機場飛行區(qū)碎石樁與塑料排水板加固山區(qū)軟弱地基處理技術(shù)

摘 要：結(jié)合施工現(xiàn)場實例，為了有效降低地基沉降量，提高軟弱土地基承載力，工程現(xiàn)場采用碎石樁與塑料排水板結(jié)合的方式處理，經(jīng)過試驗檢測分析結(jié)論沉降量和軟弱土地基承載力大大提高，彌補單一工法處理的不足，為以后相似工程中提供了經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：碎石樁;塑料排水板;軟弱土;地基承載力

軟弱土在我國河口三角洲、濱海平原及山澗谷地等均有廣泛分布。在軟弱土地基上進(jìn)行機場建設(shè)，地基產(chǎn)生較大的固結(jié)沉降，從而導(dǎo)致地基差異沉降，而且沉降持續(xù)時間很長。機場軟弱土處理主要解決過量沉降，要結(jié)合軟基實際情況具體處理。碎石樁與塑料排水板分別是樁體擠密加固法和排水固結(jié)法的典型代表。塑料排水板主要利用地基自重，加入垂直和水平排水通道，使得軟基迅速排水固結(jié)。碎石樁主要是在軟基中加入樁體，對軟基產(chǎn)生擠密作用，同時與軟基形成復(fù)合地基，提高整體強度來加固軟基。

一、概況

（一）工程簡介

成都天府國際機場位于成都市東南方向，近期工程總占地面積約2020萬㎡，規(guī)劃6條跑道。本項目地基處理與土石方工程施工標(biāo)段共劃分11個標(biāo)段，本標(biāo)段為06標(biāo)段。本標(biāo)段施工內(nèi)容包括土石方工程（土石方開挖與填筑）、地基處理工程（地基處理主要采用換填、強夯置換、碎石樁+排水板、插板預(yù)壓及不插板預(yù)壓處理、CFG樁等方式）及排水工程。

（二）地質(zhì)狀況及填方區(qū)軟弱土處理要求

成都天府機場地區(qū)軟弱土主要分布在填方區(qū)的丘間谷槽，軟弱土在豎向分布上很不均勻、極為復(fù)雜，垂直于溝谷方向，溝谷呈寬緩對稱“U”字型。軟土地基的深度厚度不一，需采取多種處理方式。本標(biāo)段填方區(qū)軟土地基厚5～9m區(qū)采用碎石樁加塑料排水板施工。碎石樁施工分布在山間谷底的軟弱土集中且土壤含水量大的區(qū)域，主要起置換和排水的作用。塑料排水板施工是利用插板機械在含水量大、孔隙比大、壓縮性高、深厚的軟土地基中插設(shè)具有良好透水性的塑料排水板，從而在軟土地基中形成豎向的排水通道，在其上鋪設(shè)砂墊層而形成水平排水通道增加了土層的排水通道。

（三）采用工程技術(shù)特點

通過碎石樁與塑料排水板的組合方法，實現(xiàn)了碎石樁利于地基土更加密實，消除砂土液化，提高地基承載力;同時有利于荷載發(fā)生應(yīng)力擴散，減少作用在軟土地基上的荷載從而提高軟土地基的承載力;以及塑料排水板有利于軟土孔隙中的水在荷載作用下被逐漸排出，加速固結(jié)變形，提高有效應(yīng)力，增強地基軟土的強度。

二、工藝流程及施工要點

（一）測量放樣及布樁

測量放線，恢復(fù)中線，放出路段邊線樁，清理平整施工段地基表面，測量地面整平后的標(biāo)高，做好排水系統(tǒng)，保證排水通道的暢通;根據(jù)圖紙要求的布樁原則進(jìn)行布樁，并繪制測量放線圖，交與監(jiān)理及項目部復(fù)核后，方進(jìn)行測量放樣，每個樁位均作標(biāo)志，編制樁號。

（二）碎石樁施工

1、碎石樁施工工藝流程：場地平整→測量放線→布點樁位標(biāo)記→沉樁→樁管裝入碎石→到達(dá)持力層→反插、拔管→成樁。

碎石樁采用振動沉管法施工，施工順序采用跳打形式，在砂質(zhì)土地基中：由外緣或兩側(cè)向中間進(jìn)行，且隔行施打，相鄰兩根樁必須采用跳躍間打;在淤泥質(zhì)粘土地基中：宜從中間向外圍逐行或隔行施打。

2、塑料排水板施工工藝流程：定位→將塑料板通過導(dǎo)管從管靴穿出→將塑料板與樁尖連接貼緊管靴并對準(zhǔn)板位→插入塑料排水板→拔管并剪斷塑料板。

三、質(zhì)量控制

（一）碎石樁質(zhì)量控制

1、施工前應(yīng)進(jìn)行成樁工藝和成樁擠密試驗，工藝性試樁的數(shù)量不應(yīng)少于6根，當(dāng)成樁質(zhì)量不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)調(diào)整施工參數(shù)后，重新進(jìn)行試驗。

