探究強夯法在機場跑道地基處理中的應用

2021-08-18 11:53曾代良
關鍵詞:夯法墊層水庫

曾代良

【摘? 要】隨著我國經濟的不斷發展和社會的不斷進步,人們對于出行的要求越來越高,對于復雜地基條件下機場場道地基的處理規范也越來越嚴格。在機場工程地基施工中,強夯法施工操作相對簡單,能夠有效提高地基土體的均勻性及整體強度,避免不均勻沉降,且具有良好的經濟效益。論文結合相關案例進行實際分析,探究強夯法的施工工藝,以此來提升復雜地基條件下機場場道地基的處理。

【Abstract】With the continuous development of China's economy and social progress, people have higher and higher requirements for travel, and more and more strict regulations for the treatment of airport yard and road foundation under complex foundation conditions. In the foundation construction of airport engineering, the operation of dynamic compaction method is relatively simple, which can effectively improve the uniformity and overall strength of foundation soil, avoid uneven settlement, and has good economic benefits. Based on the practical analysis of relevant cases, this paper explores the construction technology of dynamic compaction method, so as to improve the treatment of the ground of airport yard and road under complex foundation conditions.

【關鍵詞】強夯法;機場工程;地基處理加固;強夯施工

【Keywords】dynamic compaction method; airport engineering; foundation treatment and reinforcement; dynamic compaction construction

【中圖分類號】TU753;V351.11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069(2021)08-0185-02

1 引言

強夯法是在重錘夯實的基礎上發展而來,屬于動力加固地基的有效方法,通常采用8~40t重錘,落距控制在5~40m,在自由下落作用下形成夯擊能,對地基土體造成沖擊,壓縮土層之間的孔隙,進而提升固結速度,實現地基加固的目的。機場跑道地基是地基工程中比較重要的一個部分,同時也具有一定的特殊性,機場占地面積比較大,因為跑道占據的距離比較長,在這種環境條件的制約下,工程進行選址有一定的難度,在施工的過程中也會面臨各種各樣的情況。此外飛機的起降對于跑道地基的質量要求比較高,所以施工建設部門要在負責地基條件下對機場場道地基進行科學處理,來保證機場場道地基的穩定和安全。下面詳細探究一下,強夯法在某機場跑到地基處理中的應用。

2 工程簡介

某國際機場工程離市區的距離為25km,此工程屬于我國一項重要的干線機場工程,同時也屬于重點空中交通樞紐。原本將此項機場工程設計為4E技術等級的飛行區,這樣條件限制下的機場可以滿足 B 747—400型號客機在滿載狀態下的起飛和降落。機場的二期擴建工程正于近期準備開始施工,二期機場工程設計為4F等級技術的飛行區,在二期擴建機場工程的飛行區需要新建3600×60m的第二跑道、機場聯絡道以及滑行道。待此項國際機場工程項目正式建成之后,可以有效保障現階段世界最大型號的客用飛機,即 A380機型在滿載狀態下完成起飛和降落。

3 機場跑道地基工程的地質條件

此機場跑道地基工程項目從東至西總長度達到了5400米,而工程地形的起伏幅度相對較大,東部位置和西部位置的高度相對較大,中間位置相對較為低洼,其中最大的高度落差接近15m,整個機場跑道工程所屬的地貌單元歸為黃河沖積二級階段。介于機場跑道工程施工場地的規模相對較大,為了方便對其施工狀況做出更為真實的評價,這就需要結合實際施工情況將機場跑道地基工程分為多個區域進行評價。根據勘察可以得知此機場跑道工程所在區域的土質屬于地層巖性土質,根據最終的狀態結果、標準貫入實驗結果以及靜力觸探結果,可以對機場跑道場地范圍內的巖土性質加以確定,然后按照巖土的性質及其力學結構特征實施分層分析,以自上而下的順序對其性質展開分析,以此為基礎便于根據機場跑道地基工程的地質性質采用恰當的強夯施工方法。

4 機場跑道工程的地基設計

4.1 機場跑道工程中存在的地基問題

此項機場跑道工程飛行區主要存在以下幾種地基問題:其一,水庫區域中的軟弱土質很容易導致機場跑道工程地基出現沉降問題;其二,水庫之外的一般區域因為前方的高度不一,可能導致機場跑道工程地基出現不均勻沉降問題和雜填土等多種問題。

4.2 機場跑道工程中地基處理方法的比較和選擇

在對機場跑道工程地基進行設計和實施專業處理之前,分別可以選擇三種較為專業的地基處理施工方法,這三種方法分別為:墊層強夯法、堆再頂壓法、粉噴樁法。從機場跑道工程地基的施工工期、施工質量以及施工造價等多個方面進行比較,不難發現針對此項機場飛行區域地基采取強夯法進行處理,這種方法的造價相對較低,施工過程中操作難度相對較小,但是對于運用粉砂土或者淤泥質地的泥土,可能會導致機場跑道工程地基產生較為嚴重的形變。這種狀況對于具有嚴格飛行條件4F等級技術的飛機跑道工程而言,針對此項飛機跑道工程地基處理并沒有成功的經驗可以借鑒。

