貴州某機(jī)場(chǎng)跑道填方工后沉降監(jiān)測(cè)與分析

摘要：文章結(jié)合畢節(jié)機(jī)場(chǎng)工程地質(zhì)情況及跑道道槽填筑方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)沉降實(shí)測(cè)方案和監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)填筑施工后道面的沉降變形進(jìn)行了分析。此外，利用已有的路基沉降變形理論對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，以驗(yàn)證在特定工程地質(zhì)條件及相似地基處理方案的情況下合理的變形模式，并總結(jié)了減少填方不均勻沉降的有效方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)跑道；高填方；地基；不均勻沉降；強(qiáng)夯

中圖分類號(hào)：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）36-0104-03

1 概述

貴州某機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址位于一緩丘臺(tái)地上，整個(gè)場(chǎng)區(qū)地勢(shì)開(kāi)闊較平緩，地形西高東低。飛雄場(chǎng)址及附近屬巖溶地貌，按地貌成因分類屬“構(gòu)造侵蝕類型”，場(chǎng)區(qū)地貌類型主要為巖溶類型，包含溶蝕漏斗、落水洞、溶洞、土洞等不良地質(zhì)，地下水位隨季節(jié)變化比較明顯。大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。場(chǎng)區(qū)地形起伏、填方厚度不一，填后的路基沉降不均勻，且是隨時(shí)間逐步收斂的過(guò)程，最終總趨于穩(wěn)定。對(duì)不均勻沉降的控制是高填方道面的主要的地基問(wèn)題。填筑體的自重應(yīng)力引起的填筑體自身壓縮沉降成為高填方機(jī)場(chǎng)急待解決的技術(shù)問(wèn)題之一。

2 工程地質(zhì)情況

勘察報(bào)告表明，場(chǎng)地地基土主要由石灰?guī)r、泥質(zhì)石灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖、泥巖、白云巖和第四系土層殘坡積層（Q4el+dl）粘土、粉質(zhì)粘土、紅粘土、碎石土、混合土、塊石等組成。其中出露的填土有耕植土、雜填土和素填土；粘土主要分布在跑道以西的大片地區(qū)，位于植物土層之下，軟塑、可塑和硬塑狀態(tài)均有分布；粉質(zhì)粘土分布廣泛，其塑性狀態(tài)以可塑和硬塑粉質(zhì)粘土為主；紅粘土主要分布在跑道以東的大片地區(qū)，軟塑、可塑和硬塑狀態(tài)均有分布，其中以硬塑紅粘土為主。

3 地基處理方法

道槽區(qū)高填方多處于場(chǎng)區(qū)低洼地帶，可塑性土層較厚，含水量普遍較高，最高填方達(dá)32.4m，原地面處理不好，容易出現(xiàn)較大沉降和不均勻沉降現(xiàn)象。

對(duì)于道槽區(qū)漏斗、落水洞區(qū)域，根據(jù)試驗(yàn)段處理情況，若其充填物厚度小于5m采用2000kN·m能級(jí)進(jìn)行原地面強(qiáng)夯處理；若其充填物厚度5～9m，采用3000kN·m能級(jí)進(jìn)行原地面填石強(qiáng)夯處理；對(duì)于其他區(qū)域，采用墊層強(qiáng)夯工藝進(jìn)行。

對(duì)于大型溶洞，以爆破開(kāi)挖方案為主，以強(qiáng)夯探測(cè)和投料注漿方案為輔。

4 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)方案及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

沉降點(diǎn)主要沿跑道布置，對(duì)飛行區(qū)填方區(qū)域漏斗等特殊位置，加布觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)道槽區(qū)軸線每80～100m設(shè)置一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行表面沉降監(jiān)測(cè)，沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)共20個(gè)，高程控制點(diǎn)9個(gè)。各點(diǎn)的坐標(biāo)及填方厚度見(jiàn)表1：

監(jiān)測(cè)是始于2011年12月25日，截至2012年4月5日，共九次監(jiān)測(cè)。典型測(cè)點(diǎn)B02、B11、B04在各階段的沉降變化曲線如圖1所示?？梢钥闯觯珺02、B11點(diǎn)的工后沉降量隨時(shí)間的延續(xù)而增大，且沉降量與填方深度有較大關(guān)聯(lián)，而對(duì)于B04點(diǎn)，其后期沉降不明顯且趨于穩(wěn)定。B11點(diǎn)（填方18.3m）在97天后至102天觀測(cè)結(jié)束沉降量不再發(fā)生變化，而B(niǎo)02（填方30m）在整個(gè)觀測(cè)期間的沉降量并未表現(xiàn)出收斂，達(dá)到超過(guò)40mm的沉降量，如沉降不收斂，將會(huì)對(duì)后期的道面施工及運(yùn)營(yíng)帶來(lái)影響。圖2為B08、B10、B11測(cè)點(diǎn)的沉降變化曲線，此3測(cè)點(diǎn)的填方高度差異不大，但沉降形式表現(xiàn)出明顯的差異性。其他實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明特別在挖填交界區(qū)域不均勻沉降明顯。

