機場飛行區碎石樁與塑料排水板加固山區軟弱地基處理技術

摘 要：結合施工現場實例，為了有效降低地基沉降量，提高軟弱土地基承載力，工程現場采用碎石樁與塑料排水板結合的方式處理，經過試驗檢測分析結論沉降量和軟弱土地基承載力大大提高，彌補單一工法處理的不足，為以后相似工程中提供了經驗。

關鍵詞：碎石樁;塑料排水板;軟弱土;地基承載力

軟弱土在我國河口三角洲、濱海平原及山澗谷地等均有廣泛分布。在軟弱土地基上進行機場建設，地基產生較大的固結沉降，從而導致地基差異沉降，而且沉降持續時間很長。機場軟弱土處理主要解決過量沉降，要結合軟基實際情況具體處理。碎石樁與塑料排水板分別是樁體擠密加固法和排水固結法的典型代表。塑料排水板主要利用地基自重，加入垂直和水平排水通道，使得軟基迅速排水固結。碎石樁主要是在軟基中加入樁體，對軟基產生擠密作用，同時與軟基形成復合地基，提高整體強度來加固軟基。

一、概況

（一）工程簡介

成都天府國際機場位于成都市東南方向，近期工程總占地面積約2020萬㎡，規劃6條跑道。本項目地基處理與土石方工程施工標段共劃分11個標段，本標段為06標段。本標段施工內容包括土石方工程（土石方開挖與填筑）、地基處理工程（地基處理主要采用換填、強夯置換、碎石樁+排水板、插板預壓及不插板預壓處理、CFG樁等方式）及排水工程。

（二）地質狀況及填方區軟弱土處理要求

成都天府機場地區軟弱土主要分布在填方區的丘間谷槽，軟弱土在豎向分布上很不均勻、極為復雜，垂直于溝谷方向，溝谷呈寬緩對稱“U”字型。軟土地基的深度厚度不一，需采取多種處理方式。本標段填方區軟土地基厚5～9m區采用碎石樁加塑料排水板施工。碎石樁施工分布在山間谷底的軟弱土集中且土壤含水量大的區域，主要起置換和排水的作用。塑料排水板施工是利用插板機械在含水量大、孔隙比大、壓縮性高、深厚的軟土地基中插設具有良好透水性的塑料排水板，從而在軟土地基中形成豎向的排水通道，在其上鋪設砂墊層而形成水平排水通道增加了土層的排水通道。

（三）采用工程技術特點

通過碎石樁與塑料排水板的組合方法，實現了碎石樁利于地基土更加密實，消除砂土液化，提高地基承載力;同時有利于荷載發生應力擴散，減少作用在軟土地基上的荷載從而提高軟土地基的承載力;以及塑料排水板有利于軟土孔隙中的水在荷載作用下被逐漸排出，加速固結變形，提高有效應力，增強地基軟土的強度。

二、工藝流程及施工要點

（一）測量放樣及布樁

測量放線，恢復中線，放出路段邊線樁，清理平整施工段地基表面，測量地面整平后的標高，做好排水系統，保證排水通道的暢通;根據圖紙要求的布樁原則進行布樁，并繪制測量放線圖，交與監理及項目部復核后，方進行測量放樣，每個樁位均作標志，編制樁號。

（二）碎石樁施工

1、碎石樁施工工藝流程：場地平整→測量放線→布點樁位標記→沉樁→樁管裝入碎石→到達持力層→反插、拔管→成樁。

碎石樁采用振動沉管法施工，施工順序采用跳打形式，在砂質土地基中：由外緣或兩側向中間進行，且隔行施打，相鄰兩根樁必須采用跳躍間打;在淤泥質粘土地基中：宜從中間向外圍逐行或隔行施打。

2、塑料排水板施工工藝流程：定位→將塑料板通過導管從管靴穿出→將塑料板與樁尖連接貼緊管靴并對準板位→插入塑料排水板→拔管并剪斷塑料板。

三、質量控制

（一）碎石樁質量控制

1、施工前應進行成樁工藝和成樁擠密試驗，工藝性試樁的數量不應少于6根，當成樁質量不能滿足設計要求時，應調整施工參數后，重新進行試驗。

2、樁定位偏差不超過5cm，垂直度偏差不超過1%。

3、采用振動沉管法施工，宜選用平底型活瓣樁靴，沉管困難時可采用尖錐型活瓣樁靴。

4、嚴格控制成樁速度，拔管宜在管內灌人碎石料高度大于1/3 管長后開始。拔管速度均勻，不宜過快，控制在1m/min，每提管50cm留振20s，每拔管達到1m向下反插深度不小于30cm至穩定電流，在距離地表2m～6m范圍內，反插深度不小于50cm。

