毕节机场高填方土基沉降观测分析

肖 兵

(山西机械化建设集团，山西太原 030009)

根据MH 5014-2002民用机场飞行区土(石)方与道面基础施工技术规范规定:填筑高度10 m及以上时，应埋设沉降观测点，定期观测沉降。填筑高度20 m以上时属高填方，除了满足土基密实度要求外，还应满足设计沉降要求。机场作为航空事业的载体，正随着国民经济的发展和社会全面进步而迅速发展。目前，我国在西南山区在建和拟建的机场就有数十个。这些机场的共同特点是:建在荒山荒坡区、地形地貌复杂、均涉及到高填方、建设时间短，计划内投资少。各机场地质条件不同，填料不同，怎样采取合适的填筑方法，填筑材料，压实方法，观测方法等，即如何处理好机场建设中大面积、高填方的施工，使高填方满足机场建设地基、填筑体稳定、变形、强度的要求，这是山区机场“开山填沟”处理中，迫切需要解决的一项课题。贵州毕节机场地基有大面积的黄土，均处于漏斗内的高填方地段，为保证工作质量，通过高填方土基施工完成后的沉降观测分析，力求找出原地基和填筑体的沉降规律，为减少或消除原地基和填筑体沉降引起的质量病害和指导土基施工提供依据。

土基完成后道面施工前，沉降必须达到收敛状态。为了更好地了解和掌握土基沉降的原因、搞清楚原地基土质情况、土基填筑材料、填筑高度与沉降的关系，为道面何时开始施工提供依据，检测单位根据机场建设指挥部的要求，在机场施工过程中选取了若干点分别对填筑材料本身和原地基进行沉降观察研究。下面就选择该机场两个最高最大填方的漏斗(LD04，LD06)进行沉降观测分析。

LD04，LD06地形地貌情况:LD04，LD06所处位置为漏斗，是碟状的封闭洼地，是岩溶区的特征性形态之一。其实质为一大坑，无排水出口，在地基处理、填筑体填筑时如遇下雨时水无法排出，对地基处理效果极为不利。LD04填方量为48万m3，LD06填方量为35万m3。针对道槽区的两个大漏斗，每个漏斗分别选取3个点进行沉降观测，其中2个为表层点，1个为深层点。点位布置情况详见表1。

表1 跑道填方区表面、深层沉降观测设置布点情况

高填土沉降试验包括两个方面内容:1)观察高填土土基的自身沉降。2)观察高填土土基基底在土基填土重力等作用下的沉降。

1 深层垂直监测点

地基检测合格后，第一层填筑施工过程中开始进行沉降板埋设，底板尺寸为0.8 m×0.8 m，厚度不小于6 mm。测杆采用φ80 mm×5 mm镀锌铁管。保护管采用φ120 mm×5 mm镀锌铁管，每测杆长度分别与每填筑层厚相匹配，测杆与保护管同步连接，均采用丝扣接头连接，每次连接后保护管口略高于测杆顶面(约15 cm)，并在保护管口加盖以保护测杆，接标至填筑体顶面后，测杆应高出填筑体顶面0.5 m。埋设过程与施工单位相协调，根据施工周期及每施工层厚，确定每次接标长度。

为保护沉降标杆，应采取反开挖方式接标，即在每施工层施工完成，下层回填后接上层标杆，确保沉降标杆位于压实施工层底面以下，并且在施工过程中设置沉降标杆位置标志。

2 监测方法

沉降观测分为两部分:沉降监测水准控制网的初测和定期复测，沉降标监测。其中控制网达到二等，沉降监测网达到三等。

考虑到垂直位移基准网中各高程控制点的稳定性，平均每月对控制网进行定期复测一次，直至观测结束。

3 仪器

采用Zeiss DINI 12数字水准仪按国家二等水准进行观测，该仪器为德国制造，其标称精度为:中误差±0.3 mm/km，仪器的标称精度可以满足国家一等水准测量所需仪器等级。

