摘要:本文针对强夯技术展开一系列的研究,包括其特点和利用该技术对地基的处理和检测,并且将结合实际的一些操作案例来展开说明与探讨。
关键词:地基;机场场道;强夯处理
强夯处理,又名动力固结法或者是动力压密法。其前身为重锤夯实法,后来经过一系列的演变与发展成为现在的强夯处理法。强夯处理法能使地基土的强度提升,而且减少压缩性,无论是砾石还是粘性土,如今的强夯法都能够驾驭。但是这个方法运用起来比较繁琐,而且其设计和加固方面的研究还不够深入,因此运用也不是特别成熟,而造成这样局面主要的原因之一就是对强夯垫层缺少相关的研究与分析。当前,工程界普遍关注强夯垫层运用的优势,包括其在防止粘锤还有抑制表面振动波的松动作用等,但是对其劣势的认识却并不深刻,对其消耗夯击能也没有相关措施进行改善。在这种情况下,在用强夯进行垫层的时候通常都会忽视材料的特性以及颗粒的组成情况,而这轻则会使夯击能遭到消耗,重则会导致地基处理的失败。
1 强夯技术优势
(1)适用各类土层。能够被运用在各种土层,包括砂性土、一般粘性土、人工填土、黄土还有粉土等。 通常各方法都难以对一些大块的碎石类土和一些建筑, 生活垃圾还有工业废料构成的杂填土进行加固,而这种土质正好可以被强夯技术进行处理。 将其与其他的一些技术综合起来,对一些软土地基也非常适合加固。
(2)加固效果显著。地基在通过强夯之后,其承载力能够得到很大的提升。 同时模量能压缩,干容重增加,孔隙比减少。场地将会变得更加均匀,同时湿陷性,膨胀性这些问题都会消失。 还能够避免振动液化。 除了那些含水较多的软粘土,一般地基在经过强夯加固处理之后,即可进行使用了。
(3)施工机具简单。强夯机具主要是履带式起重机。在该起重机起吊受限的时候, 可以利用龙门式起落架或者是别的设施配合其完成自动脱钩装置。如果遇到机械设备紧张的时候,还能够根据现实情况,就地使用打桩机、桅杆等简单的工具。
(4)节省材料。通常情况下,强夯处理都是对原状土施加能量,并不需要使用其他的建筑材料,这样就可以减少很多工序,也能够节约很多成本,使工程可以早日竣工。如果有特殊要求,可以用砂井、挤密碎石工艺对其进行配合,共同完成强夯施工,这样一来不但加固效果好,而且其材料的运用效率也比较高,还可以节约成本。
(5)施工快捷。强夯工艺施工非常快捷,因为不用制作建筑材料,因此可以大大节约施工的周期,尤其是那些对粗颗粒非饱和的土进行强夯的时候,所用时间更短。与挤密碎石桩、分层碾压、直接灌注这些方案相较,强夯工艺获得的经济效益也是最大的,所以格外让建设单位青睐。但是从另一角度来说,设计人员的技术也需要更高,在策划方案的时候要更注重时间效益,而施工快捷与否成了检测方案的关键标准。
2 强夯处理地基的检测方法
对表层地基的检测使用的手段和方法都是经过多次试验的,已经相当成熟。 然而在对承载力进行试验以及对地基的密度进行计算的时候,还需要进行更进一步的分析与探索。
(1)载荷试验。载荷试验一般情况下都是对承压板应力的地基原位进行检测,检测的内容包括两个方面,地基岩土的承载力以及其变形情况。载荷试验主要有三种形式,分别应用于三种基土:①浅层平板载荷试验,这种试验针对的是小于等于3m的地下水位地基土。②深层板载荷试验,针对的是大于3m的地下水位地基土。③螺旋板载荷试验,针对的是地下水位以下和深层的地基土。载荷试验在实施的时候需要严格遵守我国的强夯处理地基的规范。 但是,平板载荷试验是不允许超过两倍的承压板直径,所以在现实工作中,还需要跟其他的一些检测方法一起综合使用。
(2)密实度的检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆灌砂(水)的检测方法是密实度检测的有效方法,其在密实度检测方面有很多优势,除了可以精准地反应出地基的密实程度,还能够对地基的承载力进行有效呈现。并且这种方法应用起来非常的简便,结果也直观,因此是地基处理中运用最广的方法。但是这种方法一般只针对一些重大的工程或者是运用在工程的试验阶段,而对于一些开挖量大并且破坏性大的工程,这种方法比较局限,通常不用。
