某机场工程项目地基处理设计与实践

佟丹 孙旭

(中航勘察设计研究院有限公司，北京 100000)

随着我国通用机场建筑领域的蓬勃发展，机场场道建设项目增多，场道建设由于其占地面积较大，对基层的要求较高，因此面对的岩土施工问题也相对较多，且由于场道建设体量过大，过于复杂的处理工艺反而对现场施工不利，因此合理的地基处理工艺选取，确保基底均匀性和稳定性是场道地基处理的重中之重。

本文以某机场场道建设项目设计与实践为依据，针对各种地形条件和试验结果，进行过程性控制和成果分析。

1 工程概况及水文地质条件

1.1 工程概况

拟建场地地面标高黄海高程13.5 m～20.0 m左右，相对高差小于10 m，地形坡度一般小于5°～10°，地势总体呈北高南低走势。

场区内以农田为主，种植水稻，散布村庄和鱼塘。在地貌上场地属于赣江(南支)与抚河(故道)入湖尾闾河道之间的湖积冲积平原——相当于现代赣江二级阶地，其地形地貌充分展现出鄱阳湖湖浜地区的特点，平坦低洼，水域丰富，现场原始地貌见图1。

1.2 场区水文地质条件

场区地表水体较为发育，场区主要被河流包围，北端为瑶湖泄洪渠。其中常年水位平均为15.05 m，最高水位为17.41 m，最低水位为14.55 m，水系发育情况见图2。

2 道基处理方案选择与小区实验设计参数

场道处理为了确保经济合理性，在场道地基处理方案为：

清表或彻底清淤→铺设不小于1 m厚山皮石→强夯处理→回填砂至地基处理设计标高(详见处理前标高平面图)→强夯处理→分层碾压30 cm级配碎石至槽底高程。

1)强夯采用“两遍点夯，一遍满夯”的形式。

2)因处理目的、处理深度不同，分两种强夯类型，具体试验参数见表1。

表1 强夯小区实验设计参数

3)单点夯击击数据现场试验确定，一般4击～6击。夯锤重量约15 t～20 t,夯锤直径不小于2.3 m。

4)面层满夯锤印搭接不小于1/4，单点夯击击数2击。

5)施工期间填料不宜处于饱和状态，应避免雨季施工，并注意场地排水。

6)回填砂含水量宜不小于10%，含水量过低应洒水湿润。

两次强夯作业的具体参数均需按照小区实验的取值确定具体的设计参数。

2.1 山皮石层强夯处理参数选取

根据施工方案，山皮石层铺设厚度为1 m，实际现场操作，为满足场地平整度等后续工艺需求，其层厚为1 m～1.5 m。

由于场地地势平坦，清表后山皮石层与粉质粘土层相接，雨季施工导致了粉质粘土层含水率提升，且山皮石间隙中也处于水饱和状态。随着强夯能级的提升周边存在破坏性隆起现象，造成的影响面积可达周边4 m～6 m，在第三击后，还会出现大量山皮石飞溅的情况，因此该层选取的强夯参数不宜过高。

2.2 砂层强夯处理参数选取

砂层选定的具有代表鱼塘区域地进行了强夯小区试验，布点形式采用梅花形，夯点间距8.0 m，采用两遍点夯，一遍满夯的夯击形式。根据小区试验方案的要求，在2 500 kN·m，3 000 kN·m强夯能量不同的各个试验区夯前后分别进行三点标贯试验(1 m 1标贯)，在3个不同能量级的试验区内分别进行不同击数条件下的单点夯击对比试验，且在夯后坑底进行标准贯入试验。

1)3 000 kN·m单点夯试验数据。

试验参数：锤重200 kN，锤径2.25 m，锤高1.1 m，落距15.0 m，试验数据见表2。

由单点夯下沉量与夯击数的关系曲线可以看出，第6击是一个明显的转折点，第6击的单击夯沉量最小，按照累计夯击下沉量最大而单点夯沉量最小的原则为依据，可以得出在选用强夯能量为3 000 kN·m时，该场地单点夯击击数6击是适宜的。

表2 3 000 kN·m单击点夯试验点下沉量与夯击数统计表 cm

2)2 500 kN·m单点夯试验数据。

试验参数：锤重200 kN，锤径2.25 m，锤高1.1 m，落距12.5 m，试验数据见表3。

表3 2 500 kN·m单击点夯试验点下沉量与夯击数统计表 cm

与上述同理，2 500 kN·m的夯击次数以7击为宜。

结合承载力实验和现场实际情况，拟采用3 000 kN·m的夯击能，点夯6击结合满夯作为场地处理的主要施工工艺。

2.3 强夯影响范围判别

由两个试验区在强夯前后场地内标贯试验点标贯击数如图3所示。

由图3可以看出强夯后地基土得到了一定程度的加固，尤其在深度6 m以内，相对于强夯前的原状土，强夯后的加固土的标贯击数有了一定的增长。

据不同击数夯坑内的标贯试验可以看出，不同夯击数对加固地基土的影响深度不相同。由3 000 kN·m的单点夯试验可知，结合6击的标贯曲线可以看出，强夯最有效的影响深度为6.0 m。因此，由此试验可以确定每层的填土厚度不大于6.0 m的情况下，强夯的质量才能达到相关要求。

3 施工过程中重难点问题处理

1)鱼塘淤泥过厚，局部存在4 m厚度，另外鱼塘面积过大，淤泥呈现流塑性，挖机翻泥堆积困难，淤泥无法实现倒运。

措施：施工阶段鱼塘的处理采用填砂赶淤方式将渔塘内积水引至排水沟进行集中明排，待淤泥挤至一个角落或成片后再进行开挖、清淤工作，对于道面区还需将赶淤后的相应部位分阶梯状重复开挖，铺填山皮石强夯。

2)雨季施工场地内低洼地较多，在局部深度范围内，强夯后加固土的标贯击数较强夯前原状土的标贯击数反而有所降低。

通过现场试验数据分析，强夯后该土层进入超孔隙水压力消散，土体固结、结构重新排列强度上升的阶段，该阶段结束后该土层的强度将得到一个较大高度的提升，现场施工过程中孔隙水压力消散周期一定要考虑清楚，避免反复扰动对基槽造成不可逆的影响，确保夯击能产生的孔隙水压力基本消散后施工。

4 结语

1)机场场道地基处理的方案选择首先要确保基槽处理后的均匀性、连续性，处理不同地貌的鱼塘、围堰、沟渠等部位要求处理后不能出现较大的沉降差，结合强夯小区实验数据，可以有效的对淤泥换填层进行治理，确保基层稳定性。

2)通过小区实验选取的数值要结合现场施工情况，要避免出现单点夯击沉降量过多的情况，特别是与本项目类似的采取沙土回填的情况，较大的夯击沉降会引起周边土体松动、吸锤等不良影响。

3)对于场地内低洼区域或雨季施工过程中，孔隙水压力的消散是避免出现后期沉降的重点，特别是对砂层、黏土层的影响一定要有可靠的数据分析，确定孔隙水压力消散的周期，方可对该处理区域进行下一步的回填或其他工艺。