摘要：强夯法是用起重机械将大吨位夯锤起吊到6-30m高度后自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种地基加固方法。本文分析了强夯法加固机场跑道地基的试验相关内容。
关键词：强夯法加固；机场跑道；地基试验；
在满足工程的设计要求的前提下, 从工程造价、工期以及施工对周围环境的影响危害程度等多方面综合考虑, 本例工程采用强夯法是最优的地基处理方案。
一、原理
1.动力置换原理，此项原理又可分为桩式置换原理和整式置换原理。所谓的桩式置换原理是指依靠强夯的作用把碎石填入软土里，从而形成桩式碎石墩和碎石桩，它通过碎石内的摩擦角和墩间土地基的复合作用，对桩体平衡状态加以维持。而整式置换原理是通过强夯巨大的力量把碎石的整体挤进淤泥里。
2.动力固结原理，此项原理常被用于对细颗粒的饱和土进行处理，在动力固结原理之下，也就是巨大应力波由于很大冲击能量而在土体中形成，从而对土体的原有结构造成破坏，使局部土体液化，进而产生裂缝，增加排水通道，使孔隙水溢出，在孔隙水的压力消散以后，土体便会固结。
二、强夯法加固机场跑道地基的试验
1.工程概况。一是地基设计要求。某拟建机场地处黄河冲洪积地层, 场地地层均匀性差, 厚度变化大。根据机场设计要求, 须对场区跑道的天然地基进行加固处理。二是场区地质条件。场区地层以粉土和粉质粘土为主, 地下水埋藏较
浅, 年平均稳定水位为-2 .00m左右。埋深15m深度内的饱和粉土、粉细砂具有发生中等液化的可能。
2.强夯试验。根据场区地层、地形分布特点试验共分为4个小区。T1 ～ T4 区每小区面积为30m ×30 m 。小区之间间隔为4 m , 以减小相邻试验区彼此之间的影响。试验区采用不同的布点方式、单击夯能、夯击遍数和击数, 从而为确定其中的最佳的施工参数提供依据。另2 个小区S1 和S2 面积为20 m×20 m , 两小区间隔大于10 m 。其中S1 区插设塑料排水板而S2 区不插设。通过对比其强夯试验的加固效果, 确定大面积施工时是否要加设塑料排水板(表1)。
3.试验数值分析。一是单点夯试验数据分析。试验区强夯施工过程中, 离夯点中心每隔一定距离布置测点, 观测不同夯击次数时各测点的隆起量或夯沉量, 以确定夯击后夯坑和夯坑周围地表变形, 计算有效夯实系数和选择最佳夯击次数。其有效夯实系数在最初的2 ～ 3 击后达到最大值, 而后随夯击次数的增加趋于稳定。平均有效夯实系数均在0 .6 以上, 说明强夯的地基加固效果令人满意。二是静载荷试验分析。满夯结束后5 天左右, 对T1～T4 区做压板静载荷试验, 目的为确定强夯后地基承载力标准值。载荷试验采用1m×1m 的方形压板, 试验加载值一般为270～300 kN , 高于设计要求的2 倍。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由各试验区地基土承载力标准值值采用相对变形法确定。本场地地基属中等压缩性土, 因此, 其承载力可取0.015～0 .02B 所对应的荷载值为地基土承载力基本值。
4.地基处理方案优选。在优选地基处理方案时, 综合考虑地质条件、地基设计要求、工程费用及材料、机具来源等多方面因素的影响, 根据拟建场地的天然地质条件建议方案共有2种供选择, 分别是堆载预压法和强夯法。
（1）堆载预压法。堆载预压法是古老而成熟的加固方法, 即地基土在荷载作用下, 在地基内产生的附加应力首先传递到地基孔隙水上, 并由此产生超静孔隙水压力。随着超孔隙水压力由表及里的逐渐消散, 附加应力也逐渐从孔隙水转
移到土骨架上, 因此使地基内有效应力逐渐提高。
（2）强夯法。强夯法适用于加固碎石土、砂土、低饱和度的粘性土、素填
土、杂填土和湿陷性黄土等地基。就本场区的地层分布特性及地基设计要求而言, 采取强夯法是最为合理的。另外从工期方面考虑, 对于大面积的地基处理, 强夯法的施工工期最短,施工工艺方便简洁。根据对现场试验的可行性研究, 可以看出强夯法适用于拟建场地土层。试验结果表明, 强夯后土体中的超孔压消散较快, 有效加固深度范围内地基的加固效果是令人满意的, 显然这进一步证明了强夯法加固场区地基的方案是可行的。
5.强夯地基处理可行性试验。为了进一步研究本场区应用强夯法方案的可行性,为此专门作了强夯试验研究。本文选取了地质条件最差的段某试验区试验结果来加以分析, 由于第粉质粘土层在此埋置较浅(埋深约3m), 强夯能否成功关键就看该段的地基处理效果。试验夯击参数如下:原地面堆2m 厚的粉土(不插排水板), 夯点按三角形分布, 第一遍夯点间距为6m×7.5m, 单击夯能1500kN•m, 夯击数8～10 击;第二遍夯点间距为6m×7.5m, 间距为单击夯能1500kN•m, 夯击数7～8 击;第三遍采用800kN•m 的满夯, 夯2 击。值得注意的是, 在第三遍夯后5m以下(粉质粘土层)的天然地基强度几乎完全丧失。在强夯施工过程中, 土体结构虽遭到扰动破坏, 但是在停夯一段时间(一般为15 天)后, 土层强度基本可以得到恢复, 表明了该场地的饱和软粘土有明显的触变恢复的性状, 也说明在上覆“硬壳层”作用下, 强夯对粘性土层产生的有害扰动可得到明显控制, 甚至是有益的。
地基加固效果随平均夯击能增大而提高。根据对现场试验的可行性研究, 可以看出强夯法适用于拟建场地土层。试验结果表明, 强夯后土体中的超孔压消散较快, 有效加固深度范围内地基的加固效果是令人满意的, 显然这进一步证明了强夯法加固场区地基的方案是可行的。
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论文作者:南红娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
标签：地基论文; 场区论文; 孔隙论文; 原理论文; 土层论文; 试验区论文; 碎石论文; 《基层建设》2017年1期论文;