造成填方區(qū)沉降的原因有多重且相互影響，如工程地質(zhì)性質(zhì)、溶洞規(guī)模、填料的性質(zhì)、級(jí)配及密實(shí)度，施工工藝及方法、降雨量及排水措施、施工荷載等。工程經(jīng)驗(yàn)表明，高填方地基沉降大，壓縮快，差異沉降明顯，高填方地基土的施工期沉降和工后沉降均與填筑體的厚度、填料的性質(zhì)、密實(shí)程度以及原地基中土層本身的厚度和性質(zhì)均有著一定的關(guān)系，理論和經(jīng)驗(yàn)表明最大沉降量往往出現(xiàn)在填體厚度較大和原地基軟弱土層厚度較大的部位，從而說(shuō)明高填方地基的工后沉降包括原地基土體的受擠壓變形和填筑體因自重作用的壓縮變形兩部分。

5 填方不均勻沉降的影響因素

5.1 填筑體密實(shí)度

填方土體密實(shí)度不足，填筑體在處理后內(nèi)部顆粒之間存在空隙，在自重作用及上部荷載作用下，顆粒之間經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后重新排列，相互的位置關(guān)系發(fā)生調(diào)整，在宏觀上就表現(xiàn)為沉降變形。

5.2 原地基中存在軟弱土或不良地質(zhì)

軟弱土壓縮性強(qiáng)，在附加應(yīng)力作用下，則會(huì)發(fā)生壓縮變形。若軟弱土中含水量高，孔隙比大，孔隙水可在荷載作用下排出，則地基土將會(huì)產(chǎn)生明顯固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降和側(cè)向塑性位移，若地基土厚度及性質(zhì)分布不均勻，則極易產(chǎn)生不均勻沉降。但西南地區(qū)某些高填方機(jī)場(chǎng)的工程經(jīng)驗(yàn)表明，若地基土中水難以排泄，特別位于溝谷當(dāng)中的填方，則土中的水在填方加載條件下以超孔隙水壓力的狀態(tài)承受一部分荷載，使沉降變化非常緩慢，加上土拱效應(yīng)，使填筑頂面的沉降得到有效控制。

在巖溶發(fā)育地區(qū)，道面下方若存在巖溶洼地、漏斗、落水洞等不良地質(zhì)，在填方荷載的作用下，填料向下壓實(shí)，側(cè)向擠壓甚至塌陷等原因，均造成地基沉降。

6 不均勻沉降改善方法

6.1 強(qiáng)夯處理方法

根據(jù)本機(jī)場(chǎng)和貴州其他地區(qū)機(jī)場(chǎng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，控制高填方地基的不均勻沉降，主要就是要改良原地基土和提高填筑材料的密實(shí)性。在西南地區(qū)采用強(qiáng)夯或強(qiáng)夯和碾壓結(jié)合的處理辦法，可以有效縮短填筑體沉降時(shí)間并減小工后沉降量。

強(qiáng)夯加固地基過(guò)程為夯擊能傳至土體，強(qiáng)制壓縮或密實(shí)，使其結(jié)構(gòu)重新調(diào)整，強(qiáng)度提高。

西南地區(qū)某類似的機(jī)場(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)表明，在原地基強(qiáng)夯試驗(yàn)中，能對(duì)地基土進(jìn)行有效的密實(shí)，其密實(shí)效果隨著深度的增加而略有降低。強(qiáng)夯的有效影響深度在3m左右；強(qiáng)夯后墊層的粒徑得到進(jìn)一步改善，墊層級(jí)配良好。對(duì)于3000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（兩遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為82.4%～83.3%，上部檢測(cè)能滿足壓實(shí)度為96區(qū)的固體體積率要求，中下部檢測(cè)能滿足壓實(shí)度為93區(qū)的固體體積率要求；對(duì)于4000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（兩遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為83.5%～84.7%，上中下部檢測(cè)均能滿足壓實(shí)度為96區(qū)的固體體積率要求。對(duì)于4000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（一遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為81.6%～82.5%，上中下部檢測(cè)均能滿足壓實(shí)度為93區(qū)的固體體積率要求。

