機(jī)場(chǎng)高填方工程土基下沉防治措施辦法

宋興旺

云南建投第四建設(shè)有限公司 云南 昆明 650501

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)騰飛的大背景下，機(jī)場(chǎng)數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。在高填方工程竣工之后，選址在丘陵、山區(qū)等地建設(shè)的機(jī)場(chǎng)往往發(fā)生地基局部乃至整體下沉的問題，給施工帶來了眾多不良影響。因此需要切實(shí)執(zhí)行防治舉措，以應(yīng)對(duì)高填方工程地基下沉的問題，提升工程的穩(wěn)定性，讓其能經(jīng)受飛機(jī)的多次荷載壓力并提高抵抗自然風(fēng)險(xiǎn)的能力。在此基礎(chǔ)上，文章系統(tǒng)地分析了機(jī)場(chǎng)高填方工程，研究災(zāi)害成因和防治舉措。

1 機(jī)場(chǎng)高填方工程目前的理論背景

作為眼下的研究熱門課題，機(jī)場(chǎng)高填方工程在施工方面還有很多標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)制待完善，缺少相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)支撐。目前隨著高填方工程“三面一體控制論”的理論建立，九寨黃龍機(jī)場(chǎng)成功驗(yàn)證了理論的科學(xué)性，為我國(guó)《機(jī)場(chǎng)高填方工程設(shè)計(jì)指南》的提出提供了方向，建立了關(guān)于規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及控制方面的高填方工程指標(biāo)體系，給機(jī)場(chǎng)高填方工程建設(shè)出現(xiàn)的眾多工程技術(shù)常見問題提供了指導(dǎo)及解決思路，對(duì)建設(shè)具有促進(jìn)作用。在建設(shè)時(shí)，由于九寨黃龍機(jī)場(chǎng)具備“三高四不利”的特點(diǎn)，為此開展全方位的系統(tǒng)性研究，在掌握機(jī)場(chǎng)施工基本特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，洞悉建設(shè)重點(diǎn)。在科學(xué)理論基礎(chǔ)上有所側(cè)重地展開施工，秉持依靠多樣化手段進(jìn)行全方位質(zhì)量控制的理念，優(yōu)化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方案并依靠大數(shù)據(jù)進(jìn)行施工，順利解決高填方工程出現(xiàn)的多種建設(shè)難題。對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)建設(shè)史而言，該方法并不常見，其為高原地區(qū)大面積土石方工程的建設(shè)提供了新方法，也成為類似的工程建設(shè)的重要參考。康定機(jī)場(chǎng)建設(shè)對(duì)我國(guó)這一領(lǐng)域的研究起到了非常重要的作用，通過對(duì)該機(jī)場(chǎng)建設(shè)過程的分析，總結(jié)出以下三個(gè)結(jié)論：①施工過程中如果遇到冰磧軟弱土情況，以2000kN·m對(duì)地基強(qiáng)夯，對(duì)塊石架空區(qū)以3000kN·m的能級(jí)強(qiáng)夯，這種方式不能夠獲得非常好的改善效果，加固深度可以高達(dá)4-6m。②可運(yùn)用沖擊碾壓、振動(dòng)碾壓及強(qiáng)夯擊實(shí)三種方法填筑、壓實(shí)不均勻的冰磧土。③康定機(jī)場(chǎng)對(duì)不良地基進(jìn)行能級(jí)不同的強(qiáng)夯處理，運(yùn)用沖擊、振動(dòng)碾壓，強(qiáng)夯擊實(shí)等多種技術(shù)舉措處理不均勻填料。經(jīng)分析，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)機(jī)場(chǎng)高填方工程建設(shè)問題進(jìn)行了廣泛研究，并獲得諸多成果。而面對(duì)機(jī)場(chǎng)高填方工程地基局部乃至整體下沉的問題，目前相關(guān)文獻(xiàn)較少，在系統(tǒng)性分析、總結(jié)下沉原因的基礎(chǔ)上，還應(yīng)提出對(duì)應(yīng)的防治舉措。此問題同樣也是文章重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵問題。在民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)騰飛而平原區(qū)域土地資源稀缺的前提下，丘陵、山區(qū)區(qū)域的機(jī)場(chǎng)建設(shè)常面臨地基邊坡和高填筑土方的處理問題。工程完工后，由于飛機(jī)多次荷載作用以及使用時(shí)間延長(zhǎng)，土基往往發(fā)生局部乃至整體地基下沉，土基滑動(dòng)甚至邊坡滑塌，地基開裂引發(fā)機(jī)場(chǎng)道面板斷裂等病害。為了高填方工程的“三面一體”得以控制及平衡，應(yīng)保障土基在填筑、處理后能均勻變形，地基穩(wěn)定且填筑密實(shí)性高。

