山區(qū)機(jī)場高填方夯實(shí)地基處理方法分析

楊鑫

西部機(jī)場集團(tuán)青海機(jī)場有限公司 青海 西寧 810000

山區(qū)機(jī)場高填方地基處理主要從原地基土體和填筑體結(jié)合并壓實(shí)的施工過程，確保地基沉降過程中不發(fā)生變形，符合穩(wěn)定性需求。由于山區(qū)地形地貌較為復(fù)雜，高差變化較大，其中水文地質(zhì)條件和地表結(jié)構(gòu)較平原地區(qū)具有多諸多不良環(huán)境因素，其中機(jī)場建設(shè)需要地基處理需要大量的土石方，建設(shè)工期一般較長，目前國家相關(guān)行業(yè)還沒明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前采用的檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)形式與實(shí)際應(yīng)用脫軌。如果高填方地基處理規(guī)范，地基沉降會(huì)出現(xiàn)較大差異，導(dǎo)致填方區(qū)域低于航站區(qū)或者服務(wù)區(qū)等周邊建筑的許可，嚴(yán)重影響機(jī)場的運(yùn)營安全，在梅雨季節(jié)會(huì)引發(fā)高填方坡體失穩(wěn)，帶來嚴(yán)重的滑坡隱患。為了控制山區(qū)機(jī)場高填方地基的穩(wěn)定性，確保運(yùn)營過程重不發(fā)生地基變形，應(yīng)加強(qiáng)對高填方地基處理技術(shù)分析。

1 山區(qū)機(jī)場高填方夯實(shí)地基的常見問題

山區(qū)機(jī)場填筑地基一般需要大面積的土方量和工程場地，在機(jī)場地基填筑過程中會(huì)遇到如下常見問題。

首先，山區(qū)原地面一般為山谷、沖溝等地形，土層厚度分布不勻稱，覆蓋層土質(zhì)松散，強(qiáng)度低、可壓縮空間較大，在土方填筑過程中，會(huì)給地基帶來不穩(wěn)定因素，影響沉降效果和工程質(zhì)量，一般在填筑作業(yè)前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，確保山區(qū)機(jī)場高填方質(zhì)量。在開挖地基土質(zhì)結(jié)構(gòu)較硬時(shí)，與填筑料形成較大差異，在有荷載因素下，會(huì)導(dǎo)致沉降出差異，因此，在對填筑地基與開挖地基交匯處應(yīng)加強(qiáng)處理。其次，填料的選擇是確保地基質(zhì)量的首要保障，填料的粒徑、配級對地基處理有直接影響，也是確保機(jī)場建筑質(zhì)量的重要參數(shù)。選擇適合的爆破方法，與原地基土層結(jié)構(gòu)差異不大的填料以及填筑方式，基于以上要求，才能在機(jī)場地基施工作業(yè)中策劃科學(xué)方案。最后，在高填方地基處理過程中，回填夯實(shí)作業(yè)環(huán)節(jié)沿臨空面會(huì)存人工邊坡，且有一定坡率，應(yīng)加強(qiáng)對坡率的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。同時(shí)，根據(jù)不同區(qū)域的填筑料會(huì)根據(jù)地形差異導(dǎo)致工程性質(zhì)也參差不齊，地基強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)，要嚴(yán)格按照方案要求和實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)置施工參數(shù)，確保山區(qū)機(jī)場工程作業(yè)質(zhì)量。

2 山區(qū)機(jī)場高填方地基強(qiáng)夯處理方法

2.1 原地面處理

山區(qū)機(jī)場高填方原地面基本采用強(qiáng)夯、清除、碾壓等處理方式。機(jī)場道槽采用碾壓法較少，一般使用強(qiáng)夯法和換填法比較多，根據(jù)土層結(jié)構(gòu)不同，也有使用置換和清除法。一般機(jī)場土層小于4m的軟土采用換填強(qiáng)夯法與強(qiáng)夯置換法相結(jié)合的方式，通過對貴州龍洞堡機(jī)場實(shí)驗(yàn)表明地基回彈、承載力、變形模量等參數(shù)完全符合機(jī)場地基使用需求。清除法一般適用于去除原地面的樹根、耕作用途和軟草皮等，強(qiáng)夯方法一般與換填和置換方法相結(jié)合，共同運(yùn)用于機(jī)場地基處理中。