(3)圆锥动力触探试验。圆锥动力触探试验运用的原理:把圆锥的探头钻进土里,同时用落锤对其进行敲击,对探头在土里遇到的阻力进行分析来对土层的力学分层进行分析,然后判定土层的性质。并将此作为对地基土木工程地质的评价。 因为其所记探头的阻力是根据嵌入土里距离所满足的锤击数为标准的,所以这个方法也能够应用在对地基加固效果的监测中。 该方法的运用非常广泛,也是由于其操作便捷所决定的,在一些静力难以测试的土层中,该方法有效弥补了这一不足。但其缺点也比较多,不仅不能采样,而且还容易产生误差,也不能运用在块粒较大填料地基的测试中。
(4)瞬态瑞利波测试法。最近几年,在浅层地质勘探方面,瞬态瑞利波测试法应用比较多。其测试的步骤主要有以下几步,首先把震源检波器放在某个平面上,通过重锤使其产生瑞利波,并且利用频谱仪对波形进行分析,然后换成横波速度,最后计算得到土层的波速。而伴随着瞬态瑞利波研究的深入,其会被应用到更多的工程项目中,成为浅层地质勘探方面无可取代的技术。
(5)地质雷达检测技术。地下物质的电磁是各不相同的,使用一定频率的电磁波按照这些电磁之间的差异,来对地基的密实度进行检测,这就是地质雷达监测检测技术的原理。信息由天线发射器向地下传递,通过地层界面之后,返回地面,最终由雷达读取。高频电磁波在进行传播的时候,磁场的强度还有对应的波形都会随之发生变动。因此,对时域波形进行分析和处理,可以掌握地下以及地质体的有关状况。地质雷达监测技术在对地下和地表建筑物的密实度检测方面有着很广阔的发展前景,其凭借高清、高效、无损的优势,已经成为岩土检测的重要手段[3]。
3 工程实例
某机场已建成的场道部分,包括一期工程的2600m跑道、站坪,二期的3600m跑道、快滑道、联络道,另将一期老跑道延长1000m后改作为平行滑行道。机场场道地处鲁西北黄泛冲积平原地貌单元南部,南与鲁中山前冲积倾斜平原相连接。微地貌主要为黄河决口泛滥形成的小低缓沙丘及人为沟渠。场道区内地势开阔,地形平坦,局部稍低。
场道区35m深度范围内,地层结构较为复杂,具有以粉土、粉质粘土为主,局部为粉土的多层次结构特点。按时代、成因及力学特征大致划分为三个大层,再按岩性特点进一步分为若干个亚层。
该场地的强夯中采用了预夯和满夯。预夯单点夯击能为800 kN°m,夯点间距为2.93m,每点夯击次数不少于3击,增加预夯一是增加了地表的强度和密度,有利于主次夯点作业时机械的运作;二是使土体内产生渗水的裂隙,有利于主次夯点夯击时的排水,实践证明有良好的效果。满夯单击夯击能为1000kN°m ,锤痕相互重叠四分之一锤径,每点夯3~5击,且最后两击平均夯沉量不超过4mm。满夯的作用一是提高地面均匀性,二是提高地表面的密实度。满足地基系数的要求。
4 强夯效果
该机场的施工经验表明,对于黄河冲积漫滩相及沼泽相新近堆积土体,作为机场场道地基进行的强夯处理是成功的。目前该机场正在进行二期工程站坪扩建,前后强夯处理总面积已达72万多平方米。
参考文献
[1]王兰民.黄土动力学[J].北京地震出版社,2015.7.(10).55-58.
[2]刘军,刘俊新,赵海松,龙志伟.压实黏性土剪切破坏参数探讨[J].铁道建筑,2016.27.(9).29-31.
[3]唐玉合.高速公路路基施工中强夯法的应用研究[J].黑龙江交通科技,2016.7.(7).58-61.
论文作者:崔安乐
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/19
标签:地基论文; 密实论文; 载荷论文; 土层论文; 工程论文; 机场论文; 承载力论文; 《基层建设》2017年第26期论文;