談?chuàng)Q填強(qiáng)夯法處理不均勻軟基施工技術(shù)

孫 學(xué) 強(qiáng)

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

隨著我國(guó)民航事業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)大部分機(jī)場(chǎng)都存在規(guī)劃與運(yùn)行不匹配的壓力，需要改擴(kuò)建滑行道、延長(zhǎng)跑道、擴(kuò)建站坪等。在改擴(kuò)建的過程中，首先，機(jī)場(chǎng)需要大面積征地，這些征地多是低洼的溝塘區(qū)、耕地區(qū)及新近雜填土堆填區(qū)等不均勻地基。其次，機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建施工需要滿足導(dǎo)航臺(tái)電磁環(huán)境保護(hù)、凈空保護(hù)及安防的要求，限制了地基處理方法的選用范圍。再者，新建聯(lián)絡(luò)道、延長(zhǎng)跑道與現(xiàn)狀跑道搭接段涉及不停航施工。以上所述內(nèi)容均會(huì)增加機(jī)場(chǎng)軟基處理施工的難度，對(duì)施工技術(shù)提出更高的要求。

2 工程概況

云南德宏芒市機(jī)場(chǎng)位于祖國(guó)西南邊陲，飛行等級(jí)4C，現(xiàn)有一條2 200 m跑道，兩條聯(lián)絡(luò)滑行道，場(chǎng)道工程擴(kuò)建內(nèi)容包括：現(xiàn)狀跑道向南延長(zhǎng)400 m，建設(shè)一條等長(zhǎng)平行滑行道，新建3條垂直聯(lián)絡(luò)道和1條快滑；平滑中南部新建10個(gè)C機(jī)位，現(xiàn)狀站坪向北擴(kuò)建6個(gè)C機(jī)位。場(chǎng)地地基情況較復(fù)雜，存在大面積溝塘、軟弱土基，地基處理對(duì)象為道槽區(qū)范圍內(nèi)的全部①層填土、全部②層粘土(淤泥質(zhì)土)、部分②1層液化中砂層；飛行區(qū)內(nèi)換填處理面積約7萬m2，飛行區(qū)外換填、低能級(jí)強(qiáng)夯面積約20萬m2。

3 關(guān)鍵技術(shù)

1)在大面積地基處理施工前，驗(yàn)證持力層或軟基情況與地勘報(bào)告是否相符，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。

2)飛行區(qū)內(nèi)、導(dǎo)航臺(tái)電磁環(huán)境保護(hù)影響區(qū)宜采用換填法處理軟基，若換填墊層的下臥土層不滿足設(shè)計(jì)要求，采用增加換填厚度的方法處理。

3)采用換填法處理跑道端之外300 m以內(nèi)、跑道中心線兩側(cè)75 m以內(nèi)地基時(shí)，需要對(duì)施工工序優(yōu)化，以滿足適航條件。

4)采用換填法處理飛行區(qū)外軟基時(shí)，若開挖完成面粉質(zhì)黏土經(jīng)碾壓處理達(dá)不到設(shè)計(jì)壓實(shí)度要求時(shí)，可采用低能級(jí)滿夯法加固開挖完成地面以滿足設(shè)計(jì)要求。

5)強(qiáng)夯法處理機(jī)場(chǎng)軟基時(shí)，需要核實(shí)強(qiáng)夯機(jī)械作業(yè)高度是否穿透障礙物限制面，必要時(shí)將強(qiáng)夯作業(yè)調(diào)整至夜間航后進(jìn)行。

6)不同地基處理方式搭接段采用1∶2臺(tái)階搭接或1∶8斜坡順接，以減少搭接段不均勻沉降。

4 施工工藝

改擴(kuò)建工程地基處理對(duì)象為道槽區(qū)范圍內(nèi)的全部①層填土、全部②層粘土(淤泥質(zhì)土)、部分②1層液化中砂層，設(shè)計(jì)文件將道槽區(qū)地基處理分區(qū)為QH區(qū)和HT區(qū)，QH區(qū)面積7 681 m2，HT區(qū)面積261 596 m2，需外購(gòu)優(yōu)質(zhì)風(fēng)化料約38萬m3。下面通過QH區(qū)和HT區(qū)施工實(shí)例，闡述換填、低能級(jí)強(qiáng)夯法處理機(jī)場(chǎng)不均勻軟基施工技術(shù)要點(diǎn)。

4.1 QH區(qū)地基處理施工

新建平滑ZK18～ZK21區(qū)域約210 m長(zhǎng)，需處理土層的厚度為4.6 m～5.8 m，根據(jù)鉆孔柱狀圖從上到下所需處理土層為①1層素填土、②層粘土(淤泥質(zhì)土)，原設(shè)計(jì)采用墊層強(qiáng)夯法處理，命名為QH區(qū)。QH區(qū)采用兩遍3 000 kN·m能級(jí)點(diǎn)夯+1遍1 000 kN·m能級(jí)滿夯處理，墊層厚1.5 m；點(diǎn)夯之間、滿夯與點(diǎn)夯之間、滿夯與強(qiáng)夯效果檢測(cè)之間的時(shí)間間隔不得小于14 d；在QH區(qū)選擇1 000 m2的區(qū)域作為試驗(yàn)段，土方開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高、填筑1.5 m厚塊碎石，采用兩遍3 000 kN·m能級(jí)點(diǎn)夯+1遍1 000 kN·m能級(jí)滿夯處理后發(fā)現(xiàn)，不良土層上翻，重車行走時(shí)有嚴(yán)重的反彈現(xiàn)象；經(jīng)檢測(cè)地基標(biāo)貫擊數(shù)無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且現(xiàn)場(chǎng)開挖探坑發(fā)現(xiàn)，上翻的不良土層厚度約3 m。后經(jīng)各參建單位共同商討，將QH區(qū)處理方案優(yōu)化為：將上翻的不良土層全部清除干凈，槽底以見②1中砂層或③1圓礫層為準(zhǔn)，回填3 m厚塊碎石，采用2遍3 000 kN·m能級(jí)點(diǎn)夯+1遍1 000 kN·m滿夯加固。

