探究强夯法在机场跑道地基处理中的应用
曾代良
【摘 要】随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，人们对于出行的要求越来越高，对于复杂地基条件下机场场道地基的处理规范也越来越严格。在机场工程地基施工中，强夯法施工操作相对简单，能够有效提高地基土体的均匀性及整体强度，避免不均匀沉降，且具有良好的经济效益。论文结合相关案例进行实际分析，探究强夯法的施工工艺，以此来提升复杂地基条件下机场场道地基的处理。
【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.
【关键词】强夯法;机场工程;地基处理加固;强夯施工
【Keywords】dynamic compaction method; airport engineering; foundation treatment and reinforcement; dynamic compaction construction
【中圖分类号】TU753;V351.11 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2021）08-0185-02
1 引言
强夯法是在重锤夯实的基础上发展而来，属于动力加固地基的有效方法，通常采用8～40t重锤，落距控制在5～40m，在自由下落作用下形成夯击能，对地基土体造成冲击，压缩土层之间的孔隙，进而提升固结速度，实现地基加固的目的。机场跑道地基是地基工程中比较重要的一个部分，同时也具有一定的特殊性，机场占地面积比较大，因为跑道占据的距离比较长，在这种环境条件的制约下，工程进行选址有一定的难度，在施工的过程中也会面临各种各样的情况。此外飞机的起降对于跑道地基的质量要求比较高，所以施工建设部门要在负责地基条件下对机场场道地基进行科学处理，来保证机场场道地基的稳定和安全。下面详细探究一下，强夯法在某机场跑到地基处理中的应用。
2 工程简介
某国际机场工程离市区的距离为25km，此工程属于我国一项重要的干线机场工程，同时也属于重点空中交通枢纽。原本将此项机场工程设计为4E技术等级的飞行区，这样条件限制下的机场可以满足 B 747—400型号客机在满载状态下的起飞和降落。机场的二期扩建工程正于近期准备开始施工，二期机场工程设计为4F等级技术的飞行区，在二期扩建机场工程的飞行区需要新建3600×60m的第二跑道、机场联络道以及滑行道。待此项国际机场工程项目正式建成之后，可以有效保障现阶段世界最大型号的客用飞机，即 A380机型在满载状态下完成起飞和降落。
3 机场跑道地基工程的地质条件
此机场跑道地基工程项目从东至西总长度达到了5400米，而工程地形的起伏幅度相对较大，东部位置和西部位置的高度相对较大，中间位置相对较为低洼，其中最大的高度落差接近15m，整个机场跑道工程所属的地貌单元归为黄河冲积二级阶段。介于机场跑道工程施工场地的规模相对较大，为了方便对其施工状况做出更为真实的评价，这就需要结合实际施工情况将机场跑道地基工程分为多个区域进行评价。根据勘察可以得知此机场跑道工程所在区域的土质属于地层岩性土质，根据最终的状态结果、标准贯入实验结果以及静力触探结果，可以对机场跑道场地范围内的岩土性质加以确定，然后按照岩土的性质及其力学结构特征实施分层分析，以自上而下的顺序对其性质展开分析，以此为基础便于根据机场跑道地基工程的地质性质采用恰当的强夯施工方法。
4 机场跑道工程的地基设计
4.1 机场跑道工程中存在的地基问题
此项机场跑道工程飞行区主要存在以下几种地基问题：其一，水库区域中的软弱土质很容易导致机场跑道工程地基出现沉降问题;其二，水库之外的一般区域因为前方的高度不一，可能导致机场跑道工程地基出现不均匀沉降问题和杂填土等多种问题。
4.2 机场跑道工程中地基处理方法的比较和选择
在对机场跑道工程地基进行设计和实施专业处理之前，分别可以选择三种较为专业的地基处理施工方法，这三种方法分别为：垫层强夯法、堆再顶压法、粉喷桩法。从机场跑道工程地基的施工工期、施工质量以及施工造价等多个方面进行比较，不难发现针对此项机场飞行区域地基采取强夯法进行处理，这种方法的造价相对较低，施工过程中操作难度相对较小，但是对于运用粉砂土或者淤泥质地的泥土，可能会导致机场跑道工程地基产生较为严重的形变。这种状况对于具有严格飞行条件4F等级技术的飞机跑道工程而言，针对此项飞机跑道工程地基处理并没有成功的经验可以借鉴。
4.3 针对水库区域中软弱土质的专业处理