填筑體強(qiáng)夯試驗(yàn)中，對(duì)于3000kN·m能級(jí)填筑體強(qiáng)夯，夯點(diǎn)間距4.5m、虛鋪厚度5m、兩點(diǎn)一滿的強(qiáng)夯工藝檢測(cè)的固體體積率能達(dá)到壓實(shí)度為90～95的要求。4000kN·m能級(jí)填筑體強(qiáng)夯，同樣參數(shù)的強(qiáng)夯工藝，檢測(cè)上部能達(dá)到壓實(shí)度96的要求，中下部達(dá)到壓實(shí)度93的要求。沉降觀測(cè)結(jié)果表明總沉降均控制在4cm以內(nèi)。

在機(jī)場(chǎng)不同功能分區(qū)對(duì)應(yīng)不同壓實(shí)度要求的前提下，選擇適合的強(qiáng)夯能級(jí)、遍數(shù)等參數(shù)可以起到節(jié)約成本的效果。

6.2 壓力灌漿方法

壓力灌漿技術(shù)是將制備好的水泥漿液通過(guò)高壓注入地基中，以填充地基中存在的空隙，漿液材料應(yīng)具有良好的水穩(wěn)定性。注漿后的地基抗變形能力得到提高。適用于砂土、礫石及具有濕陷性的軟土地層中。目前在機(jī)場(chǎng)地基處理工程中主要用于處理小型溶洞，但出于環(huán)境污染等方面的考慮，應(yīng)用還有待進(jìn)一步探究。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）機(jī)場(chǎng)跑道填方區(qū)不均勻沉降符合一般性規(guī)律，即填方高的點(diǎn)沉降一般大于填方低的點(diǎn)，特別在挖填交界區(qū)域不均勻沉降明顯；（2）機(jī)場(chǎng)沉降形式與地質(zhì)地貌相關(guān)，有溶洞的區(qū)域沉降明顯；（3）減緩機(jī)場(chǎng)填方區(qū)不均勻沉降的方法如強(qiáng)夯加碾壓法在已有山區(qū)機(jī)場(chǎng)的工程實(shí)例中得以驗(yàn)證，地基處理效果顯著，并經(jīng)過(guò)可行性研究，可用于畢節(jié)機(jī)場(chǎng)填方地基處理工程。

參考文獻(xiàn)

[1] 何兆益，孫勇，趙川，等.強(qiáng)夯法在萬(wàn)州五橋機(jī)場(chǎng)高方工程中的應(yīng)用[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，20（2）.

[2] 何兆益，趙川，朱洪洲，等.萬(wàn)州五橋機(jī)場(chǎng)高填方碾壓施工控制試驗(yàn)研究[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，200l，20（3）.

[3] 中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)公司.貴州畢節(jié)飛雄機(jī)場(chǎng)建設(shè)工程初步設(shè)計(jì)匯總.2011.

[4] 李秀珍，許強(qiáng)，孔紀(jì)名，等.九寨黃龍機(jī)場(chǎng)高填方地基沉降的數(shù)值模擬分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（12）.

[5] 顏春.填方路基不均勻沉降原因分析及處治措施[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，22（1）.

作者簡(jiǎn)介：張文瀚（1986-），男，四川成都人，中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)公司西南分公司設(shè)計(jì)人員，碩士，研究方向：機(jī)場(chǎng)地基工程和邊坡工程的設(shè)計(jì)。

摘要：文章結(jié)合畢節(jié)機(jī)場(chǎng)工程地質(zhì)情況及跑道道槽填筑方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)沉降實(shí)測(cè)方案和監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)填筑施工后道面的沉降變形進(jìn)行了分析。此外，利用已有的路基沉降變形理論對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，以驗(yàn)證在特定工程地質(zhì)條件及相似地基處理方案的情況下合理的變形模式，并總結(jié)了減少填方不均勻沉降的有效方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)跑道；高填方；地基；不均勻沉降；強(qiáng)夯

中圖分類號(hào)：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）36-0104-03

1 概述

貴州某機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址位于一緩丘臺(tái)地上，整個(gè)場(chǎng)區(qū)地勢(shì)開(kāi)闊較平緩，地形西高東低。飛雄場(chǎng)址及附近屬巖溶地貌，按地貌成因分類屬“構(gòu)造侵蝕類型”，場(chǎng)區(qū)地貌類型主要為巖溶類型，包含溶蝕漏斗、落水洞、溶洞、土洞等不良地質(zhì)，地下水位隨季節(jié)變化比較明顯。大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。場(chǎng)區(qū)地形起伏、填方厚度不一，填后的路基沉降不均勻，且是隨時(shí)間逐步收斂的過(guò)程，最終總趨于穩(wěn)定。對(duì)不均勻沉降的控制是高填方道面的主要的地基問(wèn)題。填筑體的自重應(yīng)力引起的填筑體自身壓縮沉降成為高填方機(jī)場(chǎng)急待解決的技術(shù)問(wèn)題之一。

