成本较大。

5.2 均匀性指标

技术层面分析：通过对重型圆锥动力触探试验和面波试验检测结果进行综合分析知，经过强夯置换处理后，重型圆锥动力触探试验和面波试验检测结果差异较小，场地均匀性均为中等。

工作效率方面分析：重型圆锥动力触探试验时间比面波试验少1 d，但数据分析所用时间较长，难度较大。

成本分析：重型圆锥动力触探试验比面波试验成本少400元。

表4 重型圆锥动力触探试验统计分析表

面波试验见表5。

表5 面波测试数据分析表

6 结语

试验过程及检测效果表明，所采用的各种检测手段均能达到设计预期要求，各种检测方法各有千秋，但综合考虑：在施工质量控制时，宜采用重型圆锥动力触探试验，竣工验收时，根据规范必须采用静载试验。在均匀性评价时，采用多道瞬态面波法时，效率高，速度快，精度高，但由于该方法数据处理起来，难度较大，经验不足，需与其他方法验证后使用，所以为更进一步、更系统地去软弱地基处理后检测手段的有效性、适宜性，依然是我们需要研究的一项重要课题。