機場工程地基加固中強夯法的運用之研究

常世永

（山西機械化建設集團有限公司，山西太原 030009）

0 引言

由于機場工程對于地基的要求較為嚴格，因此也同樣對機場工程的地基加固施工提出了更高的要求，而強夯法作為地基加固施工中最為常用的一種地基加固方法，其在機場工程中的應用技術要點也隨之受到了更多的關注。

1 強夯法概述

強夯法是源于重錘夯實法的一種地基加固方法，從原理上來看主要就是通過控制重錘自一定高度下落來夯擊土層，使地基土層能夠在強大夯擊能與沖擊波的作用下迅速固結，并實現地基承載力的提升，主要用于強夯法砂性土、非飽和粘性土、雜填土等類型的地基，具有著加固效果好、施工成本低、操作簡單、施工方便、適用范圍廣等特點[1]。

2 強夯法在機場工程地基加固施工中的應用技術要點

2.1 施工準備

在機場工程地基加固施工開始之前，施工單位應提前對施工現場的管線、道路、建筑物及各種地下障礙物埋設情況進行深入調查與仔細探測勘察，以免因地基強夯加固施工而使地下管線、道路等造成損壞，對于不允許破壞的建筑物，還要采取相應的防護措施，以免因施工操作失誤而對建筑物造成破壞。此外，施工準備階段施工單位還需完成技術準備、設備材料準備、人員組織等多項工作。其中技術準備要求施工技術人員提前對施工圖紙進行深入了解與分析，以明確設計意圖，掌握各項設計參數，并對各項設計要求加以熟悉。設備材料準備則主要是對設備材料的質量性能及規格參數等進行把關，設備通常包括夯錘、強夯機、自動脫鉤裝置、鏟車、檢靜力觸探儀、全站儀、水準儀等等，而材料則包括機械零備件、油材料，不同設備材料的質量要求應根據設計要求而定。另外，由于強夯施工主要依靠機械完成，因此對施工人員需求并不大，施工單位只需保證起重司機、其中掛鉤工、測量記錄人員及現場管理人員的專業性即可，施工技術人員還要對現場施工人員進行技術交底，并進行短期的技術培訓。

2.2 設計參數確定

在進行強夯處理之前，需要先對強夯施工現場進行清理，在確保現場平整度符合要求且無石塊等明顯障礙物后，方可通過強夯試驗來以各區域夯點在不同能級下的夯沉量，并根據試夯結果來優化夯點間距、單點擊數等強夯設計參數。例如在某機場跑道工程處于黃土臺塬地區，地基處理范圍為道肩邊線外延8m，服務車道為邊線外延2m，該處深厚濕陷性黃土廣泛分布，淺層黃土層為高壓縮性土，濕陷性強且不同區域濕陷性差異較大，容易引起道面較大的差異沉降。深層黃土為中低壓縮性土，隨深度增加濕陷性逐漸降低。考慮到場區受水浸泡的可能性很小，且深層黃土濕陷性較低，場區主要巖土工程問題為淺層黃土的高壓縮性和強濕陷性問題，需要根據淺層黃土的厚度分布情況，選擇相應能級的強夯法進行處理，以消除其濕陷性并減小其壓縮性，滿足地基變形和強度的要求。施工過程中發現現場大部分為濕陷性黃土地基，受水浸泡很容易產生濕陷變形問題，進而引起道面結構的沉降。在確定采用強夯法進行加固后，對各現場進行了強夯試驗，并將施工要求確定下來，其中強夯處理為8000kN·m能級，主夯點間距為8.0m，強夯次數為四次，第三次、第四次強夯處理則為2000kN·m滿夯，每遍每夯點夯擊2擊。

2.3 測量放線

在確定施工參數后，可根據設計要求向施工區內引測控制點、布設夯點，并將強夯施工的范圍邊線與強夯警示線準確標注出來。另外為保證測量精度，每次測量之前還要對場外的控制點進行復測校檢，確定場外控制點位置無誤后，方可繼續進行測量，以免因場外控制點的偏差而影響測量結果。

2.4 施工排水

機場工程的施工規模較大，建設周期也比較長，在地基加固施工期間很容易出現積水，需要加固軟土地基本身含水量也比較高，如果無法及時將施工現場的積水排出，保證夯土持續處于干燥狀態，那么強夯施工后地基加固效果就很可能會出現反復。因此在進行夯擊操作之前，施工單位還需根據現場實際情況來挖設排水溝，并確定好排水方向（通常應從高側向低側排水），保證強夯現場各處的積水都能夠從排水溝中排出，如出現降雨天氣，還要在降雨過后及時對強夯區域表面進行清理碾壓。

2.5 試夯

在進行強夯施工之前，還要按照相關技術規程來進行試夯，并根據強夯能級、夯沉量等參數計算出試夯檢測土的壓實系數、強度特征值，確定其壓實系數、強度特征值符合要求后，方可按照與試夯相同的技術參數來完成強夯施工，如發現壓實系數等參數不符合要求，則要及時對試夯檢測土進行壓實處理，直至其達到強夯施工標準。

2.6 夯擊操作

確定可以開始強夯施工后，需要先將夯機移動至指定的夯點，待夯擊就位后開始測量重錘下落距離，如重錘下落距離不符合要求，則要對重錘高度進行調整，以免因下落距離不足而導致影響實際夯擊能級與夯擊效果，之后則要卡住吊繩，使重錘在起吊后能夠自動松開并完成自由下落。為準確確定夯沉量，夯擊之前還要對夯點的地面標高進行測量，之后每次夯擊完成后，都需要對該次夯擊后的高程進行測量，這樣通過夯擊后地面高程與原地面標高的對比，就可以計算出沉降差[3]。如夯擊后沉降差未能達到規定標準，則要向夯坑中補料再夯，補料應根據現場的實際情況確定。夯擊過程中應及時回填好夯坑，并按照邊夯邊退的原則逐漸移動夯擊，這樣即便施工人員未能將夯坑回填好，也不會對夯機的移動造成影響。

2.7 施工質量控制

在強夯施工過程中，為保證地基加固施工質量，必須要在各個施工環節中采取針對性的施工質量控制與檢測措施。例如在某機場工程地基加固施工中，結合當地地質條件展開了強夯試驗時，夯錘很容易因能及過大而出現過度下沉的情況，并給其他區域的地基加固施工帶來麻煩，因此夯擊必須要按照從小到大的順序逐漸增加能級。而在施工結束后，則需要對各項施工參數的記錄進行綜合分析，查看其是否符合質量檢測標準，具體檢測標準見表1，實現對施工質量的全面嚴格控制。

表1 強夯地基質量檢測標準及方法

2.8 強夯施工安全防范

強夯地基加固施工存在著一定的危險性，因此在施工過程中施工單位必須要提高安全意識，并做好各環節的施工安全防范措施。例如在進行夯擊操作時，需要緩慢進行重錘起吊操作，以免因起吊速度過快而使重錘出現大幅度晃動，撞傷施工人員。而掛鉤工、測量立尺人員在進行測量時，則要遠離或站在吊機背后一定距離，確定其處于安全位置后，方可指揮操作人員起吊重錘。

3 結束語

總而言之，機場工程的地基強夯加固施工雖然有著十分嚴格的施工要求，但只要能夠把握好施工準備、施工參數確定、試夯、夯擊操作等環節的施工技術要點，并做好施工質量把關與施工安全防范，強夯法仍然是能夠在實際施工中得到有效應用的。