2 高填方工程中土基下沉原因探究

高填方工程中土基下沉的原因，經(jīng)過不斷的研究分析，主要有以下九個(gè)方面：

①施工前的外業(yè)勘測(cè)階段缺乏工程所在地的地質(zhì)情況布探，沒有掌握各軟弱面的分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等狀況，在技術(shù)角度未能科學(xué)地進(jìn)行合理設(shè)計(jì)；邊坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并未同對(duì)應(yīng)高填方材料結(jié)合，土基穩(wěn)定性測(cè)驗(yàn)缺乏，依據(jù)普通地基設(shè)計(jì)施工，在施工工藝、技術(shù)方面缺乏針對(duì)性要求。

②未按照原地面要求的施工規(guī)范進(jìn)行施工，高填方工程基底的荷載能力原應(yīng)高于普通地基水平，如果僅按普通地基的標(biāo)準(zhǔn)施工，隨著地基負(fù)載力的增大，地基的變形加大，將會(huì)引起土基不均勻沉降。

③高填方地基降排水問題的成因：由于施工改變了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文條件，從而影響了工程的穩(wěn)定和形變程度，特別是遭逢雨水天氣時(shí)，大面積的機(jī)場(chǎng)施工區(qū)域讓土基受到雨水持續(xù)浸泡，這種情況下會(huì)使得土基被逐漸滲透，進(jìn)而使其軟化變形，強(qiáng)度和承載力都會(huì)受到很大的影響。如若在施工過程中未采取有效措施降排水，會(huì)導(dǎo)致土基的含水量增加，造成土質(zhì)軟化，同時(shí)降低了填筑材料的強(qiáng)度，進(jìn)而降低了土基承載能力，造成沉降，甚至引發(fā)周圍的次生災(zāi)害。

④不遵守分層填筑的施工規(guī)范，導(dǎo)致高填筑土石方施工的填筑層薄厚不均，在平整碾壓或分層碾壓時(shí)，含水量沒能得到有效控制；面對(duì)同時(shí)段施工的不同種類的土石方填料，未對(duì)其施加有效控制；土基的壓實(shí)度及壓實(shí)均勻度未達(dá)標(biāo)，易引起局部乃至整體沉降變形。

⑤施工工序安排不合理，在高填方區(qū)域施工時(shí)未按先低后高的順序進(jìn)行施工，竣工后給予土基沉降凝固的時(shí)間不充足，隨即便轉(zhuǎn)向之后的道面施工、基層鋪筑上，進(jìn)而引發(fā)機(jī)場(chǎng)土基發(fā)生局部沉降。

⑥施工過程中缺乏強(qiáng)有力的質(zhì)量管理和工程技術(shù)保障，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及施工人員缺乏責(zé)任意識(shí)；管理人員依靠經(jīng)驗(yàn)肆意降低密實(shí)度的檢驗(yàn)頻次，甚至在檢測(cè)資料上胡編亂造，潦草應(yīng)對(duì)質(zhì)量檢查；施工現(xiàn)場(chǎng)的混亂管理為施工質(zhì)量埋下隱患，進(jìn)而影響了土基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

⑦未在施工中遵循縱橫向搭接的處理要求，尤其是多個(gè)錯(cuò)誤的作業(yè)面搭接，造成土基發(fā)生不同程度的沉降及出現(xiàn)局部裂隙。

⑧預(yù)留的邊坡填筑寬度不足，讓邊坡?lián)p蝕嚴(yán)重，用“貼補(bǔ)法”修整的土坡存在原邊土坡與填補(bǔ)土結(jié)合不緊密的缺陷，難以被碾壓密實(shí)，從而造成整體的低性能，進(jìn)而引發(fā)邊坡的局部松動(dòng)乃至滑坡。

⑨填筑用料選擇不合理，也是影響土基質(zhì)量穩(wěn)定性的重要原因。

3 高填方工程防治土基沉降的防治措施

由于丘陵、山區(qū)地域的機(jī)場(chǎng)高填方工程在竣工后往往發(fā)生土基局部乃至整體沉降的問題，應(yīng)采取強(qiáng)有力的防治舉措，來達(dá)到保障機(jī)場(chǎng)安全飛行的目標(biāo)。

①在土基挖方后進(jìn)行專門布探，深入了解土基的地質(zhì)節(jié)理、層理、斷面和地下水的分布狀況，依照規(guī)定要求進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，在邊坡設(shè)計(jì)時(shí)確定相對(duì)應(yīng)的填料，當(dāng)項(xiàng)目沒有按照規(guī)定程序測(cè)算土基荷載能力、穩(wěn)定性或沉降程度時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)做，以保障工程質(zhì)量。

②在土基原地面實(shí)施填筑施工前，應(yīng)碾壓原地基，若土基雜質(zhì)多且有機(jī)含量高，造成地基難以壓實(shí)，則要依規(guī)填換土質(zhì)；若土基土質(zhì)松軟，且常規(guī)碾壓難以達(dá)到地基對(duì)穩(wěn)定性和沉降程度的要求，則要特殊化處理土基。

