機(jī)場(chǎng)土石方施工技術(shù)的對(duì)比與應(yīng)用

鄧小+謝黎輝+閻宇峰

摘 要：結(jié)合瀾滄機(jī)場(chǎng)土石方工程，依據(jù)土石方加固處理后試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)強(qiáng)夯法與振動(dòng)碾壓處理效果進(jìn)行對(duì)比；同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，分析工效與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。論述以上兩種施工工藝的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：土石方填筑；強(qiáng)夯法；振動(dòng)碾壓；施工技術(shù)

1 工程概況

（1）瀾滄某機(jī)場(chǎng)土石方工程試驗(yàn)段采用強(qiáng)夯與振動(dòng)碾壓處理兩種施工工藝。場(chǎng)區(qū)內(nèi)共分為2個(gè)試驗(yàn)區(qū)（QH、NY），4個(gè)試驗(yàn)小區(qū)（QH1、QH2、NY1、NY2）其中強(qiáng)夯區(qū)QH面積：80m*50m，振動(dòng)碾壓區(qū)NY面積：40m*50m。（2）填料概況。本工程填料場(chǎng)區(qū)填料可分為第四系土和灰?guī)r兩大類，第四系土主要為粉質(zhì)粘土，局部有粉土及碎石土，而灰?guī)r又有強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化三種風(fēng)化程度，經(jīng)爆破取料，填料級(jí)配系數(shù)并不理想，大粒徑較多。QH1、NY1采用爆破灰?guī)r填筑，QH2、NY2采用土料填筑。

2 工藝對(duì)比

強(qiáng)夯法又叫動(dòng)力固結(jié)法，是用起重機(jī)械吊起夯錘后從高處自由下落給填料以強(qiáng)大的沖擊力和振動(dòng)能量，在填筑體中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，迫使土動(dòng)力固結(jié)密實(shí)。從而提高地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性，是減小變形量的一種施工方法。

振動(dòng)碾壓法利用壓實(shí)原理，通過機(jī)械激振力，壓縮填筑體，使填料在振動(dòng)和重力下趨于密實(shí)。

3 施工參數(shù)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

3.1 強(qiáng)夯法

3.1.1施工參數(shù)

QH區(qū)采用單擊夯能3000KN.m，兩遍點(diǎn)夯，夯點(diǎn)間距5m，擊數(shù)10-12擊。虛鋪厚度5m、5.5m。夯后平整后用壓路機(jī)光面壓實(shí)。

3.1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（1）壓實(shí)度。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，填筑體兩遍強(qiáng)夯后上部壓實(shí)度能達(dá)到93以上，中下部能達(dá)到90以上。如采用強(qiáng)夯工藝的處理填石料優(yōu)于填土料，虛鋪厚度對(duì)強(qiáng)夯處理理論影響深度以內(nèi)的檢測(cè)結(jié)果影響甚微。但表面以下2m左右密實(shí)度連貫性不強(qiáng)。單點(diǎn)夯夯間密實(shí)度只有87%左右。

（2）荷載試驗(yàn)。從載荷試驗(yàn)結(jié)果可以看出：檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，石料填筑體強(qiáng)夯后比填土料的承載力更大。（表1）

3.2 振動(dòng)碾壓法

3.2.1 施工參數(shù)

50T激振力壓路機(jī)，走速≤3km/h，碾壓遍數(shù)6、8、10，虛鋪厚度0.4、0.5、0.6m。

3.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（1）壓實(shí)度。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，碾壓8遍后填筑體能達(dá)到90壓實(shí)度，碾壓10遍后填筑體能達(dá)到93壓實(shí)度，但如采用碾壓工藝處理填石料對(duì)石料的級(jí)配系數(shù)要求比較高，虛鋪厚度以及碾壓遍數(shù)對(duì)填筑的檢測(cè)結(jié)果影響大。（表2）

（2）荷載試驗(yàn)

從載荷試驗(yàn)結(jié)果可以看出：檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，級(jí)配碎石振動(dòng)碾壓后比填土料的承載力更大，變形模量也更大。（表3）

綜上對(duì)比，強(qiáng)夯處理后的地基承載力較高，對(duì)石料級(jí)配要求較小。但表層以下密實(shí)度連貫性不強(qiáng)，單點(diǎn)夯夯間密實(shí)度不高。受孔隙水消散周期長影響，土料強(qiáng)夯效果不佳。碾壓施工對(duì)填料級(jí)配要求高，但對(duì)土料加固效果明顯，但對(duì)土料含水率有要求。

