西南地區機場軟基處理檢測方法的綜合應用與研究

楊 菲 菲

(山西機械化建設集團有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

近年來，隨著我國航空事業的迅速發展，西南地區民用機場建設任務也逐漸增多，為了能在西南地區占領市場，我們需對西南地區場地地形、地貌進行綜合研究，以便增強我們的技術水平。

西南地區多為高含水量、高壓縮性、粘結性強的粘性土場地，為不良地質土，鑒于機場現場條件的復雜性和各種軟基處理方法的有限性，根據工程現場實際，進行地基處理效果試驗檢測研究，綜合評價各種檢測手段的經濟性、有效性和適用性，為確定大面積地基處理方案提供依據。

2 場地地質情況

2.1 工程地質條件

根據區域資料和現場鉆探揭露，場地表層有約為0.3 m～0.5 m耕植土，其下地層為第四系的黏性土、碎石、卵石，下伏下更新統～中更新統湖積黏性土，現分述如下：

2.2 本工程存在的主要問題

場地填方區表層普遍存在①1，①2層粉質黏土，其中①2層粉質黏土為飽和土，流塑～軟塑狀，一般普遍厚度4 m左右。亦屬高含水量，高液限、高黏性土，需對其原地面進行地基處理達到設計要求后方可進行下一道工序，所以采用何種檢測手段才能更快、更好的得出地基處理效果，需通過試驗研究。

3 試驗方案設計

3.1 試驗區地基處理方案設計

在原地面選擇有代表性的地塊設置兩個試驗區，每個試驗區面積400 m2。試驗區內原地面采用土夾石填料進行強夯置換，根據強夯置換施工工藝進行夯實，通過對均勻性、承載力及壓縮模量等參數的對比，選出技術可靠、經濟合理的檢測方法。選用強夯施工參數如表1所示。

表1 3 000 kN·m強夯半置換試驗參數

3.2 試驗區檢測方案設計

為了獲得試驗效果的對比資料，確定最優檢測參數，設計在強夯置換區設置兩個試驗區域，采用多種檢測手段評價強夯后的承載力及壓縮模量、均勻性。

承載力及壓縮模量試驗區內布置3組靜載荷試驗和3組重型圓錐動力觸探試驗；均勻性試驗區內布置3組重型圓錐動力觸探試驗和3組波速法檢測點。

3.3 試驗區檢測方法

從檢測效果及檢測成本進行對比，得出速度快、技術可靠、經濟合理的檢測方法，具體試驗方法如下。

3.3.1重型圓錐動力觸探試驗

1)采用自動落錘裝置。

2)安裝觸探架,保持機架平穩,使觸探垂直進行,觸探桿部件連接處連接緊固,觸探桿最大偏斜度不超過2%,同時防止錘擊偏心、探桿傾斜和側向晃動。

3)每貫入1 m，宜將觸探桿轉動一圈半。動探試驗過程中，當遇到大塊石時不能穿透，一般停止本孔試驗，在原孔位附近約50 cm重新打孔試驗。

4)記錄每貫入10 cm的錘擊數N120，因填料含有大塊石，故錘擊貫入無法連續進行,錘擊速率每分鐘15擊～30擊。

3.3.2靜載荷試驗

1)反力裝置：平臺堆載法，總配重根據實際情況確定。

2)加荷裝置：采用自動加荷裝置。

3)沉降觀測系統：在承壓板的兩個正交直徑方向上安裝4個位移傳感器測讀其沉降量。

4)加荷分級為10級。

5)每級加載后，按第5 min,15 min,30 min,45 min,60 min測讀沉降量，以后每隔半小時測讀一次沉降量，當在連續2 h內，每小時的沉降量小于0.1 mm時，則認為已趨穩定，可加下一級荷載。

3.3.3波速試驗

測試采用12道雙邊觀測系統接受方式進行數據采集，道檢距1 m～2 m，偏移距2 m；采集系統選用采樣間隔0.4 ms，采樣長度1 024 ms，數字增強疊加采樣，本次測試采用4 Hz垂直檢波器。

4 檢測結果分析

4.1 承載力及壓縮模量檢測結果

重型圓錐動力觸探試驗見表2。

表2 重型圓錐動力觸探試驗

載荷試驗結果見表3。

表3 承載力及壓縮模量

4.2 均勻性試驗數據部分結果

重型圓錐動力觸探試驗見表4。

5 檢測方法的比選

5.1 承載力及壓縮模量指標

技術層面分析：通過對重型圓錐動力觸探試驗和載荷試驗檢測結果進行綜合分析知，經過強夯置換處理后，載荷試驗結果準確度較高，重型圓錐動力觸探試驗結果離散性較大。

工作效率方面分析：重型圓錐動力觸探試驗時間比載荷試驗少6 d。

成本分析：重型圓錐動力觸探試驗成本較大，載荷試驗成本較大。

5.2 均勻性指標

技術層面分析：通過對重型圓錐動力觸探試驗和面波試驗檢測結果進行綜合分析知，經過強夯置換處理后，重型圓錐動力觸探試驗和面波試驗檢測結果差異較小，場地均勻性均為中等。

工作效率方面分析：重型圓錐動力觸探試驗時間比面波試驗少1 d，但數據分析所用時間較長，難度較大。

成本分析：重型圓錐動力觸探試驗比面波試驗成本少400元。

表4 重型圓錐動力觸探試驗統計分析表

面波試驗見表5。

表5 面波測試數據分析表

6 結語

試驗過程及檢測效果表明，所采用的各種檢測手段均能達到設計預期要求，各種檢測方法各有千秋，但綜合考慮：在施工質量控制時，宜采用重型圓錐動力觸探試驗，竣工驗收時，根據規范必須采用靜載試驗。在均勻性評價時，采用多道瞬態面波法時，效率高，速度快，精度高，但由于該方法數據處理起來，難度較大，經驗不足，需與其他方法驗證后使用，所以為更進一步、更系統地去軟弱地基處理后檢測手段的有效性、適宜性，依然是我們需要研究的一項重要課題。