4.3 針對水庫區域中軟弱土質的專業處理

位于機場跑道工程飛行區域的水庫底部位置,其軟弱的土層主要分為1~2層,這層土質的壓縮性非常強,實際的承載能力也相對較低,雖然將這部分土質定性為粉土,但是在局部區域位置中仍然夾雜著水庫底部的淤泥質土,在均勻性方面的表現相對較差,不適宜將這部分土壤作為飛機跑道槽區的持力層。由于這層土質的厚度相對較低,其平均厚度僅為2m,因此在開展機場跑道工程地基處理活動的過程中應該將這部分挖除。軟弱土壤夾層僅僅存在于水庫的底部位置,這部分土壤的含水量非常高,相較于周邊相同深度的土壤層,這部分土壤的壓縮性會高出許多,而且水庫內部位置的地勢相對較低,前方的實際高度比周邊區域的其他位置要大,因此在施工完成之后非常容易導致飛機跑道地基工程出現不均勻沉降現象。而針對這一現象的處理思路主要可以運用強夯法和沖擊碾壓的施工方法提高地基工程的密度,使機場跑道地基工程表面形成一層具有一定厚度的硬殼層,以這樣的方式可以有效消除一定深度位置內施工之后所產生的沉降,與此同時對產生的不均勻沉降,初步確定的處理深度位置為5m。

4.4 水庫之外的一般區域不均勻沉降和雜填土問題的處理

為了盡可能的消除飛機跑道場區內地基工程所產生的差異沉降,應該采取有效措施盡可能的減少高填土區域內原來的地基沉降,并在實際施工的過程中采取強夯法,使其形成具有一定厚度的硬核層,以此來協調飛機跑道工程地基所產生的不均勻沉降。初步確定的實際填方高度控制在3~6m的范圍內,而針對其處理深度要確定控制為4m,而填方的實際高度要大于6m,針對其處理的深度要確定為5m。通常情況下,水庫之外的一般區域內都應該預先實施雜填土專業處理,實施雜填土的專業處理的主要目的是為了能夠有效清除土層表面的根植土,并在施工的過程中盡可能的剔除土壤中存在的生活垃圾和樹木根系等有機成分,應在開展地基工程施工活動的過程中運用強力夯實技術來增加地基工程的實際密度,以這樣的方式盡可能的降低雜填土自身的可壓縮性。

4.5 運用強夯法針對飛機跑道地基實施處理的方案設計

水庫區域位置需要運用墊層強夯法進行強化處理,考慮到地下水因素會對強力夯實法的能級產生一定的損耗,這就需要在施工過程中適當的提升強夯法的能級。初步確定在施工過程中會運用兩遍能級達到3000kN·m的滿夯,其中墊層的厚度要控制為1.5m,在具體施工的過程中應該采取措施確保施工位置的地下水位要位于墊層頂面位置以下的2.5m處。其中在水庫之外的一般區域中:首先,填方的具體高度要控制在3~6m的區間內,并且實施兩遍操作的1000kN·m能量級別的點夯,然后再加上一遍操作的800kN·m,其中墊層的具體后置要控制為0.8m;其次,填方的具體高度要控制在大于6m的區間內,運用兩遍操作的2000kN·m能量級別的點夯,然后再加上一遍操作的1000kN·m能量級別的點夯進行處理,其中強夯墊層的具體厚度要控制為1.0m。

5 強夯法在機場跑道地基處理中的注意事項

首先,在正式開展強夯施工操作之前,應該采取措施將需要獨立采取強夯操作的區域進行平整,使此區域能夠基本達到平整狀態,避免出現高度落差過大的情況。其次,在實施碎石墊層鋪設操作的過程中,所用碎石原材料要求不能含有植物殘體或建筑垃圾等雜質,其中用于鋪設墊層的最大碎石粒徑不宜超過300mm,而碎石的含泥量應控制在10%以下。再次,收錘的實施標準需要采用雙標準控制制度,最后兩次所實施的強夯操作產生的下沉量不得超過50mm,每一遍實施的點夯操作,其夯擊次數不得低于10~20次,滿夯擊次數不得低于4~5次。最后,要掌握好強夯的間隔時間。在實施兩遍點夯操作之間,或者在實時點夯和滿夯操作之間,兩遍操作之間的時間間隔取決于實施夯實操作的完成,地基工程土體的超孔隙水壓力消散的具體情況,我們將其暫時定為實施兩遍點夯操作的時間間隔不得小于兩周,其中實時滿夯操作和點夯操作的時間間隔不得小于一周時長。

6 結語

綜上所述,在對機場的飛行區地基工程采取處理措施的過程中,需要合理安排具體的監測工程方案,使監測方案能夠很好的滿足機場跑道地基工程的設計和施工要求。通過在實施強夯施工操作之前,要查明機場跑道地基地質的具體情況,對于屬于飽和粉質狀態的粘土,在施工過程中一定要采取相應的降水措施。在具體操作的過程中要嚴格遵循強夯施工工藝和施工要點,以此來保證機場跑道地基工程的施工質量。

【參考文獻】

【1】劉浩然,徐捷,應本林,侯賀營.強夯法在某機場跑道地基處理中的應用[J].河南科技,2014(24):155-156.

【2】高廣運,凌輝,邱暢.某機場跑道強夯法處理地基試驗研究[J].巖土工程界,2004(02):34-37.

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