2.2 優(yōu)化強(qiáng)夯施工設(shè)計(jì)

目前我國對強(qiáng)夯施工設(shè)計(jì)還沒有制定一套完善的理論依據(jù)，應(yīng)根據(jù)具體工程施工環(huán)境來確定。山區(qū)機(jī)場高填方應(yīng)根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)以及山區(qū)地質(zhì)條件來確定設(shè)計(jì)施工參數(shù)和調(diào)整強(qiáng)夯施工工藝。強(qiáng)夯法應(yīng)在確保施工安全的前提下，本著減少施工成本投入的原則設(shè)計(jì)強(qiáng)夯施工參數(shù)。首先應(yīng)考慮夯機(jī)能，回填地基處理后要檢驗(yàn)承載力和變形模量，是否符合方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般強(qiáng)夯能級越高，加固深度越大，而中等能級強(qiáng)夯加固深度不如高能級強(qiáng)夯效果好，綜合考慮，安全系數(shù)高、成本相對歷練的中等能級強(qiáng)夯適用于山區(qū)機(jī)場高填方夯實(shí)地基作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。不同填料的夯擊次數(shù)也有所不同，因此，應(yīng)針對施工現(xiàn)場實(shí)際情況具體確定，針對黃土、壯土填料的基土來說，應(yīng)最大化壓縮夯坑土方量，縮小夯坑周圍填料隆起量為宜。如果發(fā)生大量填料隆起，應(yīng)適當(dāng)減少夯擊次數(shù)，同時(shí)，應(yīng)從施工現(xiàn)場作業(yè)便利角度考慮，規(guī)避夯坑過深影響起錘狀況，同時(shí)要注意夯點(diǎn)的間距和間歇時(shí)間的把控。

2.3 填筑材料質(zhì)量控制

山區(qū)機(jī)場高填方作業(yè)應(yīng)控制好填料的質(zhì)量，可以促進(jìn)工程質(zhì)量、節(jié)約成本投入具有重大作用。黃土填料含水量過大，會(huì)導(dǎo)致黃土結(jié)構(gòu)破壞，在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力的條件下會(huì)產(chǎn)生附加變形。黃土粉土顆粒達(dá)到半數(shù)以上土體結(jié)構(gòu)最佳，含水量充足。其次，土質(zhì)松軟會(huì)形成較大壓縮性，當(dāng)土質(zhì)水溶性鹽含量過多，會(huì)影響黃土填料的抗剪切強(qiáng)度，天然濕度應(yīng)保持塑限含水量以下，如果為濕陷性黃土，更應(yīng)結(jié)合土質(zhì)特點(diǎn)，采取針對性工藝嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，減少因濕陷性特點(diǎn)對高填方影響，促進(jìn)地基工程作業(yè)水平。