2 工程地質(zhì)情況

勘察報(bào)告表明，場(chǎng)地地基土主要由石灰?guī)r、泥質(zhì)石灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖、泥巖、白云巖和第四系土層殘坡積層（Q4el+dl）粘土、粉質(zhì)粘土、紅粘土、碎石土、混合土、塊石等組成。其中出露的填土有耕植土、雜填土和素填土；粘土主要分布在跑道以西的大片地區(qū)，位于植物土層之下，軟塑、可塑和硬塑狀態(tài)均有分布；粉質(zhì)粘土分布廣泛，其塑性狀態(tài)以可塑和硬塑粉質(zhì)粘土為主；紅粘土主要分布在跑道以東的大片地區(qū)，軟塑、可塑和硬塑狀態(tài)均有分布，其中以硬塑紅粘土為主。

3 地基處理方法

道槽區(qū)高填方多處于場(chǎng)區(qū)低洼地帶，可塑性土層較厚，含水量普遍較高，最高填方達(dá)32.4m，原地面處理不好，容易出現(xiàn)較大沉降和不均勻沉降現(xiàn)象。

對(duì)于道槽區(qū)漏斗、落水洞區(qū)域，根據(jù)試驗(yàn)段處理情況，若其充填物厚度小于5m采用2000kN·m能級(jí)進(jìn)行原地面強(qiáng)夯處理；若其充填物厚度5～9m，采用3000kN·m能級(jí)進(jìn)行原地面填石強(qiáng)夯處理；對(duì)于其他區(qū)域，采用墊層強(qiáng)夯工藝進(jìn)行。

對(duì)于大型溶洞，以爆破開(kāi)挖方案為主，以強(qiáng)夯探測(cè)和投料注漿方案為輔。

4 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)方案及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

沉降點(diǎn)主要沿跑道布置，對(duì)飛行區(qū)填方區(qū)域漏斗等特殊位置，加布觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)道槽區(qū)軸線每80～100m設(shè)置一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行表面沉降監(jiān)測(cè)，沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)共20個(gè)，高程控制點(diǎn)9個(gè)。各點(diǎn)的坐標(biāo)及填方厚度見(jiàn)表1：

監(jiān)測(cè)是始于2011年12月25日，截至2012年4月5日，共九次監(jiān)測(cè)。典型測(cè)點(diǎn)B02、B11、B04在各階段的沉降變化曲線如圖1所示?？梢钥闯?，B02、B11點(diǎn)的工后沉降量隨時(shí)間的延續(xù)而增大，且沉降量與填方深度有較大關(guān)聯(lián)，而對(duì)于B04點(diǎn)，其后期沉降不明顯且趨于穩(wěn)定。B11點(diǎn)（填方18.3m）在97天后至102天觀測(cè)結(jié)束沉降量不再發(fā)生變化，而B(niǎo)02（填方30m）在整個(gè)觀測(cè)期間的沉降量并未表現(xiàn)出收斂，達(dá)到超過(guò)40mm的沉降量，如沉降不收斂，將會(huì)對(duì)后期的道面施工及運(yùn)營(yíng)帶來(lái)影響。圖2為B08、B10、B11測(cè)點(diǎn)的沉降變化曲線，此3測(cè)點(diǎn)的填方高度差異不大，但沉降形式表現(xiàn)出明顯的差異性。其他實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明特別在挖填交界區(qū)域不均勻沉降明顯。

造成填方區(qū)沉降的原因有多重且相互影響，如工程地質(zhì)性質(zhì)、溶洞規(guī)模、填料的性質(zhì)、級(jí)配及密實(shí)度，施工工藝及方法、降雨量及排水措施、施工荷載等。工程經(jīng)驗(yàn)表明，高填方地基沉降大，壓縮快，差異沉降明顯，高填方地基土的施工期沉降和工后沉降均與填筑體的厚度、填料的性質(zhì)、密實(shí)程度以及原地基中土層本身的厚度和性質(zhì)均有著一定的關(guān)系，理論和經(jīng)驗(yàn)表明最大沉降量往往出現(xiàn)在填體厚度較大和原地基軟弱土層厚度較大的部位，從而說(shuō)明高填方地基的工后沉降包括原地基土體的受擠壓變形和填筑體因自重作用的壓縮變形兩部分。

5 填方不均勻沉降的影響因素

5.1 填筑體密實(shí)度

填方土體密實(shí)度不足，填筑體在處理后內(nèi)部顆粒之間存在空隙，在自重作用及上部荷載作用下，顆粒之間經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后重新排列，相互的位置關(guān)系發(fā)生調(diào)整，在宏觀上就表現(xiàn)為沉降變形。

