谈换填强夯法处理不均匀软基施工技术

孙 学 强

(山西机械化建设集团有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

随着我国民航事业的快速发展，国内大部分机场都存在规划与运行不匹配的压力，需要改扩建滑行道、延长跑道、扩建站坪等。在改扩建的过程中，首先，机场需要大面积征地，这些征地多是低洼的沟塘区、耕地区及新近杂填土堆填区等不均匀地基。其次，机场改扩建施工需要满足导航台电磁环境保护、净空保护及安防的要求，限制了地基处理方法的选用范围。再者，新建联络道、延长跑道与现状跑道搭接段涉及不停航施工。以上所述内容均会增加机场软基处理施工的难度，对施工技术提出更高的要求。

2 工程概况

云南德宏芒市机场位于祖国西南边陲，飞行等级4C，现有一条2 200 m跑道，两条联络滑行道，场道工程扩建内容包括：现状跑道向南延长400 m，建设一条等长平行滑行道，新建3条垂直联络道和1条快滑；平滑中南部新建10个C机位，现状站坪向北扩建6个C机位。场地地基情况较复杂，存在大面积沟塘、软弱土基，地基处理对象为道槽区范围内的全部①层填土、全部②层粘土(淤泥质土)、部分②1层液化中砂层；飞行区内换填处理面积约7万m2，飞行区外换填、低能级强夯面积约20万m2。

3 关键技术

1)在大面积地基处理施工前，验证持力层或软基情况与地勘报告是否相符，验证设计方案的可行性。

2)飞行区内、导航台电磁环境保护影响区宜采用换填法处理软基，若换填垫层的下卧土层不满足设计要求，采用增加换填厚度的方法处理。

3)采用换填法处理跑道端之外300 m以内、跑道中心线两侧75 m以内地基时，需要对施工工序优化，以满足适航条件。

4)采用换填法处理飞行区外软基时，若开挖完成面粉质黏土经碾压处理达不到设计压实度要求时，可采用低能级满夯法加固开挖完成地面以满足设计要求。

5)强夯法处理机场软基时，需要核实强夯机械作业高度是否穿透障碍物限制面，必要时将强夯作业调整至夜间航后进行。

6)不同地基处理方式搭接段采用1∶2台阶搭接或1∶8斜坡顺接，以减少搭接段不均匀沉降。

4 施工工艺

改扩建工程地基处理对象为道槽区范围内的全部①层填土、全部②层粘土(淤泥质土)、部分②1层液化中砂层，设计文件将道槽区地基处理分区为QH区和HT区，QH区面积7 681 m2，HT区面积261 596 m2，需外购优质风化料约38万m3。下面通过QH区和HT区施工实例，阐述换填、低能级强夯法处理机场不均匀软基施工技术要点。

4.1 QH区地基处理施工

新建平滑ZK18～ZK21区域约210 m长，需处理土层的厚度为4.6 m～5.8 m，根据钻孔柱状图从上到下所需处理土层为①1层素填土、②层粘土(淤泥质土)，原设计采用垫层强夯法处理，命名为QH区。QH区采用两遍3 000 kN·m能级点夯+1遍1 000 kN·m能级满夯处理，垫层厚1.5 m；点夯之间、满夯与点夯之间、满夯与强夯效果检测之间的时间间隔不得小于14 d；在QH区选择1 000 m2的区域作为试验段，土方开挖至设计标高、填筑1.5 m厚块碎石，采用两遍3 000 kN·m能级点夯+1遍1 000 kN·m能级满夯处理后发现，不良土层上翻，重车行走时有严重的反弹现象；经检测地基标贯击数无法达到设计要求，且现场开挖探坑发现，上翻的不良土层厚度约3 m。后经各参建单位共同商讨，将QH区处理方案优化为：将上翻的不良土层全部清除干净，槽底以见②1中砂层或③1圆砾层为准，回填3 m厚块碎石，采用2遍3 000 kN·m能级点夯+1遍1 000 kN·m满夯加固。