③填筑施工前要進(jìn)行填筑的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，明確恰當(dāng)?shù)哪雺罕閿?shù)、碾壓最佳含水量、鋪筑層系數(shù)、施工的機(jī)械設(shè)備和班組等數(shù)據(jù)；進(jìn)行分層填筑時(shí)，需要嚴(yán)格依規(guī)進(jìn)行逐層平整碾壓；壓實(shí)填料時(shí)，施工方應(yīng)依照規(guī)定頻次逐層核查壓實(shí)度，保障土基的壓實(shí)度合乎施工規(guī)范。填筑土方石時(shí)，要采取過程控制，利用實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)控制原土基處理、土方石爆破、開掘、調(diào)運(yùn)和填補(bǔ)等過程，并及時(shí)檢測(cè)填料的沉降程度。

④加強(qiáng)對(duì)原地基、邊坡及填筑體等的排水力度，按照施工現(xiàn)場(chǎng)的整體狀況，在施工前夕加裝排水溝、管及截水溝等排水、防滲漏設(shè)施，讓施工場(chǎng)地儲(chǔ)存的降水、地下水、沖積水和凍脹水都能及時(shí)排出，防止水源侵?jǐn)_、沖刷作業(yè)面和角坡、邊坡等。排水橫坡應(yīng)在施工時(shí)設(shè)置在每層填方處，按照施工氣象情況和當(dāng)?shù)赝临|(zhì)狀況判斷設(shè)置情況，使得工程的表層積水得以迅速排出。在滿足施工期的排水需要的同時(shí)，臨時(shí)排水的設(shè)置要考慮要未來的機(jī)場(chǎng)排水設(shè)施。

⑤建立完善的質(zhì)量管控體系和施工組織，提升專業(yè)技術(shù)人員、管理人員的能力，落實(shí)管理任務(wù)，讓有關(guān)人員憑證上崗；組織科學(xué)合理的施工，禁止盲目地?fù)屪スて诤瓦M(jìn)度；依規(guī)依程序施工，將質(zhì)量放在第一位，不允許質(zhì)量不過關(guān)的工程進(jìn)行后續(xù)施工。

⑥對(duì)待“三面一體”，即交接面、臨空面、底基面、填筑體這四要素時(shí)，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)控。填挖交界處作為地基處理的薄弱環(huán)節(jié)，容易發(fā)生沉降不均勻，應(yīng)根據(jù)原地面坡度，將開挖臺(tái)階同超挖放坡結(jié)合起來；面對(duì)交界處地基處理方式的差異，要采取多種搭接措施：如設(shè)置土木合成材料、墊層，擴(kuò)大沖擊、強(qiáng)夯碾壓等范圍。

⑦施工時(shí)要超寬填筑、碾壓邊坡。在進(jìn)行分層填料前需按照設(shè)計(jì)邊坡線劃出實(shí)際的土基填筑邊線，通常每層超寬的設(shè)計(jì)寬度不會(huì)小于50cm，經(jīng)壓實(shí)修繕后，挖除超填部分以保障嚴(yán)密的邊坡填筑；如果邊坡缺土，應(yīng)在修整時(shí)開挖臺(tái)階，層層壓實(shí)填筑，避免使用“貼補(bǔ)法”，確保土基具備密實(shí)邊坡和完整性。

⑧在填筑土石料的選擇上，優(yōu)先選用穩(wěn)定性高、承載力強(qiáng)、干密度大的材料。施工地挖出的土方石材料多樣，則要將填料歸類，在不同的施工區(qū)域選用不同的填筑材料；要保障每層土方石材料的填筑均勻，不得混合填筑不同的土方石材料，并且要摒棄顆粒直徑過大的土方石，確保每層填料的嚴(yán)實(shí)度在規(guī)定范圍內(nèi)。

⑨采取措施對(duì)邊坡加以保護(hù)，可以采用漿砌片石和混凝土護(hù)坡、拱形骨架護(hù)坡、錨固法護(hù)坡、噴漿或噴混凝土、植草防護(hù)等措施。將邊坡防護(hù)與綠化結(jié)合起來，立足施工地土質(zhì)、含水量、氣候等條件，選種既經(jīng)濟(jì)又易養(yǎng)護(hù)的植物品種；可以通過預(yù)制水泥混凝土塊、砌石、搭建混凝土框架等方式進(jìn)行工程防護(hù)；一些土木合成材料，諸如土工網(wǎng)、土工網(wǎng)墊、土工格柵等都可被用在防護(hù)工程上，在鋪設(shè)期間要將其固定在坡面，預(yù)防其發(fā)生位移。

4 小結(jié)

為了盡可能地消除高填方土基病害引發(fā)的不良影響，需提早預(yù)見、防治，盡快在發(fā)現(xiàn)問題的前夕采用強(qiáng)有力的補(bǔ)救舉措以累積相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，最大化地降低病害的不良影響，保障高填方工程的高穩(wěn)定性和耐受性，提升承載飛機(jī)多次負(fù)載作用的能力，降低不利自然因素的影響程度。