西南地區超高填方施工方案選擇與試驗性施工

王東杰

(山西機械化建設集團公司，山西太原 030009)

1 工程概況

銅仁鳳凰機場位于貴州省銅仁地區松桃縣和湖南省湘西自治州鳳凰縣的交界處，場區地形位于云貴高原東緣斜坡地域，武陵山剝蝕低山丘陵地段，場地地勢西南高，東北低。擴建的北端跑道地勢較低，最大填方高度近50 m。根據鉆探揭示，場地上覆土層有耕植土、素填土、淤泥質土、紅粘土;下伏基巖為白云巖，地層為寒武系中上統婁山關組。本文通過各種不同施工工藝、施工方法及相應的質量控制指標進行對比，探索出最佳施工工藝參數和相應的質量控制標準，為整個場區地基處理和土方填筑施工提供可靠的依據。

2 試驗處理指標要求及施工方案選擇

2.1 物理指標要求

土石方密實度和固體體積率要求見表1。

2.2 地基處理及土石方填筑方案選擇

針對本工程地質問題，根據不同工程部位的處理指標得出以下處理方案:1)魚塘淤泥質土:道槽區、邊坡區采用置換，土面區采用拋石碾壓。2)素填土:道槽區、土面區采用碾壓。3)地下巖溶:道槽區、邊坡區采用開挖回填或灌漿。4)土石方填料:道槽區、邊坡區采用強夯或碾壓，土面區采用碾壓。5)地下水:道槽區、邊坡區、土面區采用設置盲溝疏排。6)邊坡坡面沖刷:邊坡區采用坡面防護。

表1 土石方密實度和固體體積率要求

3 試驗段施工方案

3.1 試驗段研究的任務和目的

1)通過振動碾壓、沖擊碾壓、強夯試驗對原地面和填筑體進行處理，從技術上、經濟上、工效上綜合評價所選方案對本機場的適宜性。2)通過地基處理方案不同參數下的試驗效果，比選確定一個最佳的參數:a.確定振動碾壓的虛鋪厚度、激振力、碾壓遍數、行走速度;b.確定沖擊碾壓的虛鋪厚度、沖擊勢能、碾壓遍數、沖擊速度;c.確定強夯的虛鋪厚度、夯擊能量、夯點布置、單點擊數。3)采用壓實度、固體體積率、施工參數控制、孔隙率、壓實干容重、波速、壓實沉降差聯合控制粗、巨粒土的密實質量，并通過載荷試驗和動力觸探反映的密實填體的物理力學特征，建立上述質量指標的力學對應關系，最后建立一套適用于本機場的填體密實質量檢測體系。

3.2 試驗段分區及試驗內容

1)試驗段的主要內容包括:原地面振動碾壓試驗、原地面沖擊碾壓試驗、填筑體振動碾壓試驗、填筑體沖擊碾壓試驗、填筑體強夯試驗。2)原地面試驗分區。根據試驗段不同的試驗內容，將試驗段原地面試驗區分為A區、B區、C區，填筑體試驗分為TA區、TB區和TC區，各區又根據技術參數和處理對象的不同分為若干亞區(見表2)。3)填筑體試驗分區。根據填筑體試驗內容的不同，將填筑體試驗區分為TA區、TB區、TC區三個區。各區又根據技術參數和處理對象的不同分為若干亞區(見表3)。

表2 原地面試驗分區情況表

表3 填筑體試驗分區情況表

3.3 試驗段施工技術參數

1)原地面試驗技術參數。試驗區A區:碾壓方法采用振動碾壓，施工機具采用50 t激振力壓路機，走速不大于3 km/h，碾壓遍數為4，6，8，10遍。試驗區B區:碾壓方法采用沖擊碾壓，施工機具采用25 kJ三邊壓路機，走速不小于12 km/h，碾壓遍數為10，15，20，25遍。試驗選用三邊沖擊輪。原地面沖擊壓路機的基本型號為25 kJ。振動碾壓在4遍～10遍之間，沖擊碾壓在10遍～25遍之間，不同土石料壓實度可控制到90～96，碾壓遍數應以實際檢測結果為主。

