談換填強夯法處理不均勻軟基施工技術

孫 學 強

(山西機械化建設集團有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

隨著我國民航事業的快速發展，國內大部分機場都存在規劃與運行不匹配的壓力，需要改擴建滑行道、延長跑道、擴建站坪等。在改擴建的過程中，首先，機場需要大面積征地，這些征地多是低洼的溝塘區、耕地區及新近雜填土堆填區等不均勻地基。其次，機場改擴建施工需要滿足導航臺電磁環境保護、凈空保護及安防的要求，限制了地基處理方法的選用范圍。再者，新建聯絡道、延長跑道與現狀跑道搭接段涉及不停航施工。以上所述內容均會增加機場軟基處理施工的難度，對施工技術提出更高的要求。

2 工程概況

云南德宏芒市機場位于祖國西南邊陲，飛行等級4C，現有一條2 200 m跑道，兩條聯絡滑行道，場道工程擴建內容包括：現狀跑道向南延長400 m，建設一條等長平行滑行道，新建3條垂直聯絡道和1條快滑；平滑中南部新建10個C機位，現狀站坪向北擴建6個C機位。場地地基情況較復雜，存在大面積溝塘、軟弱土基，地基處理對象為道槽區范圍內的全部①層填土、全部②層粘土(淤泥質土)、部分②1層液化中砂層；飛行區內換填處理面積約7萬m2，飛行區外換填、低能級強夯面積約20萬m2。

3 關鍵技術

1)在大面積地基處理施工前，驗證持力層或軟基情況與地勘報告是否相符，驗證設計方案的可行性。

2)飛行區內、導航臺電磁環境保護影響區宜采用換填法處理軟基，若換填墊層的下臥土層不滿足設計要求，采用增加換填厚度的方法處理。

3)采用換填法處理跑道端之外300 m以內、跑道中心線兩側75 m以內地基時，需要對施工工序優化，以滿足適航條件。

4)采用換填法處理飛行區外軟基時，若開挖完成面粉質黏土經碾壓處理達不到設計壓實度要求時，可采用低能級滿夯法加固開挖完成地面以滿足設計要求。

5)強夯法處理機場軟基時，需要核實強夯機械作業高度是否穿透障礙物限制面，必要時將強夯作業調整至夜間航后進行。

6)不同地基處理方式搭接段采用1∶2臺階搭接或1∶8斜坡順接，以減少搭接段不均勻沉降。

4 施工工藝

改擴建工程地基處理對象為道槽區范圍內的全部①層填土、全部②層粘土(淤泥質土)、部分②1層液化中砂層，設計文件將道槽區地基處理分區為QH區和HT區，QH區面積7 681 m2，HT區面積261 596 m2，需外購優質風化料約38萬m3。下面通過QH區和HT區施工實例，闡述換填、低能級強夯法處理機場不均勻軟基施工技術要點。

4.1 QH區地基處理施工

新建平滑ZK18～ZK21區域約210 m長，需處理土層的厚度為4.6 m～5.8 m，根據鉆孔柱狀圖從上到下所需處理土層為①1層素填土、②層粘土(淤泥質土)，原設計采用墊層強夯法處理，命名為QH區。QH區采用兩遍3 000 kN·m能級點夯+1遍1 000 kN·m能級滿夯處理，墊層厚1.5 m；點夯之間、滿夯與點夯之間、滿夯與強夯效果檢測之間的時間間隔不得小于14 d；在QH區選擇1 000 m2的區域作為試驗段，土方開挖至設計標高、填筑1.5 m厚塊碎石，采用兩遍3 000 kN·m能級點夯+1遍1 000 kN·m能級滿夯處理后發現，不良土層上翻，重車行走時有嚴重的反彈現象；經檢測地基標貫擊數無法達到設計要求，且現場開挖探坑發現，上翻的不良土層厚度約3 m。后經各參建單位共同商討，將QH區處理方案優化為：將上翻的不良土層全部清除干凈，槽底以見②1中砂層或③1圓礫層為準，回填3 m厚塊碎石，采用2遍3 000 kN·m能級點夯+1遍1 000 kN·m滿夯加固。

