機場土石方施工技術的對比與應用

摘 要：結合瀾滄機場土石方工程，依據土石方加固處理后試驗檢測結果，對強夯法與振動碾壓處理效果進行對比；同時根據現場施工情況，分析工效與經濟價值。論述以上兩種施工工藝的特點。

關鍵詞：土石方填筑；強夯法；振動碾壓；施工技術

1 工程概況

（1）瀾滄某機場土石方工程試驗段采用強夯與振動碾壓處理兩種施工工藝。場區內共分為2個試驗區（QH、NY），4個試驗小區（QH1、QH2、NY1、NY2）其中強夯區QH面積：80m*50m，振動碾壓區NY面積：40m*50m。（2）填料概況。本工程填料場區填料可分為第四系土和灰巖兩大類，第四系土主要為粉質粘土，局部有粉土及碎石土，而灰巖又有強風化、中風化、微風化三種風化程度，經爆破取料，填料級配系數并不理想，大粒徑較多。QH1、NY1采用爆破灰巖填筑，QH2、NY2采用土料填筑。

2 工藝對比

強夯法又叫動力固結法，是用起重機械吊起夯錘后從高處自由下落給填料以強大的沖擊力和振動能量，在填筑體中產生強烈的沖擊波和動應力，迫使土動力固結密實。從而提高地基強度和穩定性，是減小變形量的一種施工方法。

振動碾壓法利用壓實原理，通過機械激振力，壓縮填筑體，使填料在振動和重力下趨于密實。

3 施工參數及試驗數據分析

3.1 強夯法

3.1.1施工參數

QH區采用單擊夯能3000KN.m，兩遍點夯，夯點間距5m，擊數10-12擊。虛鋪厚度5m、5.5m。夯后平整后用壓路機光面壓實。

3.1.2 試驗數據

（1）壓實度。根據試驗數據得出，填筑體兩遍強夯后上部壓實度能達到93以上，中下部能達到90以上。如采用強夯工藝的處理填石料優于填土料，虛鋪厚度對強夯處理理論影響深度以內的檢測結果影響甚微。但表面以下2m左右密實度連貫性不強。單點夯夯間密實度只有87%左右。

（2）荷載試驗。從載荷試驗結果可以看出：檢測結果符合設計要求，石料填筑體強夯后比填土料的承載力更大。（表1）

3.2 振動碾壓法

3.2.1 施工參數

50T激振力壓路機，走速≤3km/h，碾壓遍數6、8、10，虛鋪厚度0.4、0.5、0.6m。

3.2.2 試驗數據

（1）壓實度。根據試驗數據得出，碾壓8遍后填筑體能達到90壓實度，碾壓10遍后填筑體能達到93壓實度，但如采用碾壓工藝處理填石料對石料的級配系數要求比較高，虛鋪厚度以及碾壓遍數對填筑的檢測結果影響大。（表2）

（2）荷載試驗

從載荷試驗結果可以看出：檢測結果符合設計要求，級配碎石振動碾壓后比填土料的承載力更大，變形模量也更大。（表3）

綜上對比，強夯處理后的地基承載力較高，對石料級配要求較小。但表層以下密實度連貫性不強，單點夯夯間密實度不高。受孔隙水消散周期長影響，土料強夯效果不佳。碾壓施工對填料級配要求高，但對土料加固效果明顯，但對土料含水率有要求。

4 工效與經濟

對于施工單位而言，在達到設計要求情況下，盡量選擇合適的施工工藝，以便于控制工程成本；對于施工過程而言，要達到設計要求的質量控制指標，可以采用不同的機械施工。不同的施工工藝單價不同，施工工效不同。在選擇施工工藝的時候，在滿足設計規范指標同時要兼顧工效與經濟。

文章就現場實際施工臺班，結合當年機械市場價格對強夯法與振動碾壓法兩種施工工藝在經濟與工效方面進行分析對比。

工效換算：強夯機按每天20h工作時間、兩遍點夯、夯點間距5m計，每天產能為1250m2/日，按5m填筑厚度計算，則每日產量為1250m2/日*5m=6250m3/日。壓路機每天20h工作時間、碾壓遍數8遍計，每天產能為5625m2/日，按50cm填筑厚度計算，則每日產量為5625m2/月*0.5m=2812.5m3/日。碾壓遍數10遍計，每天產能為4500m2/日，按50cm填筑厚度計算，則每日產量為4500m2/月*0.5m=2250m3/日。

經濟比較：強夯機每小時臺班成本為750元/h，壓路機每小時臺班成本為200元/h。從工效和經濟方面看，強夯的工效是10遍碾壓的工效的2.77倍，8遍碾壓的工效的2.22倍，單價卻是碾壓的3.75倍。

就工效與經濟而言，碾壓的經濟成本比較有優勢。但所配套的推土機的數量也有所增多，所以經濟成本優勢不明顯。

5 兩種工藝對比

無論采用何種工藝，符合設計及規范要求是首要條件。就現階段機場而言，道槽區和邊坡區對工后沉降要求高，密實度普遍要到達93以上。而土面區只需要達到90壓實度即可。從高填方機場工程實際經驗來看，振動碾壓適應于土料和土石料的密實處理，但沉降量偏大，對于高填方道槽區、邊坡區填筑體密實還是建議采用石料強夯處理效果較好。

當然，工藝選擇還是要依據施工挖方區填料而定。對于填料為土料和土石料而言，振動碾壓處理效果好，填筑體密實度連續。但仍需控制含水率。當土料的天然含水量大于最佳含水量，填筑過程中不宜單獨作為填料使用，宜需與石料一起混合使用。當填料為石料時，強夯效果明顯，需要控制虛鋪厚度和強夯擊數。

結合上述分析可知，在機場施工中，對于道槽區和邊坡區填筑體建議選用石料強夯工藝；對于一般土面區填筑體選用振動碾壓工藝。

參考文獻

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[2]鄭穎人，李學志，馮遺興，等.軟黏土地基的強夯機理及其工藝研究[J].巖石力學與工程學報，1998，17（5）.

[3]王平.機場大型土石方壓實技術分析與研究[D].重慶交通大學，2008.

作者簡介：鄧小 （1987-），男，重慶市人，工作單位：中國航空港建設第九工程總隊，職務：助理工程師，研究方向：工程技術。