振沖擠密法在機場項目中的實際應用研究

閆興寶

（民航機場規劃設計研究總院有限公司西北分公司，陜西西安710000）

0 前言

隨著我國民航事業的發展，機場建設項目逐漸增多，特別是對于相對偏遠的地區，機場的重要性尤為突出，為了形成點對點的運輸模式，加快當地經濟發展，機場項目成為首選。但在項目具體實施過程中往往遇到較多的砂土地層，地基承載力相對較弱及部分存在液化的可能，需進行地基處理之后方能作為機場飛行區的土基使用，本文就砂土地區的地基處理進行分析，給出合理的處理方案，對后續類似工程提供參考。

1 砂土主要的工程危害

砂土在工程中的危害主要表現為以下兩點：①存在液化的可能性；②地基承載力不足，一般不能滿足機場設計要求，地基承載力特征值一般介于90～120kPa，相對較低。對于砂土液化，主要從以下幾個方面判別地基是否存在液化：

（1）建設場地地面噴水冒砂，導致上部構筑物發生了相對較大的沉陷現象或明顯的傾斜，某些原埋藏于土中的構筑物上浮（基礎、柱等），或者地面標高存在明顯的變形[1]。

（2）靠近海邊或者河邊等稍微傾斜的部分發生大規模的滑動，滑動距離有數米甚至更遠；或者有明顯的側向移動的痕跡，并在岸坡后面產生沿岸大裂縫或大量縱橫交錯的裂縫[1]。

（3）震后通過取土樣發現，原來有明顯層理的土，震后層理紊亂，同一地點的相鄰觸探曲線不相重合，差異變得非常顯著[1]。

通過上述的介紹，可以看出砂土液化會導致地基承載力瞬間失效，給建設項目帶來不可想象的后果，甚至是毀滅性的。所以對于砂土地基液化及承載力不足的現象，應高度重視，在進行具體設計及施工時，應嚴格按照規范中的要求進行，確保地基處理效果滿足實際使用需求。

2 砂土危害的處理原則

當現場遇到砂土液化的情況時，應進行地基處理后方可作為持力層，當液化土層較平坦均勻時，可按照表1[1]所列舉的情況進行地基抗液化措施。

表1 抗液化措施

砂土液化情況會給施工現場帶來較大的危害，比如建筑物發生較大沉降、傾斜及地面發生不同程度的變形等，因此對照實際情況，采取相對應的抗液化措施，對砂土的液化情況進行改善較為重要；一般來講，采取地基處理措施改善砂土液化的同時，砂土的密實度增加或形成復合地基，即對地基承載能力也進行改善提高，可解決砂土地區常見的問題。

3 砂土地區常用的地基處理方法

目前機場工程對于砂土地區的地基處理方法主要有：強夯法、旋噴樁、振沖樁等處理方法。

強夯法：強夯法加固效果相對明顯，工期相對較短，且費用較低。但強夯法施工時會產生較大的震動和噪聲，對鄰近建筑物產生振動影響，因此對于擬建區域存在現建筑物的，特別是改擴建項目，其應用范圍較為受限，需結合現場實際情況采取減震溝等有效減震方式進行處理。

旋噴樁：該方法邊噴射邊提升，有效避免了塌孔和縮頸的現象，一般成樁質量較好；施工過程中振動和噪聲較小。但由于施工工藝控制和施工機具要求較高，造價相對較高，對于機場項目飛行區地基處理，對地基承載力要求相比于建筑地基相對較低，不建議采用。

振沖法：該方法目的是利用振沖器的振動力和水的沖力，使原地基的松散砂層受到振動后擠密，破壞原結構，從而改變地基土的強度和均勻性，使原本松散的砂土變得更加密實，從而有效提高地基承載力和密實度[2]。

該方法主要適用于砂類土，對于0.005mm黏粒含量不超過不超過10%擠密效果較好；如果黏粒含量大于30%[2]，則擠密效果不理想。故對于這種黏粒含量較大的砂土層，可采用振沖置換法進行處理，即有填料的振沖擠密法，效果相對較佳。

