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机场工程地基加固中强夯法的运用之研究

发表时间：2020/10/29 来源：《基层建设》2020年第21期作者：邢童

[导读] 摘要：强夯法是1970年由法国Menard技术公司所研发，此技术原理是利用软基处理工作机将重锤拉起至一定高度，当重锤落下锤击地面时，能量向深层传递，使土壤结构趋于密实，并经过多次反复锤击达到增强地基强度的目的。

        新疆机场（集团）有限责任公司乌鲁木齐 830016
        摘要：强夯法是1970年由法国Menard技术公司所研发，此技术原理是利用软基处理工作机将重锤拉起至一定高度，当重锤落下锤击地面时，能量向深层传递，使土壤结构趋于密实，并经过多次反复锤击达到增强地基强度的目的。强夯施工时，为有效改良深层地基，一般按照一定规律进行棋盘式夯击，打击点分开一定的距离，是为“主打击”。主打击后，由于能量向夯点四周冲击地表形成陷坑，经整平后再以较低的夯击能量的重锤进行周边夯击，以利于夯击完全遍布施工区域。
        关键词：机场工程；地基加固；强夯法
        引言
        软土路基含水量大、承载力低，不能满足施工需要。作为施工单位，应加强软土路基施工现场调查，制定科学合理的处理方案，选用恰当的施工技术以提高软土地基处理效果。目前常用的软土地基处理方法主要有排水固结法、置换法、强夯法、搅拌桩法、堆载预压法等。不同的处理方法各有自身特点和优势，作为施工单位，应加强软土路基路面施工现场调查，然后有针对性地制定处理方法，提高软土路基的承载力和稳定性，使其更好地满足施工需要。
        1强夯法特点
        ①适用范围较广。在使用的过程中，强夯法可以使用的范围十分之广。采用强夯法，可以用来处理碎石土，饱和度低的粉土，此外也可以用来有关素填土的地基建设、强夯法在地基建设的整个过程中，可以运用到的地方是十分的广泛。同时在进行强夯法的运用过程中，为了保证路基的强度，通常也会在夯坑中进行一系列的碎石填充，从而促进路基的施工。②经济性能良好。施工人员在进行施工的时候，既要注意施工质量也要注意施工的经济效益。对地基进行加固的方式中包含了置换，注浆以及强夯法等多种方式。其中置换和注浆在进行施工的时候都需要其他的辅助材料来进行施工，这些材料以及设备的费用一定程度上都加剧了经济的消耗。但采取强夯法来对地基进行加过，既可以较大程度上的提升加固的质量，同时也不需要其他的辅助材料和设备，故而加固过程便可以较大程度上的节省成本。在长期的建设过程中，强夯法便是一种性价比较高的施工技术，员工在进行建筑工程中采取强夯法，在节省工作成本的同时也可以达到建筑质量标准。
        2机场工程地基加固中强夯法的运用
        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夯击参数选择
        有效加固深度、夯击次数、时间间隔等都是影响夯击效果的重要因素，在施工之前应充分掌握现场实际地质条件，以此为依据进行各项参数的计算。首先是有效加固深度的计算，直接反映了最终加固效果，并为设计方案提供必要的数据支持，其计算公式为：

        式中：有效深度表示为h
        夯锤重量表示为m
        夯锤落距表示为H
        有效深度修正系数为a，一般取值在0.5-0.8之间
        其次，为保证土体中的超静孔隙水把压力完全消散，应合理确定两遍夯击之间的时间间隔，地基土质不同，其消散速率也存在一定差异。对于砂土地基而言，由于渗透性相对较好，在短时间内即可完全消散，而渗透性较差的地基可能需要数周。因此应结合机场工程实际地质条件，确定最佳的时间间隔。
        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。
        2.5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。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。
        3强夯法施工质量控制措施
        在对强夯法进行利用的过程中，可能会因为地基本身的不稳定性比较强，再加上一些其他因素对施工过程产生的影响，会导致施工中出现一些问题。因此在强夯法施工过程中，必须采取有效措施加强质量控制工作，可以从以下方面开展有效的质量控制工作。第一，在强夯法施工中利用有效的排水措施确保地基中的水分能够有效及时排除。在夯间设置排水通道，加速土体的排水速度。停止夯机，要对土壤进行翻晒，以便达到排除水分的目的。第二，如果局部出现弹簧土，要及时将弹簧土挖出，同时要利用混山石进行填筑。第三，垫层厚度比较薄弱的情况下，在二次夯实施工过程中，可能会出现土捣问题，因此，可以加厚夯底厚度，确保底层的稳固性。在这种情况下，需要对施工工艺进行适当调整，防止类似问题再次出现。同时要重视对排水措施的充分应用。第四，在解决点强度不足导致的夯坑周围隆起量比较大的情况时，可以对夯底没有达标的地方进行推平重夯，一直到规定的要求为止。
        结语
        总而言之，机场工程的地基强夯加固施工虽然有着十分严格的施工要求，但只要能够把握好施工准备、施工参数确定、试夯、夯击操作等环节的施工技术要点，并做好施工质量把关与施工安全防范，强夯法仍然是能够在实际施工中得到有效应用的。
        参考文献：
        [1]李同贵.昆明新机场工程飞行区强夯设计及施工技术[J].施工技术，2018，47（4）：184-186.
        [2]赵兴杰.机场工程地基加固中强夯法的应用[J].中国战略新兴产业，2017（28）：151，153.
        [3]刘浩然，徐捷，应本林，等.强夯法在某机场跑道地基处理中的应用[J].河南科技，2014（12）：155-156.