2.4 填挖交界面的處理

根據(jù)山區(qū)地形地貌特點(diǎn)，應(yīng)采取高挖低填的方法，機(jī)場內(nèi)盡量規(guī)避填筑地基和開發(fā)地基兩種不同類型。由于兩種地基的工程性質(zhì)存在差異，荷載能力也存在差異，有效控制填挖交界面的處理，可減少沉降差異。由于挖方區(qū)和填筑區(qū)的交界面（如圖1所示）在重荷的作用下，會(huì)出現(xiàn)沉降，如果沒有科學(xué)處理，會(huì)影響建筑物的穩(wěn)定性。一般針對山區(qū)土體交界面的沉降差異來確定挖方去超挖深度，為了提高地基的應(yīng)力，首先應(yīng)將壯土作為褥墊層，在填入黃土，調(diào)整地基結(jié)構(gòu)，達(dá)到均勻沉降效果。一般機(jī)場跑道要求較高，3m內(nèi)應(yīng)按照1:8的比例呈斜坡形式開挖，3m～8m內(nèi)應(yīng)按照1:2的比例呈臺(tái)階形狀開挖，按正常填料方式進(jìn)行分層填筑，后續(xù)做強(qiáng)夯技術(shù)處理，可有效減少沉降差異，滿足山區(qū)機(jī)場高填方施工作業(yè)需求。

圖1 填挖交界面示意圖

2.5 高填方邊坡穩(wěn)定性分析

在山區(qū)機(jī)場高填方夯實(shí)地基施工作業(yè)環(huán)節(jié)中，填筑體處在臨空面會(huì)導(dǎo)致高填方邊坡，應(yīng)該按照行業(yè)規(guī)范對臨空面進(jìn)行夯實(shí)，提高高填方行業(yè)要求合理放坡，加強(qiáng)填筑邊坡的穩(wěn)定性（圖2為高填方邊坡圖）。由于填方用料不均質(zhì)，加載流程過于復(fù)雜，致使常規(guī)的解析方法很難對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行有效分析，因此，應(yīng)結(jié)合先進(jìn)信息技術(shù)，采用極限平衡法計(jì)算土體本身的穩(wěn)定性以及在荷載作用下的穩(wěn)定性，求得最終的安全系數(shù)。這種方法由于使用參數(shù)較少，計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)，目前在山區(qū)高填方夯實(shí)地基處理施工中得到廣泛應(yīng)用。隨著社會(huì)不斷發(fā)展，對山區(qū)機(jī)場施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)越來越高，應(yīng)結(jié)合時(shí)代發(fā)展，不斷探尋更有效的高填方邊坡穩(wěn)定性技術(shù)。

圖2 高填方邊坡圖

3 強(qiáng)夯施工注意事項(xiàng)

加強(qiáng)對地基施工質(zhì)量的檢測，首先應(yīng)在夯擊作業(yè)后的一周左右進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)，同時(shí)在施工區(qū)范圍內(nèi)抽樣取點(diǎn)檢測，從標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探、荷載試驗(yàn)三方面來取點(diǎn)，所有數(shù)據(jù)指標(biāo)符合上去機(jī)場施工標(biāo)準(zhǔn)方可達(dá)標(biāo)。同時(shí)，在山區(qū)機(jī)場建筑過程中，應(yīng)加強(qiáng)對周邊環(huán)境的保護(hù)，嚴(yán)格按照國家法律要求控制施工噪音，在干燥多風(fēng)天氣應(yīng)做噴灑水處理，降低灰塵污染。最后，施工作業(yè)過程中應(yīng)加強(qiáng)安全管理，尤其起重機(jī)這類設(shè)備啟動(dòng)前應(yīng)加強(qiáng)對設(shè)備的檢查和試吊，確保作業(yè)人員佩戴安全帽，起夯作業(yè)中，15m米內(nèi)區(qū)域嚴(yán)禁進(jìn)入人員，作業(yè)停止后，夯錘應(yīng)歸回原位，5級風(fēng)和雷雨天氣應(yīng)停止作業(yè)。

4 結(jié)束語

由于上去機(jī)場工程地基處理設(shè)計(jì)眾多技術(shù)要點(diǎn)，因此，應(yīng)加強(qiáng)對高填方夯實(shí)地基處理方法深入分析，更好的總結(jié)和提升夯實(shí)地基施工技術(shù)，優(yōu)化夯實(shí)地基技術(shù)路徑，通過實(shí)踐總結(jié)一套理論方法，更好的運(yùn)用于更多的高填方工程地基處理中。