强夯法在机场粉细砂填方地基中应用

发表时间:2020/12/14   来源:《建筑实践》2020年25期   作者:杨新龙1 史 斌2
[导读] 强夯法处理粉细砂地基施工工艺较简单,施工速度快,造价低,质量易保障,

        杨新龙1 史 斌2
        1.西安西北民航项目管理有限公司,陕西 西安 710075
        2.  2.西安建筑科技大学建筑设计研究院,陕西 西安 710075
         [摘要] 强夯法处理粉细砂地基施工工艺较简单,施工速度快,造价低,质量易保障,结合已建西北某机场为例,对航站区粉细砂填方地基处理方式进行试验与检测,总结得出强夯法处理粉细砂填方相关设计要点,可供类似工程提供参考。
        [关键词] 强夯 填方 粉细砂 机场
1 概述
        机场占地面积广,地质条件复杂[1],以飞行区等级2B机场为例,仅飞行区占地需400亩以上,为了满足使用及规范平整度要求,大多存在高挖高填的情况,建筑物建在填方地基较为常见,因此总结建筑物在填方地基处理形式很有必要。强夯法处理地基是利用夯锤自由落下产生的冲击波使地基密实,是上世纪60年年代由法国梅耶公司发明,于1978年引入我国[2]。强夯法具有施工机械设备简便、原理直观、节约材料、工期较短、投资较省,对周围环境污染小,造价较低等优势,适用范围广泛[3]。结合已建西北某机场为例,对航站区粉细砂填方地基处理方式进行试验与检测,总结得出了强夯法处理粉细砂填方相关设计要点。
2 工程概况及地质条件
        根据勘察单位提供的详细勘察阶段岩土工程勘察报告,地貌单元属风沙滩地和沙盖黄土梁岗地貌,沙丘一般高3~8m,沙丘属半固定沙丘。场地高差起伏较大,相对高差52.36m。航站区拟建机库、餐厅宿舍楼等建筑物,拟建机库位于填方6~8m的区域。场区内主要岩土层及特性为:
①风积砂(Q4eol):主要成分为石英、长石,砂质不纯净。厚度0.20~6.90m,层底深度0.20~6.90m,层底高程1284.90~1336.66m。松散-
【作者简介】杨新龙(1987~),男,山东人,工程师,国家一级注册结构工程师,从事混凝土结构和钢结构设计与研究工作。
②稍密、稍湿,颗粒均匀,级配不良。标贯击数均值为6.6击,承载力特征值110kPa。
③湖积砂(Q3l):主要成分为石英、长石,砂质不纯净。厚度0.50~16.1m,层底深度1.40~20.30m,层底高程1274.60~1324.68m。中密-密实、饱和,颗粒均匀,级配不良。标贯击数均值为16.8击,承载力特征值170kPa。
④黄土(Q3eol):分布于场地西南部,中密,稍湿,成分为粉土,孔隙发育,土质较均匀,级配不良。厚度1.60~11.80m,层底深度3.00~16.20m,层底高程1298.25~1333.47m。承载力特征值155kPa。
⑤黄土(Q2eol):成分为粉土,孔隙发育,土质较均匀,级配不良,不具湿陷性。厚度0.20~56.30m,层底深度15.00~35.00m,层底高程1265.10~1324.67m。承载力特征值165kPa。
        3 地基处理方案
        机库设计正负零设计标高为1302.15m,原地面标高为1297.78~1298.75m,在场地初平时,利用飞行区沙土进行回填至设计标高1302.15m,根据地勘及《建筑地基处理规范》,地基处理深度应至①层风积砂(Q4eol)底1294.78~1296.45m,处理深度应达到7米。
        
图1 工程地质剖面图
        
        经对比拟采用强夯法,强夯施工确定地基施工参数为:采用200t·m能级,夯位排布为3m×3m的正方形,强夯分两遍跳夯施工,第一遍每夯位连续12击,整平地面并测记地面高程,第二遍(第一遍夯过的空位),每夯位连续9击,整平地面并测记地面高程,第三遍用100t·m拍夯,夯痕压叠1/3,每夯位连续3击。
 
图2 现场强夯效果
        经检测中心对夯后地基进行检测,承载力特征值达200kpa以上,夯沉量约为0.36m,强夯有效处理深度约为7m,可满足地基设计相关要求。
        根据《建筑地基处理技术规范》4.2.4条,基础持力层下土层压实系数不应小于0.97[3],当点夯完成后,常用推土机将奈坑回填推平,因此坑底标高以的填土比较疏松,试验检测单位现场利用振动台干法所测的最大干密度结果为1.671g/cm3,对终夯面下1.5米深度范围内干密度进行实测:

        由上表可知,0.3~1.2m压实度低于0.97,1.2m深度以下范围的压实度满足规范对土基压实度97%的要求。考虑冻土深度1.4m,综合确定基础埋深为1.5m,整片场地经强夯后,为改善地基均匀性,强夯范围内换填不小于0.50m厚级配砂石垫层。
        4.结论
        对5m厚填土区域采用200t·m能级3m×3m夯点间距直接强夯,终夯面以下有效处理深度可达7m,夯沉量为0.36m。在基础埋设深度以下,强夯粉细砂的密实度可达97%,地基承载力特征值为200kPa以上,满足规范及基础设计要求。强夯法处理粉细砂地基施工工艺较简单,施工速度快,造价低,质量易保障,相关设计要点可供类似工程提供参考。
参考文献:
1、《机场粉质粘土高填方地基处理方法》 吴云峰,建筑施工;
2、《地基处理手册》 龚晓南 ,第三版,中国建筑工业出版社;
3、《强夯技术在高速公路大块石高填方路基施工中的应用》 金天江,黄岗,梁朝勇等,隧道桥梁道路水港——201 1年学术交流会论文集;
4、《建筑地基处理技术规范》 JGJ79-2012,中国建筑工业出版社;
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