5、碎石樁孔內的填料量，估算時可按設計樁孔體積乘以充盈系數確定，充盈系數不小于1.2～1.4。

6、應做好每根樁的成樁記錄，包括樁序號、樁位坐標、沉管起止時間、沉管深度、拔管起止時間、密實電流、反插次數、碎石灌人量、充盈系數及其他特殊情況。

（二）塑料排水板質量控制

1、塑料排水板布置形式、間距、入土深度等按設計要求進行。為保證插板施工質量，采用電子測深塑料排水板，施工要求插板打穿軟土層，進入非軟弱土層1m～2m。

2、塑料排水板采用SPB系列整體式B型，塑料排水板不宜長時間暴曬，盤帶露天堆放時應有遮蓋，以防老化。

3、塑料排水板進場地前，進行性能檢驗。

4、塑料排水板施工應符合下列要求。

4.1塑料排水板插設宜采用振動插板法，宜配置能夠檢測塑料排水板施工深度的設備。

4.2為了保證施工質量，應采用電測深式排水板，以監控施工和工后檢驗插板深度。

4.3塑料排水板插設深度允許偏差不大于10cm、平面定位允許偏差不大于5cm、垂直度偏差不大于1.5%;拔管剪斷塑料板后，塑料板頂端高出地表的外露長度不小于30cm;拔管后回帶排水板的長度小于50cm，對超過50cm且小于200cm的數量控制在總數的5%以內，如塑料板回帶2m以上，則應進行補打;塑料排水板頂端埋人排水墊層內的長度不應小于0.5m。

四、效益分析

（一）社會效益

隨著民用及通用機場迅速發展，軟土地基的好壞直接影響到上層道面結構的穩定性。碎石樁技術與塑料排水板技術均比較成熟，在國內軟基處理中都是比較常用的方法。通過各自在軟土地基中應用的特點，組合使用處理大型機場軟基時，針對不同軟基類型，選擇合理的處理方法不僅保證軟基的穩定而且可節約工程施工的成本投入。值得在類似工程中推廣使用。

（二）經濟效益分析

碎石樁與塑料排水板組合有效解決了機場大型填方地區軟弱土厚度大于5m時的施工質量與進度要求，彌補了碎石樁與塑料排水板單一技術處理軟基區域的不足。根據承包合同，采用淺層軟土換填方式進行，挖淤泥單價為22.42元/m3，挖土方單價為10.6元/m3，回填方11.58元/m3，影響深度5m處理每一平方需消耗綜合單價為：22.42×5+10.6×5+11.58×5=223元;采用強夯置換處理間距為4m正三角形布置，強夯置換地基63.21元/m2，強夯置換填料59.72元/m3，影響深度5m處理每一平方需消耗綜合單價為：63.21+59.72×2.526=214元;若采用碎石樁加塑料排水板間距1.8m布置。碎石樁209.09元/m3，預壓塑料排水板4.7元/m，影響深度7m處理每一平方需消耗綜合單價為：209.09×0.69+4.7×0.69=160.49元。在成都天府機場中厚度大于5m區域采用碎石樁加塑料排水板組合，不僅可保證在工后檢測符合設計及規范要求，相對于其他處理方法還能節省大量成本投入。

五、結束語

軟弱土地區采用碎石樁與塑料排水板工藝施工時，注意碎石樁的添加量與垂直度。碎石樁與塑料排水板施工不僅加速軟弱土地基排水固結速度，而且使該地區工后沉降量得到有效控制，使復合地基承載力大大提高。

參考文獻：

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[2]《民用機場飛行區土（石）方與道面基礎施工技術規范》（MH5014-2002）

[3]陸鹿，魏斌斌，趙其華.排水板和碎石樁在高速公路軟基處理中的應用，工程設備與材料，2017（5）471.8

[4]《成都天府國際機場飛行區工程全場地基處理工程施工圖設計說明》.中國民航機場建設集團公司 2017年6月

作者簡介：朱劍（1985.05-），男，工程師，本科。