机场工程地基加固中强夯法的运用之研究 刘国超

发表时间:2020/11/4   来源:《建筑模拟》2020年第11期   作者:刘国超
[导读] 我国的交通运输行业呈现了海陆空的立体化的发展,尤其是飞机出行为人们的生活提供了更为优质和便利的条件,也为跨区域的交流与发展带来了十分便利的工作基础。飞机场地的工程建设工作也是飞机飞行安全性与稳定性提升的关键性因素,因此,需要通过工程技术方面的提升机场地基的建设工作,尤其是针对于复杂、特殊的地质情况进行针对性施工处理工作,以保证机场建设的地基稳定性。本文就机场工程地基加固中强夯法的运用展开探讨。
        沈阳桃仙国际机场股份有限公司  辽宁沈阳  110000
        摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。我国的交通运输行业呈现了海陆空的立体化的发展,尤其是飞机出行为人们的生活提供了更为优质和便利的条件,也为跨区域的交流与发展带来了十分便利的工作基础。飞机场地的工程建设工作也是飞机飞行安全性与稳定性提升的关键性因素,因此,需要通过工程技术方面的提升机场地基的建设工作,尤其是针对于复杂、特殊的地质情况进行针对性施工处理工作,以保证机场建设的地基稳定性。本文就机场工程地基加固中强夯法的运用展开探讨。
        关键词:机场;地基处理;措施
       
        引言
        土地基加固处理中的强夯法因具有设备简单、施工方便、适用范围广、节约材料等优点而被广泛应用。强夯法是软土地基承载力有效加大的技术,该方法主要选用重锤从相应高度下落对土层进行夯击,达到土质快速固结的效果。该方法也叫做动力固结法,其工作原理是通过起吊机械,向10米到40米高度提升重锤(10t到40t),并让重锤自行下落,在夯击力与冲击波的影响下,对土层进行夯实作业。
        1加强机场地基处理工程研究的重要性
        经济的发展和社会发展程度的提升,飞机航运也成为了人们生活中不可分割的一部分,尤其是在一些特殊的地质地区进行飞机运输的工作是十分便利的,例如在高山地区、风景区等地区。机场工程的整体质量也与飞机的起飞、着陆的安全有着密切的联系,因此需要在机场的建设过程中进行机场质量的控制工作,机场的建设也起到了总质量的决定性的作用。尤其是在机场跑道的建设工作过程中,需要针对于地质的具体情况进行全面的分析和地基工程的针对性工作进行,以保证机场地基的稳固性。在山区、软土地质区域等就需要进行针对性的施工工作,如果因为机场地质和周围施工的不科学进行,就容易在机场的施工过程中和使用的过程中出现填筑体失稳和整体上顺坡沉降或者塌陷的问题,就会造成机场的巨大经济和生命方面的损伤,也就对于人们的生活等产生严重的影响。
        2强夯法加固地基的机理
        强夯加固机理,首先应该分为宏观机理与微观机理。其次对于饱和土与非饱和土应该加以区分。而在饱和土中,粘性土与无粘性土还应该加以区分。另外对于特殊土,如湿陷性黄土等,应该考虑它的特性。再次,在研究强夯机理时应该首先确定夯击总能量中真正用于加固地基的那一部分,然后再分析此部分能量对于地基土的加固作用。总的来说强夯法加固地基的机理是:当强夯法应用于非饱和土时,压密过程基本上同实验室中的击实法相同,在饱和无粘性土的情况下,可能会产生液化,压密过程同爆破和振动压密的过程相似。对于饱和的细粒土,需要破坏土的结构,产生超孔隙水压力以及通过裂隙形成排水通道,空袭水压力消散,土体被压密。考虑到强夯法加固地基的方式,则加固作用应与土层在被处理的过程中三种明显不同的机理有关。即:第一,加密作用,指空气或气体的排出;第二,固结作用,指的是水或流体的排出:第三,预加变形作用,指的是各种颗粒成分在结构上的重新排列,还包括颗粒组构或型态的改变。
        3机场工程地基加固中强夯法的运用
        3.1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。
        3.2夯机就位
        根据机场工程的实际情况及具体要求确定夯击的规格及数量,经专业操作人员检验之后方可应用在施工之中。在安装夯机之前确保地基表层的稳定性,防止夯击施工中出现位移或沉降现象。待夯击运行至指定位置之后,水平安装夯机,夯击锤中心位于夯点位置上方,避免存在倾斜现象。随后测量锤定点位置的高程,确保落距满足施工要求。起重机械部分加强安全防护工作,加设安全装置,避免夯锤下落过程中由于惯性造成臂杆后仰。为保证夯锤平稳运行,待夯击安装完成之后,应按照相关标准对其进行检验,并根据检验结果适当调整。
        3.3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。
        4机场工程地基加固中强夯法施工的质量控制措施
(1)        为确保强夯加固的效果,应严格遵循相关标准检测各项施工参数,如检测数据与设计要求存在较大误差,应及时对其进行调整。每遍夯击施工前都需复核夯击点位,将偏差控制在条件允许范围内。待强夯施工结束,对夯击效果进行检测,通常采用的方法有原位测试、取样试验等方法,可根据工程实际情况选取相应的检测方法,分析和评价强夯加固效果。(2)在具体施工阶段,若间隔时间过短造成超静孔隙水压力未完全消除,或地基土体含水量过高,可能会出现弹簧土现象,降低夯击效果,针对这种情况,应加强施工现场的排水措施,必要时可加设竖向排水道,并进行换填处理。此外,夯击能过小会导致夯锤贯入度无法达到相关标准,应根据实际情况调整夯锤落距及夯击次数。为有效规范施工人员操作行为,确保施工安全性,减少质量隐患,必须结合工程实际情况加强技术培训工作,充分掌握强夯的标准及要求,确保强夯施工顺利进行。
        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.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,2019(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,2018(12):155-156.
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