QH區(qū)邊線距跑道中線約160 m，強(qiáng)夯機(jī)械作業(yè)高度會(huì)穿透障礙物限制面，將強(qiáng)夯作業(yè)調(diào)整至夜間航后進(jìn)行。QH區(qū)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)：將不良土層清理干凈；回填料應(yīng)采用中～微風(fēng)化且水穩(wěn)定好的石料，最大粒徑不大于30 cm，級(jí)配良好(Cu>5及Cc=1～3)，含泥量不大于10%；加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管，保證強(qiáng)夯施工嚴(yán)格按照QH區(qū)強(qiáng)夯施工參數(shù)執(zhí)行。

4.2 HT區(qū)地基處理施工

其他道槽區(qū)原設(shè)計(jì)采用一般的換填法處理，命名為HT區(qū)；即按照地勘報(bào)告清除①1層、①2層、②層不良土層、碾壓處理開挖完成面，然后分層碾壓、回填風(fēng)化料至土基頂。在新建10個(gè)C機(jī)位站坪處實(shí)施原地面沖碾、原地面振碾、回填50 cm厚風(fēng)化料后沖碾試驗(yàn)段，試驗(yàn)結(jié)果表明上述方式處理后，原地面壓實(shí)度均達(dá)不到設(shè)計(jì)要求0.95。經(jīng)各參建單位召開地基處理專項(xiàng)會(huì)議研究決定，增加1 500 kN·m滿夯、1 000 kN·m滿夯試驗(yàn)段，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求將原地面檢測(cè)方式優(yōu)化為標(biāo)貫試驗(yàn)。標(biāo)貫試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明，1 500 kN·m滿夯加固的地基能夠達(dá)到預(yù)期效果，進(jìn)而確定飛行區(qū)外約10萬m2道槽區(qū)地基處理方式，將不良土層清除干凈，然后鋪50 cm厚風(fēng)化料，進(jìn)行1 500 kN·m滿夯，d/4搭接，單點(diǎn)擊數(shù)為5擊。

北擴(kuò)6個(gè)C機(jī)位、平滑北段距離機(jī)場(chǎng)VOR臺(tái)較近，不能采用強(qiáng)夯法處理地基，以免影響VOR臺(tái)數(shù)據(jù)的精確性和電磁環(huán)境。飛行區(qū)內(nèi)道槽區(qū)由于凈空及飛行區(qū)管控等因素，該區(qū)域道槽區(qū)地基不能采用強(qiáng)夯、沖碾等方式處理，該區(qū)域經(jīng)各參建單位共同商討，確定不停航施工區(qū)域道槽區(qū)地基處理方式為：根據(jù)地勘報(bào)告，將①1層、①2層、②層不良土層清除干凈，并超挖60 cm，對(duì)超挖后的完成面采用碾壓處理，要求碾壓面以下30 cm標(biāo)貫擊數(shù)達(dá)到7擊以上，然后分層碾壓、回填風(fēng)化料，分層厚度不大于30 cm，回填料固體體積率不小于83%。該部分區(qū)域換填處理施工于2017年10月下旬開始，于12月底完成，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

HT區(qū)內(nèi)換填厚度不一致的區(qū)域，采用不大于1∶8的坡比順接；HT區(qū)與QH區(qū)搭接處換填深度相差較大時(shí)，采用1∶2臺(tái)階搭接，臺(tái)階寬度不小于1 m，以減少搭接處不均勻沉降。

4.3 不停航施工注意事項(xiàng)

管線保護(hù)。改擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)常常存在地下管線多、現(xiàn)存資料不全的情況，在土方開挖過程中注意避讓地下管線。

防止跑道入侵。飛行區(qū)內(nèi)道槽區(qū)地基處理施工前，應(yīng)在距跑道中線75 m處設(shè)置1.5 m高的臨時(shí)圍欄，圍欄上方設(shè)置紅色恒定警示燈，同步設(shè)置安全警示牌，防止人員、車輛在機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)期間侵入跑道。

機(jī)械限高和揚(yáng)塵治理。飛行區(qū)內(nèi)施工時(shí)，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，要做好機(jī)械限高管理和揚(yáng)塵治理工作。松散堆積料用密目網(wǎng)覆蓋；同時(shí)在航班密集時(shí)段和重點(diǎn)區(qū)域加強(qiáng)灑水降塵工作。

航后區(qū)域施工期間，要求開挖的溝槽及時(shí)復(fù)原，選擇合適的適航恢復(fù)方案。當(dāng)天開挖的道槽區(qū)地基處理完畢后，分層碾壓、回填風(fēng)化料至土基頂，交接位置采用風(fēng)化料在道槽區(qū)接坡。

5 實(shí)施效果

采用優(yōu)化后的換填、低能級(jí)強(qiáng)夯處理方案及一系列策劃和保障措施，處理后地基的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。同時(shí)，在上述地基處理施工過程中，我單位未發(fā)生挖斷管線、跑道入侵、不滿足適航條件等影響機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的事件，多次受到建設(shè)單位、監(jiān)管單位的表揚(yáng)。

6 結(jié)語

本文所述換填、低能級(jí)強(qiáng)夯處理方案及一系列保障措施，既能保證機(jī)場(chǎng)不均勻軟基處理效果，又能保障機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)安全，對(duì)其他機(jī)場(chǎng)類似改擴(kuò)建工程具有借鑒意義。