2、樁定位偏差不超過5cm，垂直度偏差不超過1%。

3、采用振動沉管法施工，宜選用平底型活瓣樁靴，沉管困難時可采用尖錐型活瓣樁靴。

4、嚴(yán)格控制成樁速度，拔管宜在管內(nèi)灌人碎石料高度大于1/3 管長后開始。拔管速度均勻，不宜過快，控制在1m/min，每提管50cm留振20s，每拔管達(dá)到1m向下反插深度不小于30cm至穩(wěn)定電流，在距離地表2m～6m范圍內(nèi)，反插深度不小于50cm。

5、碎石樁孔內(nèi)的填料量，估算時可按設(shè)計樁孔體積乘以充盈系數(shù)確定，充盈系數(shù)不小于1.2～1.4。

6、應(yīng)做好每根樁的成樁記錄，包括樁序號、樁位坐標(biāo)、沉管起止時間、沉管深度、拔管起止時間、密實電流、反插次數(shù)、碎石灌人量、充盈系數(shù)及其他特殊情況。

（二）塑料排水板質(zhì)量控制

1、塑料排水板布置形式、間距、入土深度等按設(shè)計要求進(jìn)行。為保證插板施工質(zhì)量，采用電子測深塑料排水板，施工要求插板打穿軟土層，進(jìn)入非軟弱土層1m～2m。

2、塑料排水板采用SPB系列整體式B型，塑料排水板不宜長時間暴曬，盤帶露天堆放時應(yīng)有遮蓋，以防老化。

3、塑料排水板進(jìn)場地前，進(jìn)行性能檢驗。

4、塑料排水板施工應(yīng)符合下列要求。

4.1塑料排水板插設(shè)宜采用振動插板法，宜配置能夠檢測塑料排水板施工深度的設(shè)備。

4.2為了保證施工質(zhì)量，應(yīng)采用電測深式排水板，以監(jiān)控施工和工后檢驗插板深度。

4.3塑料排水板插設(shè)深度允許偏差不大于10cm、平面定位允許偏差不大于5cm、垂直度偏差不大于1.5%;拔管剪斷塑料板后，塑料板頂端高出地表的外露長度不小于30cm;拔管后回帶排水板的長度小于50cm，對超過50cm且小于200cm的數(shù)量控制在總數(shù)的5%以內(nèi)，如塑料板回帶2m以上，則應(yīng)進(jìn)行補打;塑料排水板頂端埋人排水墊層內(nèi)的長度不應(yīng)小于0.5m。

四、效益分析

（一）社會效益

隨著民用及通用機場迅速發(fā)展，軟土地基的好壞直接影響到上層道面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。碎石樁技術(shù)與塑料排水板技術(shù)均比較成熟，在國內(nèi)軟基處理中都是比較常用的方法。通過各自在軟土地基中應(yīng)用的特點，組合使用處理大型機場軟基時，針對不同軟基類型，選擇合理的處理方法不僅保證軟基的穩(wěn)定而且可節(jié)約工程施工的成本投入。值得在類似工程中推廣使用。

（二）經(jīng)濟效益分析

碎石樁與塑料排水板組合有效解決了機場大型填方地區(qū)軟弱土厚度大于5m時的施工質(zhì)量與進(jìn)度要求，彌補了碎石樁與塑料排水板單一技術(shù)處理軟基區(qū)域的不足。根據(jù)承包合同，采用淺層軟土換填方式進(jìn)行，挖淤泥單價為22.42元/m3，挖土方單價為10.6元/m3，回填方11.58元/m3，影響深度5m處理每一平方需消耗綜合單價為：22.42×5+10.6×5+11.58×5=223元;采用強夯置換處理間距為4m正三角形布置，強夯置換地基63.21元/m2，強夯置換填料59.72元/m3，影響深度5m處理每一平方需消耗綜合單價為：63.21+59.72×2.526=214元;若采用碎石樁加塑料排水板間距1.8m布置。碎石樁209.09元/m3，預(yù)壓塑料排水板4.7元/m，影響深度7m處理每一平方需消耗綜合單價為：209.09×0.69+4.7×0.69=160.49元。在成都天府機場中厚度大于5m區(qū)域采用碎石樁加塑料排水板組合，不僅可保證在工后檢測符合設(shè)計及規(guī)范要求，相對于其他處理方法還能節(jié)省大量成本投入。

五、結(jié)束語

軟弱土地區(qū)采用碎石樁與塑料排水板工藝施工時，注意碎石樁的添加量與垂直度。碎石樁與塑料排水板施工不僅加速軟弱土地基排水固結(jié)速度，而且使該地區(qū)工后沉降量得到有效控制，使復(fù)合地基承載力大大提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]《民用機場巖土工程設(shè)計規(guī)范》（MH/T 5027-2013）

[2]《民用機場飛行區(qū)土（石）方與道面基礎(chǔ)施工技術(shù)規(guī)范》（MH5014-2002）

[3]陸鹿，魏斌斌，趙其華.排水板和碎石樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用，工程設(shè)備與材料，2017（5）471.8

[4]《成都天府國際機場飛行區(qū)工程全場地基處理工程施工圖設(shè)計說明》.中國民航機場建設(shè)集團公司 2017年6月

作者簡介：朱劍（1985.05-），男，工程師，本科。