5.2 原地基中存在軟弱土或不良地質(zhì)

軟弱土壓縮性強(qiáng)，在附加應(yīng)力作用下，則會(huì)發(fā)生壓縮變形。若軟弱土中含水量高，孔隙比大，孔隙水可在荷載作用下排出，則地基土將會(huì)產(chǎn)生明顯固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降和側(cè)向塑性位移，若地基土厚度及性質(zhì)分布不均勻，則極易產(chǎn)生不均勻沉降。但西南地區(qū)某些高填方機(jī)場(chǎng)的工程經(jīng)驗(yàn)表明，若地基土中水難以排泄，特別位于溝谷當(dāng)中的填方，則土中的水在填方加載條件下以超孔隙水壓力的狀態(tài)承受一部分荷載，使沉降變化非常緩慢，加上土拱效應(yīng)，使填筑頂面的沉降得到有效控制。

在巖溶發(fā)育地區(qū)，道面下方若存在巖溶洼地、漏斗、落水洞等不良地質(zhì)，在填方荷載的作用下，填料向下壓實(shí)，側(cè)向擠壓甚至塌陷等原因，均造成地基沉降。

6 不均勻沉降改善方法

6.1 強(qiáng)夯處理方法

根據(jù)本機(jī)場(chǎng)和貴州其他地區(qū)機(jī)場(chǎng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，控制高填方地基的不均勻沉降，主要就是要改良原地基土和提高填筑材料的密實(shí)性。在西南地區(qū)采用強(qiáng)夯或強(qiáng)夯和碾壓結(jié)合的處理辦法，可以有效縮短填筑體沉降時(shí)間并減小工后沉降量。

強(qiáng)夯加固地基過(guò)程為夯擊能傳至土體，強(qiáng)制壓縮或密實(shí)，使其結(jié)構(gòu)重新調(diào)整，強(qiáng)度提高。

西南地區(qū)某類似的機(jī)場(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)表明，在原地基強(qiáng)夯試驗(yàn)中，能對(duì)地基土進(jìn)行有效的密實(shí)，其密實(shí)效果隨著深度的增加而略有降低。強(qiáng)夯的有效影響深度在3m左右；強(qiáng)夯后墊層的粒徑得到進(jìn)一步改善，墊層級(jí)配良好。對(duì)于3000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（兩遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為82.4%～83.3%，上部檢測(cè)能滿足壓實(shí)度為96區(qū)的固體體積率要求，中下部檢測(cè)能滿足壓實(shí)度為93區(qū)的固體體積率要求；對(duì)于4000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（兩遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為83.5%～84.7%，上中下部檢測(cè)均能滿足壓實(shí)度為96區(qū)的固體體積率要求。對(duì)于4000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（一遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為81.6%～82.5%，上中下部檢測(cè)均能滿足壓實(shí)度為93區(qū)的固體體積率要求。

填筑體強(qiáng)夯試驗(yàn)中，對(duì)于3000kN·m能級(jí)填筑體強(qiáng)夯，夯點(diǎn)間距4.5m、虛鋪厚度5m、兩點(diǎn)一滿的強(qiáng)夯工藝檢測(cè)的固體體積率能達(dá)到壓實(shí)度為90～95的要求。4000kN·m能級(jí)填筑體強(qiáng)夯，同樣參數(shù)的強(qiáng)夯工藝，檢測(cè)上部能達(dá)到壓實(shí)度96的要求，中下部達(dá)到壓實(shí)度93的要求。沉降觀測(cè)結(jié)果表明總沉降均控制在4cm以內(nèi)。

在機(jī)場(chǎng)不同功能分區(qū)對(duì)應(yīng)不同壓實(shí)度要求的前提下，選擇適合的強(qiáng)夯能級(jí)、遍數(shù)等參數(shù)可以起到節(jié)約成本的效果。

6.2 壓力灌漿方法

壓力灌漿技術(shù)是將制備好的水泥漿液通過(guò)高壓注入地基中，以填充地基中存在的空隙，漿液材料應(yīng)具有良好的水穩(wěn)定性。注漿后的地基抗變形能力得到提高。適用于砂土、礫石及具有濕陷性的軟土地層中。目前在機(jī)場(chǎng)地基處理工程中主要用于處理小型溶洞，但出于環(huán)境污染等方面的考慮，應(yīng)用還有待進(jìn)一步探究。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）機(jī)場(chǎng)跑道填方區(qū)不均勻沉降符合一般性規(guī)律，即填方高的點(diǎn)沉降一般大于填方低的點(diǎn)，特別在挖填交界區(qū)域不均勻沉降明顯；（2）機(jī)場(chǎng)沉降形式與地質(zhì)地貌相關(guān)，有溶洞的區(qū)域沉降明顯；（3）減緩機(jī)場(chǎng)填方區(qū)不均勻沉降的方法如強(qiáng)夯加碾壓法在已有山區(qū)機(jī)場(chǎng)的工程實(shí)例中得以驗(yàn)證，地基處理效果顯著，并經(jīng)過(guò)可行性研究，可用于畢節(jié)機(jī)場(chǎng)填方地基處理工程。

參考文獻(xiàn)

[1] 何兆益，孫勇，趙川，等.強(qiáng)夯法在萬(wàn)州五橋機(jī)場(chǎng)高方工程中的應(yīng)用[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，20（2）.