QH区边线距跑道中线约160 m，强夯机械作业高度会穿透障碍物限制面，将强夯作业调整至夜间航后进行。QH区施工质量控制要点：将不良土层清理干净；回填料应采用中～微风化且水稳定好的石料，最大粒径不大于30 cm，级配良好(Cu>5及Cc=1～3)，含泥量不大于10%；加强现场监管，保证强夯施工严格按照QH区强夯施工参数执行。

4.2 HT区地基处理施工

其他道槽区原设计采用一般的换填法处理，命名为HT区；即按照地勘报告清除①1层、①2层、②层不良土层、碾压处理开挖完成面，然后分层碾压、回填风化料至土基顶。在新建10个C机位站坪处实施原地面冲碾、原地面振碾、回填50 cm厚风化料后冲碾试验段，试验结果表明上述方式处理后，原地面压实度均达不到设计要求0.95。经各参建单位召开地基处理专项会议研究决定，增加1 500 kN·m满夯、1 000 kN·m满夯试验段，并根据设计要求将原地面检测方式优化为标贯试验。标贯试验检测结果表明，1 500 kN·m满夯加固的地基能够达到预期效果，进而确定飞行区外约10万m2道槽区地基处理方式，将不良土层清除干净，然后铺50 cm厚风化料，进行1 500 kN·m满夯，d/4搭接，单点击数为5击。

北扩6个C机位、平滑北段距离机场VOR台较近，不能采用强夯法处理地基，以免影响VOR台数据的精确性和电磁环境。飞行区内道槽区由于净空及飞行区管控等因素，该区域道槽区地基不能采用强夯、冲碾等方式处理，该区域经各参建单位共同商讨，确定不停航施工区域道槽区地基处理方式为：根据地勘报告，将①1层、①2层、②层不良土层清除干净，并超挖60 cm，对超挖后的完成面采用碾压处理，要求碾压面以下30 cm标贯击数达到7击以上，然后分层碾压、回填风化料，分层厚度不大于30 cm，回填料固体体积率不小于83%。该部分区域换填处理施工于2017年10月下旬开始，于12月底完成，施工质量满足设计要求。

HT区内换填厚度不一致的区域，采用不大于1∶8的坡比顺接；HT区与QH区搭接处换填深度相差较大时，采用1∶2台阶搭接，台阶宽度不小于1 m，以减少搭接处不均匀沉降。

4.3 不停航施工注意事项

管线保护。改扩建机场常常存在地下管线多、现存资料不全的情况，在土方开挖过程中注意避让地下管线。

防止跑道入侵。飞行区内道槽区地基处理施工前，应在距跑道中线75 m处设置1.5 m高的临时围栏，围栏上方设置红色恒定警示灯，同步设置安全警示牌，防止人员、车辆在机场运营期间侵入跑道。

机械限高和扬尘治理。飞行区内施工时，在保证施工质量的同时，要做好机械限高管理和扬尘治理工作。松散堆积料用密目网覆盖；同时在航班密集时段和重点区域加强洒水降尘工作。

航后区域施工期间，要求开挖的沟槽及时复原，选择合适的适航恢复方案。当天开挖的道槽区地基处理完毕后，分层碾压、回填风化料至土基顶，交接位置采用风化料在道槽区接坡。

5 实施效果

采用优化后的换填、低能级强夯处理方案及一系列策划和保障措施，处理后地基的各项检测指标均符合设计规范的要求。同时，在上述地基处理施工过程中，我单位未发生挖断管线、跑道入侵、不满足适航条件等影响机场运行的事件，多次受到建设单位、监管单位的表扬。

6 结语

本文所述换填、低能级强夯处理方案及一系列保障措施，既能保证机场不均匀软基处理效果，又能保障机场运营安全，对其他机场类似改扩建工程具有借鉴意义。