某機場工程項目地基處理設計與實踐

佟丹 孫旭

(中航勘察設計研究院有限公司，北京 100000)

隨著我國通用機場建筑領域的蓬勃發展，機場場道建設項目增多，場道建設由于其占地面積較大，對基層的要求較高，因此面對的巖土施工問題也相對較多，且由于場道建設體量過大，過于復雜的處理工藝反而對現場施工不利，因此合理的地基處理工藝選取，確保基底均勻性和穩定性是場道地基處理的重中之重。

本文以某機場場道建設項目設計與實踐為依據，針對各種地形條件和試驗結果，進行過程性控制和成果分析。

1 工程概況及水文地質條件

1.1 工程概況

擬建場地地面標高黃海高程13.5 m～20.0 m左右，相對高差小于10 m，地形坡度一般小于5°～10°，地勢總體呈北高南低走勢。

場區內以農田為主，種植水稻，散布村莊和魚塘。在地貌上場地屬于贛江(南支)與撫河(故道)入湖尾閭河道之間的湖積沖積平原——相當于現代贛江二級階地，其地形地貌充分展現出鄱陽湖湖浜地區的特點，平坦低洼，水域豐富，現場原始地貌見圖1。

1.2 場區水文地質條件

場區地表水體較為發育，場區主要被河流包圍，北端為瑤湖泄洪渠。其中常年水位平均為15.05 m，最高水位為17.41 m，最低水位為14.55 m，水系發育情況見圖2。

2 道基處理方案選擇與小區實驗設計參數

場道處理為了確保經濟合理性，在場道地基處理方案為：

清表或徹底清淤→鋪設不小于1 m厚山皮石→強夯處理→回填砂至地基處理設計標高(詳見處理前標高平面圖)→強夯處理→分層碾壓30 cm級配碎石至槽底高程。

1)強夯采用“兩遍點夯，一遍滿夯”的形式。

2)因處理目的、處理深度不同，分兩種強夯類型，具體試驗參數見表1。

表1 強夯小區實驗設計參數

3)單點夯擊擊數據現場試驗確定，一般4擊～6擊。夯錘重量約15 t～20 t,夯錘直徑不小于2.3 m。

4)面層滿夯錘印搭接不小于1/4，單點夯擊擊數2擊。

5)施工期間填料不宜處于飽和狀態，應避免雨季施工，并注意場地排水。

6)回填砂含水量宜不小于10%，含水量過低應灑水濕潤。

兩次強夯作業的具體參數均需按照小區實驗的取值確定具體的設計參數。

2.1 山皮石層強夯處理參數選取

根據施工方案，山皮石層鋪設厚度為1 m，實際現場操作，為滿足場地平整度等后續工藝需求，其層厚為1 m～1.5 m。

由于場地地勢平坦，清表后山皮石層與粉質粘土層相接，雨季施工導致了粉質粘土層含水率提升，且山皮石間隙中也處于水飽和狀態。隨著強夯能級的提升周邊存在破壞性隆起現象，造成的影響面積可達周邊4 m～6 m，在第三擊后，還會出現大量山皮石飛濺的情況，因此該層選取的強夯參數不宜過高。

2.2 砂層強夯處理參數選取

砂層選定的具有代表魚塘區域地進行了強夯小區試驗，布點形式采用梅花形，夯點間距8.0 m，采用兩遍點夯，一遍滿夯的夯擊形式。根據小區試驗方案的要求，在2 500 kN·m，3 000 kN·m強夯能量不同的各個試驗區夯前后分別進行三點標貫試驗(1 m 1標貫)，在3個不同能量級的試驗區內分別進行不同擊數條件下的單點夯擊對比試驗，且在夯后坑底進行標準貫入試驗。

1)3 000 kN·m單點夯試驗數據。

試驗參數：錘重200 kN，錘徑2.25 m，錘高1.1 m，落距15.0 m，試驗數據見表2。

由單點夯下沉量與夯擊數的關系曲線可以看出，第6擊是一個明顯的轉折點，第6擊的單擊夯沉量最小，按照累計夯擊下沉量最大而單點夯沉量最小的原則為依據，可以得出在選用強夯能量為3 000 kN·m時，該場地單點夯擊擊數6擊是適宜的。

表2 3 000 kN·m單擊點夯試驗點下沉量與夯擊數統計表 cm

2)2 500 kN·m單點夯試驗數據。

試驗參數：錘重200 kN，錘徑2.25 m，錘高1.1 m，落距12.5 m，試驗數據見表3。

表3 2 500 kN·m單擊點夯試驗點下沉量與夯擊數統計表 cm

與上述同理，2 500 kN·m的夯擊次數以7擊為宜。

結合承載力實驗和現場實際情況，擬采用3 000 kN·m的夯擊能，點夯6擊結合滿夯作為場地處理的主要施工工藝。

2.3 強夯影響范圍判別

由兩個試驗區在強夯前后場地內標貫試驗點標貫擊數如圖3所示。

由圖3可以看出強夯后地基土得到了一定程度的加固，尤其在深度6 m以內，相對于強夯前的原狀土，強夯后的加固土的標貫擊數有了一定的增長。

據不同擊數夯坑內的標貫試驗可以看出，不同夯擊數對加固地基土的影響深度不相同。由3 000 kN·m的單點夯試驗可知，結合6擊的標貫曲線可以看出，強夯最有效的影響深度為6.0 m。因此，由此試驗可以確定每層的填土厚度不大于6.0 m的情況下，強夯的質量才能達到相關要求。

3 施工過程中重難點問題處理

1)魚塘淤泥過厚，局部存在4 m厚度，另外魚塘面積過大，淤泥呈現流塑性，挖機翻泥堆積困難，淤泥無法實現倒運。

措施：施工階段魚塘的處理采用填砂趕淤方式將漁塘內積水引至排水溝進行集中明排，待淤泥擠至一個角落或成片后再進行開挖、清淤工作，對于道面區還需將趕淤后的相應部位分階梯狀重復開挖，鋪填山皮石強夯。

2)雨季施工場地內低洼地較多，在局部深度范圍內，強夯后加固土的標貫擊數較強夯前原狀土的標貫擊數反而有所降低。

通過現場試驗數據分析，強夯后該土層進入超孔隙水壓力消散，土體固結、結構重新排列強度上升的階段，該階段結束后該土層的強度將得到一個較大高度的提升，現場施工過程中孔隙水壓力消散周期一定要考慮清楚，避免反復擾動對基槽造成不可逆的影響，確保夯擊能產生的孔隙水壓力基本消散后施工。

4 結語

1)機場場道地基處理的方案選擇首先要確保基槽處理后的均勻性、連續性，處理不同地貌的魚塘、圍堰、溝渠等部位要求處理后不能出現較大的沉降差，結合強夯小區實驗數據，可以有效的對淤泥換填層進行治理，確保基層穩定性。

2)通過小區實驗選取的數值要結合現場施工情況，要避免出現單點夯擊沉降量過多的情況，特別是與本項目類似的采取沙土回填的情況，較大的夯擊沉降會引起周邊土體松動、吸錘等不良影響。

3)對于場地內低洼區域或雨季施工過程中，孔隙水壓力的消散是避免出現后期沉降的重點，特別是對砂層、黏土層的影響一定要有可靠的數據分析，確定孔隙水壓力消散的周期，方可對該處理區域進行下一步的回填或其他工藝。