[2] 何兆益，趙川，朱洪洲，等.萬(wàn)州五橋機(jī)場(chǎng)高填方碾壓施工控制試驗(yàn)研究[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，200l，20（3）.

[3] 中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)公司.貴州畢節(jié)飛雄機(jī)場(chǎng)建設(shè)工程初步設(shè)計(jì)匯總.2011.

[4] 李秀珍，許強(qiáng)，孔紀(jì)名，等.九寨黃龍機(jī)場(chǎng)高填方地基沉降的數(shù)值模擬分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（12）.

[5] 顏春.填方路基不均勻沉降原因分析及處治措施[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，22（1）.

作者簡(jiǎn)介：張文瀚（1986-），男，四川成都人，中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)公司西南分公司設(shè)計(jì)人員，碩士，研究方向：機(jī)場(chǎng)地基工程和邊坡工程的設(shè)計(jì)。

摘要：文章結(jié)合畢節(jié)機(jī)場(chǎng)工程地質(zhì)情況及跑道道槽填筑方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)沉降實(shí)測(cè)方案和監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)填筑施工后道面的沉降變形進(jìn)行了分析。此外，利用已有的路基沉降變形理論對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，以驗(yàn)證在特定工程地質(zhì)條件及相似地基處理方案的情況下合理的變形模式，并總結(jié)了減少填方不均勻沉降的有效方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)跑道；高填方；地基；不均勻沉降；強(qiáng)夯

中圖分類號(hào)：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）36-0104-03

1 概述

貴州某機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址位于一緩丘臺(tái)地上，整個(gè)場(chǎng)區(qū)地勢(shì)開(kāi)闊較平緩，地形西高東低。飛雄場(chǎng)址及附近屬巖溶地貌，按地貌成因分類屬“構(gòu)造侵蝕類型”，場(chǎng)區(qū)地貌類型主要為巖溶類型，包含溶蝕漏斗、落水洞、溶洞、土洞等不良地質(zhì)，地下水位隨季節(jié)變化比較明顯。大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。場(chǎng)區(qū)地形起伏、填方厚度不一，填后的路基沉降不均勻，且是隨時(shí)間逐步收斂的過(guò)程，最終總趨于穩(wěn)定。對(duì)不均勻沉降的控制是高填方道面的主要的地基問(wèn)題。填筑體的自重應(yīng)力引起的填筑體自身壓縮沉降成為高填方機(jī)場(chǎng)急待解決的技術(shù)問(wèn)題之一。

2 工程地質(zhì)情況

勘察報(bào)告表明，場(chǎng)地地基土主要由石灰?guī)r、泥質(zhì)石灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖、泥巖、白云巖和第四系土層殘坡積層（Q4el+dl）粘土、粉質(zhì)粘土、紅粘土、碎石土、混合土、塊石等組成。其中出露的填土有耕植土、雜填土和素填土；粘土主要分布在跑道以西的大片地區(qū)，位于植物土層之下，軟塑、可塑和硬塑狀態(tài)均有分布；粉質(zhì)粘土分布廣泛，其塑性狀態(tài)以可塑和硬塑粉質(zhì)粘土為主；紅粘土主要分布在跑道以東的大片地區(qū)，軟塑、可塑和硬塑狀態(tài)均有分布，其中以硬塑紅粘土為主。

3 地基處理方法

道槽區(qū)高填方多處于場(chǎng)區(qū)低洼地帶，可塑性土層較厚，含水量普遍較高，最高填方達(dá)32.4m，原地面處理不好，容易出現(xiàn)較大沉降和不均勻沉降現(xiàn)象。

對(duì)于道槽區(qū)漏斗、落水洞區(qū)域，根據(jù)試驗(yàn)段處理情況，若其充填物厚度小于5m采用2000kN·m能級(jí)進(jìn)行原地面強(qiáng)夯處理；若其充填物厚度5～9m，采用3000kN·m能級(jí)進(jìn)行原地面填石強(qiáng)夯處理；對(duì)于其他區(qū)域，采用墊層強(qiáng)夯工藝進(jìn)行。