QH區邊線距跑道中線約160 m，強夯機械作業高度會穿透障礙物限制面，將強夯作業調整至夜間航后進行。QH區施工質量控制要點：將不良土層清理干凈；回填料應采用中～微風化且水穩定好的石料，最大粒徑不大于30 cm，級配良好(Cu>5及Cc=1～3)，含泥量不大于10%；加強現場監管，保證強夯施工嚴格按照QH區強夯施工參數執行。

4.2 HT區地基處理施工

其他道槽區原設計采用一般的換填法處理，命名為HT區；即按照地勘報告清除①1層、①2層、②層不良土層、碾壓處理開挖完成面，然后分層碾壓、回填風化料至土基頂。在新建10個C機位站坪處實施原地面沖碾、原地面振碾、回填50 cm厚風化料后沖碾試驗段，試驗結果表明上述方式處理后，原地面壓實度均達不到設計要求0.95。經各參建單位召開地基處理專項會議研究決定，增加1 500 kN·m滿夯、1 000 kN·m滿夯試驗段，并根據設計要求將原地面檢測方式優化為標貫試驗。標貫試驗檢測結果表明，1 500 kN·m滿夯加固的地基能夠達到預期效果，進而確定飛行區外約10萬m2道槽區地基處理方式，將不良土層清除干凈，然后鋪50 cm厚風化料，進行1 500 kN·m滿夯，d/4搭接，單點擊數為5擊。

北擴6個C機位、平滑北段距離機場VOR臺較近，不能采用強夯法處理地基，以免影響VOR臺數據的精確性和電磁環境。飛行區內道槽區由于凈空及飛行區管控等因素，該區域道槽區地基不能采用強夯、沖碾等方式處理，該區域經各參建單位共同商討，確定不停航施工區域道槽區地基處理方式為：根據地勘報告，將①1層、①2層、②層不良土層清除干凈，并超挖60 cm，對超挖后的完成面采用碾壓處理，要求碾壓面以下30 cm標貫擊數達到7擊以上，然后分層碾壓、回填風化料，分層厚度不大于30 cm，回填料固體體積率不小于83%。該部分區域換填處理施工于2017年10月下旬開始，于12月底完成，施工質量滿足設計要求。

HT區內換填厚度不一致的區域，采用不大于1∶8的坡比順接；HT區與QH區搭接處換填深度相差較大時，采用1∶2臺階搭接，臺階寬度不小于1 m，以減少搭接處不均勻沉降。

4.3 不停航施工注意事項

管線保護。改擴建機場常常存在地下管線多、現存資料不全的情況，在土方開挖過程中注意避讓地下管線。

防止跑道入侵。飛行區內道槽區地基處理施工前，應在距跑道中線75 m處設置1.5 m高的臨時圍欄，圍欄上方設置紅色恒定警示燈，同步設置安全警示牌，防止人員、車輛在機場運營期間侵入跑道。

機械限高和揚塵治理。飛行區內施工時，在保證施工質量的同時，要做好機械限高管理和揚塵治理工作。松散堆積料用密目網覆蓋；同時在航班密集時段和重點區域加強灑水降塵工作。

航后區域施工期間，要求開挖的溝槽及時復原，選擇合適的適航恢復方案。當天開挖的道槽區地基處理完畢后，分層碾壓、回填風化料至土基頂，交接位置采用風化料在道槽區接坡。

5 實施效果

采用優化后的換填、低能級強夯處理方案及一系列策劃和保障措施，處理后地基的各項檢測指標均符合設計規范的要求。同時，在上述地基處理施工過程中，我單位未發生挖斷管線、跑道入侵、不滿足適航條件等影響機場運行的事件，多次受到建設單位、監管單位的表揚。

6 結語

本文所述換填、低能級強夯處理方案及一系列保障措施，既能保證機場不均勻軟基處理效果，又能保障機場運營安全，對其他機場類似改擴建工程具有借鑒意義。