4 工效與經(jīng)濟(jì)

對(duì)于施工單位而言，在達(dá)到設(shè)計(jì)要求情況下，盡量選擇合適的施工工藝，以便于控制工程成本；對(duì)于施工過程而言，要達(dá)到設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量控制指標(biāo)，可以采用不同的機(jī)械施工。不同的施工工藝單價(jià)不同，施工工效不同。在選擇施工工藝的時(shí)候，在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范指標(biāo)同時(shí)要兼顧工效與經(jīng)濟(jì)。

文章就現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工臺(tái)班，結(jié)合當(dāng)年機(jī)械市場(chǎng)價(jià)格對(duì)強(qiáng)夯法與振動(dòng)碾壓法兩種施工工藝在經(jīng)濟(jì)與工效方面進(jìn)行分析對(duì)比。

工效換算：強(qiáng)夯機(jī)按每天20h工作時(shí)間、兩遍點(diǎn)夯、夯點(diǎn)間距5m計(jì)，每天產(chǎn)能為1250m2/日，按5m填筑厚度計(jì)算，則每日產(chǎn)量為1250m2/日*5m=6250m3/日。壓路機(jī)每天20h工作時(shí)間、碾壓遍數(shù)8遍計(jì)，每天產(chǎn)能為5625m2/日，按50cm填筑厚度計(jì)算，則每日產(chǎn)量為5625m2/月*0.5m=2812.5m3/日。碾壓遍數(shù)10遍計(jì)，每天產(chǎn)能為4500m2/日，按50cm填筑厚度計(jì)算，則每日產(chǎn)量為4500m2/月*0.5m=2250m3/日。

經(jīng)濟(jì)比較：強(qiáng)夯機(jī)每小時(shí)臺(tái)班成本為750元/h，壓路機(jī)每小時(shí)臺(tái)班成本為200元/h。從工效和經(jīng)濟(jì)方面看，強(qiáng)夯的工效是10遍碾壓的工效的2.77倍，8遍碾壓的工效的2.22倍，單價(jià)卻是碾壓的3.75倍。

就工效與經(jīng)濟(jì)而言，碾壓的經(jīng)濟(jì)成本比較有優(yōu)勢(shì)。但所配套的推土機(jī)的數(shù)量也有所增多，所以經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)勢(shì)不明顯。

5 兩種工藝對(duì)比

無論采用何種工藝，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求是首要條件。就現(xiàn)階段機(jī)場(chǎng)而言，道槽區(qū)和邊坡區(qū)對(duì)工后沉降要求高，密實(shí)度普遍要到達(dá)93以上。而土面區(qū)只需要達(dá)到90壓實(shí)度即可。從高填方機(jī)場(chǎng)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，振動(dòng)碾壓適應(yīng)于土料和土石料的密實(shí)處理，但沉降量偏大，對(duì)于高填方道槽區(qū)、邊坡區(qū)填筑體密實(shí)還是建議采用石料強(qiáng)夯處理效果較好。

當(dāng)然，工藝選擇還是要依據(jù)施工挖方區(qū)填料而定。對(duì)于填料為土料和土石料而言，振動(dòng)碾壓處理效果好，填筑體密實(shí)度連續(xù)。但仍需控制含水率。當(dāng)土料的天然含水量大于最佳含水量，填筑過程中不宜單獨(dú)作為填料使用，宜需與石料一起混合使用。當(dāng)填料為石料時(shí)，強(qiáng)夯效果明顯，需要控制虛鋪厚度和強(qiáng)夯擊數(shù)。

結(jié)合上述分析可知，在機(jī)場(chǎng)施工中，對(duì)于道槽區(qū)和邊坡區(qū)填筑體建議選用石料強(qiáng)夯工藝；對(duì)于一般土面區(qū)填筑體選用振動(dòng)碾壓工藝。

參考文獻(xiàn)

[1]白冰，劉祖德.沖擊荷載作用下飽和軟粘土孔壓增長與消散規(guī)律[J].巖土力學(xué)，1998（2）.

[2]鄭穎人，李學(xué)志，馮遺興，等.軟黏土地基的強(qiáng)夯機(jī)理及其工藝研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1998，17（5）.

[3]王平.機(jī)場(chǎng)大型土石方壓實(shí)技術(shù)分析與研究[D].重慶交通大學(xué)，2008.

作者簡介：鄧小 （1987-），男，重慶市人，工作單位：中國航空港建設(shè)第九工程總隊(duì)，職務(wù)：助理工程師，研究方向：工程技術(shù)。