綜上所述，各種地基處理方法均有優缺點，適用范圍也有所不同。強夯法根據其夯擊能確定影響深度，一般適用于砂土厚度不大的地區（一般適應于砂土厚度3m以內），對施工振動及噪聲要求小的工程，主要適用于濕陷性黃土。旋噴樁法對地基承載力要求較高的工程中，對于機場飛行區場地附加荷載相對較小，應用于飛行區場道工程造價較高，性價比較差。振沖樁屬于柔性復核地基，承載力提高有限，且對消除砂土液化效果明顯，且處理后地基承載力滿足飛行區要求，從處理方法的經濟性、施工難度、施工工期等因素綜合考慮，建議對于砂土地區地基承載力不足或存在液化的可能的地層采用振沖法進行處理較為合理。

4 某機場振沖法處理案例分析

該機場二期擴建區域內，地層主要為細砂，地基承載力不足120kPa，無法滿足使用要求，其主要地層情況由上至下依次為：①層素填土（Qml）：主要為細砂，褐黃色，長石～石英質，均粒結構，中等偏低壓縮性，稍濕～濕，松散～稍密。該層僅分布于填方區，是由場地整平推填而成，層厚0.5～9.6m，層底標高868.72～882.48m；②層細砂（Q4eol）：褐黃色，長石～石英質，均粒結構，中等偏低壓縮性，濕～飽和，稍密～中密。層厚1.5～20.5m，層底標高861.30～879.37m。

該機場地層主要為細砂，地基承載力較弱，采用振沖法進行處理；振沖樁樁徑為0.6m，樁位排布為三角形，樁間距為1.3m，樁排距為1.1m，挖方區樁長為5.5m，填方區樁長必須穿透填土層底面至少2m，并不小于5.5m。振沖后振沉量為0.3m，挖除虛樁頭厚度為1m。

具體地基處理工序：

（1）清除場區表層樹根、雜草及其他有機物質。

（2）按照振沖起始標高開挖或回填土方，回填土方壓實度不小于0.90，并整平基坑。（3）基坑底面若有未填密實的砂坑、洞穴，應重新處理。

按照由外向內的順序逐一成樁，并在每三樁幾何中心處進行掃樁，掃樁深度不小于1.5m。

振沖擠密法施工完畢后，道槽區挖除表層1m厚虛樁頭至槽底設計標高下1.0m深度處，表面碾壓后，再回填碾壓0.6m厚場地原砂（壓實度不小于0.96），其頂面標高為槽底設計標高下0.3m。

為了提高地基土的均勻性，減少場道地基的不均勻變形，在處理后的道槽土基頂面鋪設一層0.3m厚天然級配砂礫土（含3%的石灰）墊層，壓實度不低于0.98。砂礫土墊層的頂面標高為槽底設計標高。對于振沖地基處理后的檢測，建議按照標準貫入擊數進行檢測，必要時可對處理后的地基采用載荷試驗檢測地基的容許承載力，以確保地基處理效果滿足要求。

通過對該機場采取振沖擠密樁施工后，具體完工后實際數據及相應指標見表2及表3。

表2 粉細砂地基處理后技術質量指標匯總

表3 某機場細砂地基處理后實際標貫技術標準值

從上述數據可以看出，該機場采用振沖法處理地基后，從地基承載力特征值、壓縮模量及標貫擊數標準值等主要數據分析，地基承載力明顯提高，均滿足機場設計及使用要求，可見振沖法施工在砂土地區的應用有一定的效果。

5 結語

綜上所述，對于機場項目中遇到砂土地層時，應采取合理的地基處理方案進行處理，以確保滿足機場的使用要求。本文通過對砂土的危害及處理原則進行理論分析，并結合現場實際的檢測結果，最終得出結論：從處理方法的經濟性、施工難度、施工工期等因素綜合考慮，建議對于砂土地區，地基承載力不足或存在液化的可能的地層，采用振沖法進行處理。