4 观测周期

本次观测拟定的观测周期见表2。

表2 毕节机场拟定观测周期表

实际观测过程中由于施工及天气等原因，导致观测周期进行了部分调整。

5 观测要求

每次设置及观察要有具体负责人员到现场安排进行;在沉降观测点附近设置便于长期观察的水准点，并严格控制其水准高程;有关观察的设备、仪器在每次观察时要进行校核检查，以确保每次检查数据的准确性;每个观测点的每次观察要统一由专人负责收集、整理，记录要准确、详细。

6 地基处理、填筑体施工情况

LD06从2011年5月23日开始施工至6月中旬结束，现场开挖漏斗探坑表明其填充物厚度大于9.2 m，填充物为粉质粘土。LD04从2011年5月26日开始施工至7月中旬结束，现场开挖漏斗探坑表明其填充物厚度大于9 m，填充物为粉质粘土。

道槽区漏斗原地基处理方案:4 000 kN·m能级强夯，夯点间距4 m，正方形布置，两遍点夯，每遍击数7击～10击，按最后两击沉降量小于5 cm作为停锤标准，石料垫层厚度2 m。两漏斗上部填筑体高度为30 m左右，填筑共计7层，每层虚铺4.5 m(每层分四次填筑，一次填筑厚度为1.1 m)，每层填完后用3 000 kN·m强夯处理，击数7击～10击，按最后两击沉降量小于5 cm作为停锤标准。每层强夯完后均进行固体体积率检测，检测合格后才能进行下一层填筑。施工时间为6月15日～11月10日。

7 观测数据分析和结论

观测各监测点数据的闭合限差，最大点位误差均满足规范规定的精度要求，测量成果准确。本工程场地填筑体沉降量较小，目前填筑体已呈稳定状态。填筑体沉降量大小与填方高度有关，填筑体密实稳定。目前沉降发生主要原因为漏斗底部较厚的粉质粘土层在上部填土荷载和雨水渗透共同作用下发生的，并且根据已有沉降变形的总量、速率及趋势，估计后期还会有持续的工后沉降。本工程场地剩余沉降量很小，最大点为B02号点，剩余沉降量为75.49 mm。本工程场地中，LD4及LD6区域存在差异性沉降问题，建议在该位置加强上部结构进行调节。

综上，本观测场地总体沉降量较小，沉降量大小与地质条件和填方高度(即地基单位面积受力)有关，地质条件越好，填筑高度越低，沉降越小，反之，路基沉降越大。土基沉降主要由原地基土受附加荷载作用产生固结变形引起，填筑体密实稳定，各监测点目前均呈现沉降收敛趋势(见表3～表5)。

表3 毕节机场LD04，LD06累计沉降量成果统计表 mm

表4 毕节机场LD04，LD06沉降速率汇总表 mm

表5 毕节机场LD04，LD06沉降预测分析表 mm

土基填筑结束后，虽然地基所受填土产生的土压力趋于稳定，但由于多种因素(施工、降雨因素等)影响并通过实际观测资料证明，填筑体在竣工后还不能立刻稳定下来，需要经过约十个月至一年时间，才能使填筑体逐渐趋于稳定。但土基不会完全稳定下来，还会发生很缓慢的沉降。

通过观测12，13期数据可知，当时数据已呈收敛状态，马上就可收敛。但是，紧接着下了几场大雨，由于受雨水渗透填筑体沉降加速，中间断断续续的降雨加大了沉降量。为确保土基本身不发生压缩沉降，土基施工时，宜选择石料或土石混合料作为土基填料。填料要分层进行，强夯夯实时一定要采取双控，既保证夯击数，又要保证最后两击沉降量满足平均小于5 cm。

土基沉降一般在土基完成后十个月至一年才能逐渐趋于稳定。因此为减少或消除地基沉降引起的质量隐患，在道面组织施工时要充分考虑地基持续沉降而带来的质量病害。