機場高填方工程土基下沉防治措施辦法

宋興旺

云南建投第四建設有限公司 云南 昆明 650501

在我國社會經濟騰飛的大背景下，機場數量呈現爆發式增長。在高填方工程竣工之后，選址在丘陵、山區等地建設的機場往往發生地基局部乃至整體下沉的問題，給施工帶來了眾多不良影響。因此需要切實執行防治舉措，以應對高填方工程地基下沉的問題，提升工程的穩定性，讓其能經受飛機的多次荷載壓力并提高抵抗自然風險的能力。在此基礎上，文章系統地分析了機場高填方工程，研究災害成因和防治舉措。

1 機場高填方工程目前的理論背景

作為眼下的研究熱門課題，機場高填方工程在施工方面還有很多標準和機制待完善，缺少相關的經驗支撐。目前隨著高填方工程“三面一體控制論”的理論建立，九寨黃龍機場成功驗證了理論的科學性，為我國《機場高填方工程設計指南》的提出提供了方向，建立了關于規范、標準及控制方面的高填方工程指標體系，給機場高填方工程建設出現的眾多工程技術常見問題提供了指導及解決思路，對建設具有促進作用。在建設時，由于九寨黃龍機場具備“三高四不利”的特點，為此開展全方位的系統性研究，在掌握機場施工基本特點的基礎上，洞悉建設重點。在科學理論基礎上有所側重地展開施工，秉持依靠多樣化手段進行全方位質量控制的理念，優化動態設計方案并依靠大數據進行施工，順利解決高填方工程出現的多種建設難題。對國內機場建設史而言，該方法并不常見，其為高原地區大面積土石方工程的建設提供了新方法，也成為類似的工程建設的重要參考。康定機場建設對我國這一領域的研究起到了非常重要的作用，通過對該機場建設過程的分析，總結出以下三個結論：①施工過程中如果遇到冰磧軟弱土情況，以2000kN·m對地基強夯，對塊石架空區以3000kN·m的能級強夯，這種方式不能夠獲得非常好的改善效果，加固深度可以高達4-6m。②可運用沖擊碾壓、振動碾壓及強夯擊實三種方法填筑、壓實不均勻的冰磧土。③康定機場對不良地基進行能級不同的強夯處理，運用沖擊、振動碾壓，強夯擊實等多種技術舉措處理不均勻填料。經分析，國內學者對機場高填方工程建設問題進行了廣泛研究，并獲得諸多成果。而面對機場高填方工程地基局部乃至整體下沉的問題，目前相關文獻較少，在系統性分析、總結下沉原因的基礎上，還應提出對應的防治舉措。此問題同樣也是文章重點關注的關鍵問題。在民航機場建設騰飛而平原區域土地資源稀缺的前提下，丘陵、山區區域的機場建設常面臨地基邊坡和高填筑土方的處理問題。工程完工后，由于飛機多次荷載作用以及使用時間延長，土基往往發生局部乃至整體地基下沉，土基滑動甚至邊坡滑塌，地基開裂引發機場道面板斷裂等病害。為了高填方工程的“三面一體”得以控制及平衡，應保障土基在填筑、處理后能均勻變形，地基穩定且填筑密實性高。

2 高填方工程中土基下沉原因探究

高填方工程中土基下沉的原因，經過不斷的研究分析，主要有以下九個方面：

①施工前的外業勘測階段缺乏工程所在地的地質情況布探，沒有掌握各軟弱面的分布、地質結構等狀況，在技術角度未能科學地進行合理設計；邊坡結構設計并未同對應高填方材料結合，土基穩定性測驗缺乏，依據普通地基設計施工，在施工工藝、技術方面缺乏針對性要求。

②未按照原地面要求的施工規范進行施工，高填方工程基底的荷載能力原應高于普通地基水平，如果僅按普通地基的標準施工，隨著地基負載力的增大，地基的變形加大，將會引起土基不均勻沉降。

③高填方地基降排水問題的成因：由于施工改變了當地的地質、水文條件，從而影響了工程的穩定和形變程度，特別是遭逢雨水天氣時，大面積的機場施工區域讓土基受到雨水持續浸泡，這種情況下會使得土基被逐漸滲透，進而使其軟化變形，強度和承載力都會受到很大的影響。如若在施工過程中未采取有效措施降排水，會導致土基的含水量增加，造成土質軟化，同時降低了填筑材料的強度，進而降低了土基承載能力，造成沉降，甚至引發周圍的次生災害。

④不遵守分層填筑的施工規范，導致高填筑土石方施工的填筑層薄厚不均，在平整碾壓或分層碾壓時，含水量沒能得到有效控制；面對同時段施工的不同種類的土石方填料，未對其施加有效控制；土基的壓實度及壓實均勻度未達標，易引起局部乃至整體沉降變形。

⑤施工工序安排不合理，在高填方區域施工時未按先低后高的順序進行施工，竣工后給予土基沉降凝固的時間不充足，隨即便轉向之后的道面施工、基層鋪筑上，進而引發機場土基發生局部沉降。