位于机场跑道工程飞行区域的水库底部位置，其软弱的土层主要分为1～2层，这层土质的压缩性非常强，实际的承载能力也相对较低，虽然将这部分土质定性为粉土，但是在局部区域位置中仍然夹杂着水库底部的淤泥质土，在均匀性方面的表现相对较差，不适宜将这部分土壤作为飞机跑道槽区的持力层。由于这层土质的厚度相对较低，其平均厚度仅为2m，因此在开展机场跑道工程地基处理活动的过程中应该将这部分挖除。软弱土壤夹层仅仅存在于水库的底部位置，这部分土壤的含水量非常高，相较于周边相同深度的土壤层，这部分土壤的压缩性会高出许多，而且水库内部位置的地势相对较低，前方的实际高度比周边区域的其他位置要大，因此在施工完成之后非常容易导致飞机跑道地基工程出现不均匀沉降现象。而针对这一现象的处理思路主要可以运用强夯法和冲击碾压的施工方法提高地基工程的密度，使机场跑道地基工程表面形成一层具有一定厚度的硬壳层，以这样的方式可以有效消除一定深度位置内施工之后所产生的沉降，与此同时对产生的不均匀沉降，初步确定的处理深度位置为5m。
4.4 水库之外的一般区域不均匀沉降和杂填土问题的处理
为了尽可能的消除飞机跑道场区内地基工程所产生的差异沉降，应该采取有效措施尽可能的减少高填土区域内原来的地基沉降，并在实际施工的过程中采取强夯法，使其形成具有一定厚度的硬核层，以此来协调飞机跑道工程地基所产生的不均匀沉降。初步确定的实际填方高度控制在3～6m的范围内，而针对其处理深度要确定控制为4m，而填方的实际高度要大于6m，针对其处理的深度要确定为5m。通常情况下，水库之外的一般区域内都应该预先实施杂填土专业处理，实施杂填土的专业处理的主要目的是为了能够有效清除土层表面的根植土，并在施工的过程中尽可能的剔除土壤中存在的生活垃圾和树木根系等有机成分，应在开展地基工程施工活动的过程中运用强力夯实技术来增加地基工程的实际密度，以这样的方式尽可能的降低杂填土自身的可压缩性。
4.5 运用强夯法针对飞机跑道地基实施处理的方案设计
水库区域位置需要运用垫层强夯法进行强化处理，考虑到地下水因素会对强力夯实法的能级产生一定的损耗，这就需要在施工过程中适当的提升强夯法的能级。初步确定在施工过程中会运用两遍能级达到3000kN·m的满夯，其中垫层的厚度要控制为1.5m，在具体施工的过程中应该采取措施确保施工位置的地下水位要位于垫层顶面位置以下的2.5m处。其中在水库之外的一般区域中：首先，填方的具体高度要控制在3～6m的区间内，并且实施两遍操作的1000kN·m能量级别的点夯，然后再加上一遍操作的800kN·m，其中垫层的具体后置要控制为0.8m;其次，填方的具体高度要控制在大于6m的区间内，运用两遍操作的2000kN·m能量级别的点夯，然后再加上一遍操作的1000kN·m能量级别的点夯进行处理，其中强夯垫层的具体厚度要控制为1.0m。
5 强夯法在机场跑道地基处理中的注意事项
首先，在正式开展强夯施工操作之前，应该采取措施将需要独立采取强夯操作的区域进行平整，使此区域能够基本达到平整状态，避免出现高度落差过大的情况。其次，在实施碎石垫层铺设操作的过程中，所用碎石原材料要求不能含有植物残体或建筑垃圾等杂质，其中用于铺设垫层的最大碎石粒径不宜超过300mm，而碎石的含泥量应控制在10%以下。再次，收锤的实施标准需要采用双标准控制制度，最后两次所实施的强夯操作产生的下沉量不得超过50mm，每一遍实施的点夯操作，其夯击次数不得低于10～20次，满夯击次数不得低于4～5次。最后，要掌握好强夯的间隔时间。在实施两遍点夯操作之間，或者在实时点夯和满夯操作之间，两遍操作之间的时间间隔取决于实施夯实操作的完成，地基工程土体的超孔隙水压力消散的具体情况，我们将其暂时定为实施两遍点夯操作的时间间隔不得小于两周，其中实时满夯操作和点夯操作的时间间隔不得小于一周时长。
6 结语
综上所述，在对机场的飞行区地基工程采取处理措施的过程中，需要合理安排具体的监测工程方案，使监测方案能够很好的满足机场跑道地基工程的设计和施工要求。通过在实施强夯施工操作之前，要查明机场跑道地基地质的具体情况，对于属于饱和粉质状态的粘土，在施工过程中一定要采取相应的降水措施。在具体操作的过程中要严格遵循强夯施工工艺和施工要点，以此来保证机场跑道地基工程的施工质量。
【参考文献】
【1】刘浩然，徐捷，应本林，侯贺营.强夯法在某机场跑道地基处理中的应用[J].河南科技，2014（24）：155-156.
【2】高广运，凌辉，邱畅.某机场跑道强夯法处理地基试验研究[J].岩土工程界，2004（02）：34-37.
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