對(duì)于大型溶洞，以爆破開(kāi)挖方案為主，以強(qiáng)夯探測(cè)和投料注漿方案為輔。

4 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)方案及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

沉降點(diǎn)主要沿跑道布置，對(duì)飛行區(qū)填方區(qū)域漏斗等特殊位置，加布觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)道槽區(qū)軸線每80～100m設(shè)置一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行表面沉降監(jiān)測(cè)，沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)共20個(gè)，高程控制點(diǎn)9個(gè)。各點(diǎn)的坐標(biāo)及填方厚度見(jiàn)表1：

監(jiān)測(cè)是始于2011年12月25日，截至2012年4月5日，共九次監(jiān)測(cè)。典型測(cè)點(diǎn)B02、B11、B04在各階段的沉降變化曲線如圖1所示?？梢钥闯?，B02、B11點(diǎn)的工后沉降量隨時(shí)間的延續(xù)而增大，且沉降量與填方深度有較大關(guān)聯(lián)，而對(duì)于B04點(diǎn)，其后期沉降不明顯且趨于穩(wěn)定。B11點(diǎn)（填方18.3m）在97天后至102天觀測(cè)結(jié)束沉降量不再發(fā)生變化，而B(niǎo)02（填方30m）在整個(gè)觀測(cè)期間的沉降量并未表現(xiàn)出收斂，達(dá)到超過(guò)40mm的沉降量，如沉降不收斂，將會(huì)對(duì)后期的道面施工及運(yùn)營(yíng)帶來(lái)影響。圖2為B08、B10、B11測(cè)點(diǎn)的沉降變化曲線，此3測(cè)點(diǎn)的填方高度差異不大，但沉降形式表現(xiàn)出明顯的差異性。其他實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明特別在挖填交界區(qū)域不均勻沉降明顯。

造成填方區(qū)沉降的原因有多重且相互影響，如工程地質(zhì)性質(zhì)、溶洞規(guī)模、填料的性質(zhì)、級(jí)配及密實(shí)度，施工工藝及方法、降雨量及排水措施、施工荷載等。工程經(jīng)驗(yàn)表明，高填方地基沉降大，壓縮快，差異沉降明顯，高填方地基土的施工期沉降和工后沉降均與填筑體的厚度、填料的性質(zhì)、密實(shí)程度以及原地基中土層本身的厚度和性質(zhì)均有著一定的關(guān)系，理論和經(jīng)驗(yàn)表明最大沉降量往往出現(xiàn)在填體厚度較大和原地基軟弱土層厚度較大的部位，從而說(shuō)明高填方地基的工后沉降包括原地基土體的受擠壓變形和填筑體因自重作用的壓縮變形兩部分。

5 填方不均勻沉降的影響因素

5.1 填筑體密實(shí)度

填方土體密實(shí)度不足，填筑體在處理后內(nèi)部顆粒之間存在空隙，在自重作用及上部荷載作用下，顆粒之間經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后重新排列，相互的位置關(guān)系發(fā)生調(diào)整，在宏觀上就表現(xiàn)為沉降變形。

5.2 原地基中存在軟弱土或不良地質(zhì)

軟弱土壓縮性強(qiáng)，在附加應(yīng)力作用下，則會(huì)發(fā)生壓縮變形。若軟弱土中含水量高，孔隙比大，孔隙水可在荷載作用下排出，則地基土將會(huì)產(chǎn)生明顯固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降和側(cè)向塑性位移，若地基土厚度及性質(zhì)分布不均勻，則極易產(chǎn)生不均勻沉降。但西南地區(qū)某些高填方機(jī)場(chǎng)的工程經(jīng)驗(yàn)表明，若地基土中水難以排泄，特別位于溝谷當(dāng)中的填方，則土中的水在填方加載條件下以超孔隙水壓力的狀態(tài)承受一部分荷載，使沉降變化非常緩慢，加上土拱效應(yīng)，使填筑頂面的沉降得到有效控制。

在巖溶發(fā)育地區(qū)，道面下方若存在巖溶洼地、漏斗、落水洞等不良地質(zhì)，在填方荷載的作用下，填料向下壓實(shí)，側(cè)向擠壓甚至塌陷等原因，均造成地基沉降。

6 不均勻沉降改善方法

6.1 強(qiáng)夯處理方法

根據(jù)本機(jī)場(chǎng)和貴州其他地區(qū)機(jī)場(chǎng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，控制高填方地基的不均勻沉降，主要就是要改良原地基土和提高填筑材料的密實(shí)性。在西南地區(qū)采用強(qiáng)夯或強(qiáng)夯和碾壓結(jié)合的處理辦法，可以有效縮短填筑體沉降時(shí)間并減小工后沉降量。