⑥施工過程中缺乏強有力的質量管理和工程技術保障，項目負責人及施工人員缺乏責任意識；管理人員依靠經驗肆意降低密實度的檢驗頻次，甚至在檢測資料上胡編亂造，潦草應對質量檢查；施工現場的混亂管理為施工質量埋下隱患，進而影響了土基結構的整體穩定性。

⑦未在施工中遵循縱橫向搭接的處理要求，尤其是多個錯誤的作業面搭接，造成土基發生不同程度的沉降及出現局部裂隙。

⑧預留的邊坡填筑寬度不足，讓邊坡損蝕嚴重，用“貼補法”修整的土坡存在原邊土坡與填補土結合不緊密的缺陷，難以被碾壓密實，從而造成整體的低性能，進而引發邊坡的局部松動乃至滑坡。

⑨填筑用料選擇不合理，也是影響土基質量穩定性的重要原因。

3 高填方工程防治土基沉降的防治措施

由于丘陵、山區地域的機場高填方工程在竣工后往往發生土基局部乃至整體沉降的問題，應采取強有力的防治舉措，來達到保障機場安全飛行的目標。

①在土基挖方后進行專門布探，深入了解土基的地質節理、層理、斷面和地下水的分布狀況，依照規定要求進行專項設計，在邊坡設計時確定相對應的填料，當項目沒有按照規定程序測算土基荷載能力、穩定性或沉降程度時，應該進行補做，以保障工程質量。

②在土基原地面實施填筑施工前，應碾壓原地基，若土基雜質多且有機含量高，造成地基難以壓實，則要依規填換土質；若土基土質松軟，且常規碾壓難以達到地基對穩定性和沉降程度的要求，則要特殊化處理土基。

③填筑施工前要進行填筑的相關實驗，明確恰當的碾壓遍數、碾壓最佳含水量、鋪筑層系數、施工的機械設備和班組等數據；進行分層填筑時，需要嚴格依規進行逐層平整碾壓；壓實填料時，施工方應依照規定頻次逐層核查壓實度，保障土基的壓實度合乎施工規范。填筑土方石時，要采取過程控制，利用實時監控技術控制原土基處理、土方石爆破、開掘、調運和填補等過程，并及時檢測填料的沉降程度。

④加強對原地基、邊坡及填筑體等的排水力度，按照施工現場的整體狀況，在施工前夕加裝排水溝、管及截水溝等排水、防滲漏設施，讓施工場地儲存的降水、地下水、沖積水和凍脹水都能及時排出，防止水源侵擾、沖刷作業面和角坡、邊坡等。排水橫坡應在施工時設置在每層填方處，按照施工氣象情況和當地土質狀況判斷設置情況，使得工程的表層積水得以迅速排出。在滿足施工期的排水需要的同時，臨時排水的設置要考慮要未來的機場排水設施。

⑤建立完善的質量管控體系和施工組織，提升專業技術人員、管理人員的能力，落實管理任務，讓有關人員憑證上崗；組織科學合理的施工，禁止盲目地搶抓工期和進度；依規依程序施工，將質量放在第一位，不允許質量不過關的工程進行后續施工。

⑥對待“三面一體”，即交接面、臨空面、底基面、填筑體這四要素時，應進行嚴控。填挖交界處作為地基處理的薄弱環節，容易發生沉降不均勻，應根據原地面坡度，將開挖臺階同超挖放坡結合起來；面對交界處地基處理方式的差異，要采取多種搭接措施：如設置土木合成材料、墊層，擴大沖擊、強夯碾壓等范圍。

⑦施工時要超寬填筑、碾壓邊坡。在進行分層填料前需按照設計邊坡線劃出實際的土基填筑邊線，通常每層超寬的設計寬度不會小于50cm，經壓實修繕后，挖除超填部分以保障嚴密的邊坡填筑；如果邊坡缺土，應在修整時開挖臺階，層層壓實填筑，避免使用“貼補法”，確保土基具備密實邊坡和完整性。

⑧在填筑土石料的選擇上，優先選用穩定性高、承載力強、干密度大的材料。施工地挖出的土方石材料多樣，則要將填料歸類，在不同的施工區域選用不同的填筑材料；要保障每層土方石材料的填筑均勻，不得混合填筑不同的土方石材料，并且要摒棄顆粒直徑過大的土方石，確保每層填料的嚴實度在規定范圍內。

⑨采取措施對邊坡加以保護，可以采用漿砌片石和混凝土護坡、拱形骨架護坡、錨固法護坡、噴漿或噴混凝土、植草防護等措施。將邊坡防護與綠化結合起來，立足施工地土質、含水量、氣候等條件，選種既經濟又易養護的植物品種；可以通過預制水泥混凝土塊、砌石、搭建混凝土框架等方式進行工程防護；一些土木合成材料，諸如土工網、土工網墊、土工格柵等都可被用在防護工程上，在鋪設期間要將其固定在坡面，預防其發生位移。

4 小結

為了盡可能地消除高填方土基病害引發的不良影響，需提早預見、防治，盡快在發現問題的前夕采用強有力的補救舉措以累積相關經驗，最大化地降低病害的不良影響，保障高填方工程的高穩定性和耐受性，提升承載飛機多次負載作用的能力，降低不利自然因素的影響程度。