2)原地面強夯參數。試驗區C1區:單擊夯能2 000 kN·m，第一遍點夯夯點間距4 m，單點擊數10擊～14擊，第二遍點夯夯點間距4 m，單點擊數8擊～10擊，墊層厚度1.5 m，夯點正方形布置。滿夯為800 kN·m，d/4搭接3擊～5擊。試驗區C2區:單擊夯能3 000 kN·m，第一遍點夯夯點間距4.5 m，單點擊數10擊～14擊，第二遍點夯夯點間距4.5 m，單點擊數8擊～10擊，墊層厚度2.0 m，夯點正方形布置。滿夯為800 kN·m，d/4搭接3擊～5擊。說明:根據經驗暫定墊層厚度分別為1.5 m和2 m，實際可以根據現場情況調整。因滿夯效率較低，因此考慮在點夯后，可劃出一定區域，用沖擊碾壓代替滿夯，通過檢測效果進行對比。實際應按照最后兩擊平均夯沉量不超過5 cm來控制。

3)填筑體試驗技術參數見表4，表5。

表4 填筑碾壓參數

說明:填筑體振動碾壓按照填料不同進行，TA1區進行石料碾壓，TA2區進行土料碾壓，虛鋪厚度從0.4 m開始試驗。沖擊碾壓可按照填料不同進行碾壓試驗，即每種沖擊能級下土料、石料各進行一層試驗。

表5 填筑體強夯參數

說明:滿夯因效率較低，因此考慮在點夯后，可劃出一定區域，用沖擊碾壓代替滿夯，通過檢測效果進行對比。實際應按照最后兩擊平均夯沉量不超過5 cm來控制。填筑體強夯進行兩層，一層為純石料，一層為土石混合料。

3.4 試驗段檢測方案

1)原地面土及填料的物理力學特性試驗。原地面土試驗項目為重型擊實試驗和天然含水量。填筑體填土料試驗項目為重擊實試驗、天然含水量、天然密度及比重。填筑體填石料試驗項目為顆粒分析、最大干密度、顆粒密度、塊體干密度、表觀密度和毛體積密度。2)原地面檢測。振動碾壓區檢測項目為干密度(振壓前、振壓4，6，8，10 遍后)、表面沉降(振壓前、振壓 4，6，8，10 遍后)。沖擊碾壓區檢測項目為干密度(沖壓前、沖壓10，15，20，25遍后)、表面沉降(沖壓前、沖壓10，15，20，25遍后)。原地面強夯檢測項目為干密度、顆粒分析、固體體積率、動探試驗、載荷試驗、波速測試、地面平均夯沉量。3)填筑體檢測。振動碾壓區檢測項目:干密度、表面沉降。沖擊碾壓區檢測項目:干密度、顆粒分析、表面沉降、波速、載荷試驗、動力觸探、反應模量。填筑強夯檢測項目:顆粒分析、干密度、表面沉降、單點夯沉量、載荷試驗、波速、動力觸探、反應模量。

4 試驗施工安排要點

總體施工分兩個階段:第一階段為原地面試驗施工:先進行振動碾壓，后進行沖擊碾壓和強夯作業施工，各區內按同向流水模式組織施工。第二階段為填筑體試驗施工:填筑體施工試驗分區內應進行碾壓施工后再進行強夯施工。振動碾壓分層厚度為0.4 m，0.5 m，0.6 m，0.7 m，沖擊碾壓分層厚度為 0.8 m，0.9 m，1.0 m，1.1 m，施工中按進行振動碾兩層后，沖擊碾壓一層的順序施工。強夯分層厚度為4.0 m，4.5 m兩層進行施工，施工人員應在振動碾壓及沖擊碾壓施工達到強夯分層厚度后再進行強夯作業。

5 結語

分層碾壓、分層強夯、沖擊碾壓這三種工藝是處理高填方常用的方法，在實際施工中應結合現場的實際地質情況，在大面積施工前進行實驗性施工，以確定合理的工藝組合和施工參數，才能起到最佳的處理效果。

［1］ GB 50007-2002，建筑地基基礎設計規范［S］.

［2］ JGJ 79-2002，建筑地基基礎處理技術規范［S］.

［3］ MH 5014-2002，民用機場飛行區土(石)方與道面基礎施工技術規范［S］.

［4］ MH 5007-2000，民用機場飛行區工程竣工驗收質量檢驗評定標準［S］.

［5］ DZ/T 0219-2006，滑坡防治工程設計與施工技術規范［S］.

［6］ 常士驃，張蘇民.工程地質手冊［M］.第4版.北京:中國建筑工業出版社，2007.

［7］ 某機場高填方試驗段工程設計文件［Z］.