強(qiáng)夯加固地基過(guò)程為夯擊能傳至土體，強(qiáng)制壓縮或密實(shí)，使其結(jié)構(gòu)重新調(diào)整，強(qiáng)度提高。

西南地區(qū)某類似的機(jī)場(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)表明，在原地基強(qiáng)夯試驗(yàn)中，能對(duì)地基土進(jìn)行有效的密實(shí)，其密實(shí)效果隨著深度的增加而略有降低。強(qiáng)夯的有效影響深度在3m左右；強(qiáng)夯后墊層的粒徑得到進(jìn)一步改善，墊層級(jí)配良好。對(duì)于3000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（兩遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為82.4%～83.3%，上部檢測(cè)能滿足壓實(shí)度為96區(qū)的固體體積率要求，中下部檢測(cè)能滿足壓實(shí)度為93區(qū)的固體體積率要求；對(duì)于4000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（兩遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為83.5%～84.7%，上中下部檢測(cè)均能滿足壓實(shí)度為96區(qū)的固體體積率要求。對(duì)于4000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯（一遍點(diǎn)夯），處理后其固體體積率值為81.6%～82.5%，上中下部檢測(cè)均能滿足壓實(shí)度為93區(qū)的固體體積率要求。

填筑體強(qiáng)夯試驗(yàn)中，對(duì)于3000kN·m能級(jí)填筑體強(qiáng)夯，夯點(diǎn)間距4.5m、虛鋪厚度5m、兩點(diǎn)一滿的強(qiáng)夯工藝檢測(cè)的固體體積率能達(dá)到壓實(shí)度為90～95的要求。4000kN·m能級(jí)填筑體強(qiáng)夯，同樣參數(shù)的強(qiáng)夯工藝，檢測(cè)上部能達(dá)到壓實(shí)度96的要求，中下部達(dá)到壓實(shí)度93的要求。沉降觀測(cè)結(jié)果表明總沉降均控制在4cm以內(nèi)。

在機(jī)場(chǎng)不同功能分區(qū)對(duì)應(yīng)不同壓實(shí)度要求的前提下，選擇適合的強(qiáng)夯能級(jí)、遍數(shù)等參數(shù)可以起到節(jié)約成本的效果。

6.2 壓力灌漿方法

壓力灌漿技術(shù)是將制備好的水泥漿液通過(guò)高壓注入地基中，以填充地基中存在的空隙，漿液材料應(yīng)具有良好的水穩(wěn)定性。注漿后的地基抗變形能力得到提高。適用于砂土、礫石及具有濕陷性的軟土地層中。目前在機(jī)場(chǎng)地基處理工程中主要用于處理小型溶洞，但出于環(huán)境污染等方面的考慮，應(yīng)用還有待進(jìn)一步探究。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）機(jī)場(chǎng)跑道填方區(qū)不均勻沉降符合一般性規(guī)律，即填方高的點(diǎn)沉降一般大于填方低的點(diǎn)，特別在挖填交界區(qū)域不均勻沉降明顯；（2）機(jī)場(chǎng)沉降形式與地質(zhì)地貌相關(guān)，有溶洞的區(qū)域沉降明顯；（3）減緩機(jī)場(chǎng)填方區(qū)不均勻沉降的方法如強(qiáng)夯加碾壓法在已有山區(qū)機(jī)場(chǎng)的工程實(shí)例中得以驗(yàn)證，地基處理效果顯著，并經(jīng)過(guò)可行性研究，可用于畢節(jié)機(jī)場(chǎng)填方地基處理工程。

參考文獻(xiàn)

[1] 何兆益，孫勇，趙川，等.強(qiáng)夯法在萬(wàn)州五橋機(jī)場(chǎng)高方工程中的應(yīng)用[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，20（2）.

[2] 何兆益，趙川，朱洪洲，等.萬(wàn)州五橋機(jī)場(chǎng)高填方碾壓施工控制試驗(yàn)研究[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，200l，20（3）.

[3] 中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)公司.貴州畢節(jié)飛雄機(jī)場(chǎng)建設(shè)工程初步設(shè)計(jì)匯總.2011.

[4] 李秀珍，許強(qiáng)，孔紀(jì)名，等.九寨黃龍機(jī)場(chǎng)高填方地基沉降的數(shù)值模擬分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（12）.

[5] 顏春.填方路基不均勻沉降原因分析及處治措施[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，22（1）.

作者簡(jiǎn)介：張文瀚（1986-），男，四川成都人，中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)公司西南分公司設(shè)計(jì)人員，碩士，研究方向：機(jī)場(chǎng)地基工程和邊坡工程的設(shè)計(jì)。