西南地区超高填方施工方案选择与试验性施工

王东杰

(山西机械化建设集团公司，山西太原 030009)

1 工程概况

铜仁凤凰机场位于贵州省铜仁地区松桃县和湖南省湘西自治州凤凰县的交界处，场区地形位于云贵高原东缘斜坡地域，武陵山剥蚀低山丘陵地段，场地地势西南高，东北低。扩建的北端跑道地势较低，最大填方高度近50 m。根据钻探揭示，场地上覆土层有耕植土、素填土、淤泥质土、红粘土;下伏基岩为白云岩，地层为寒武系中上统娄山关组。本文通过各种不同施工工艺、施工方法及相应的质量控制指标进行对比，探索出最佳施工工艺参数和相应的质量控制标准，为整个场区地基处理和土方填筑施工提供可靠的依据。

2 试验处理指标要求及施工方案选择

2.1 物理指标要求

土石方密实度和固体体积率要求见表1。

2.2 地基处理及土石方填筑方案选择

针对本工程地质问题，根据不同工程部位的处理指标得出以下处理方案:1)鱼塘淤泥质土:道槽区、边坡区采用置换，土面区采用抛石碾压。2)素填土:道槽区、土面区采用碾压。3)地下岩溶:道槽区、边坡区采用开挖回填或灌浆。4)土石方填料:道槽区、边坡区采用强夯或碾压，土面区采用碾压。5)地下水:道槽区、边坡区、土面区采用设置盲沟疏排。6)边坡坡面冲刷:边坡区采用坡面防护。

表1 土石方密实度和固体体积率要求

3 试验段施工方案

3.1 试验段研究的任务和目的

1)通过振动碾压、冲击碾压、强夯试验对原地面和填筑体进行处理，从技术上、经济上、工效上综合评价所选方案对本机场的适宜性。2)通过地基处理方案不同参数下的试验效果，比选确定一个最佳的参数:a.确定振动碾压的虚铺厚度、激振力、碾压遍数、行走速度;b.确定冲击碾压的虚铺厚度、冲击势能、碾压遍数、冲击速度;c.确定强夯的虚铺厚度、夯击能量、夯点布置、单点击数。3)采用压实度、固体体积率、施工参数控制、孔隙率、压实干容重、波速、压实沉降差联合控制粗、巨粒土的密实质量，并通过载荷试验和动力触探反映的密实填体的物理力学特征，建立上述质量指标的力学对应关系，最后建立一套适用于本机场的填体密实质量检测体系。

3.2 试验段分区及试验内容

1)试验段的主要内容包括:原地面振动碾压试验、原地面冲击碾压试验、填筑体振动碾压试验、填筑体冲击碾压试验、填筑体强夯试验。2)原地面试验分区。根据试验段不同的试验内容，将试验段原地面试验区分为A区、B区、C区，填筑体试验分为TA区、TB区和TC区，各区又根据技术参数和处理对象的不同分为若干亚区(见表2)。3)填筑体试验分区。根据填筑体试验内容的不同，将填筑体试验区分为TA区、TB区、TC区三个区。各区又根据技术参数和处理对象的不同分为若干亚区(见表3)。

表2 原地面试验分区情况表

表3 填筑体试验分区情况表

3.3 试验段施工技术参数

1)原地面试验技术参数。试验区A区:碾压方法采用振动碾压，施工机具采用50 t激振力压路机，走速不大于3 km/h，碾压遍数为4，6，8，10遍。试验区B区:碾压方法采用冲击碾压，施工机具采用25 kJ三边压路机，走速不小于12 km/h，碾压遍数为10，15，20，25遍。试验选用三边冲击轮。原地面冲击压路机的基本型号为25 kJ。振动碾压在4遍～10遍之间，冲击碾压在10遍～25遍之间，不同土石料压实度可控制到90～96，碾压遍数应以实际检测结果为主。

2)原地面强夯参数。试验区C1区:单击夯能2 000 kN·m，第一遍点夯夯点间距4 m，单点击数10击～14击，第二遍点夯夯点间距4 m，单点击数8击～10击，垫层厚度1.5 m，夯点正方形布置。满夯为800 kN·m，d/4搭接3击～5击。试验区C2区:单击夯能3 000 kN·m，第一遍点夯夯点间距4.5 m，单点击数10击～14击，第二遍点夯夯点间距4.5 m，单点击数8击～10击，垫层厚度2.0 m，夯点正方形布置。满夯为800 kN·m，d/4搭接3击～5击。说明:根据经验暂定垫层厚度分别为1.5 m和2 m，实际可以根据现场情况调整。因满夯效率较低，因此考虑在点夯后，可划出一定区域，用冲击碾压代替满夯，通过检测效果进行对比。实际应按照最后两击平均夯沉量不超过5 cm来控制。

3)填筑体试验技术参数见表4，表5。

表4 填筑碾压参数

说明:填筑体振动碾压按照填料不同进行，TA1区进行石料碾压，TA2区进行土料碾压，虚铺厚度从0.4 m开始试验。冲击碾压可按照填料不同进行碾压试验，即每种冲击能级下土料、石料各进行一层试验。

表5 填筑体强夯参数

说明:满夯因效率较低，因此考虑在点夯后，可划出一定区域，用冲击碾压代替满夯，通过检测效果进行对比。实际应按照最后两击平均夯沉量不超过5 cm来控制。填筑体强夯进行两层，一层为纯石料，一层为土石混合料。

3.4 试验段检测方案

1)原地面土及填料的物理力学特性试验。原地面土试验项目为重型击实试验和天然含水量。填筑体填土料试验项目为重击实试验、天然含水量、天然密度及比重。填筑体填石料试验项目为颗粒分析、最大干密度、颗粒密度、块体干密度、表观密度和毛体积密度。2)原地面检测。振动碾压区检测项目为干密度(振压前、振压4，6，8，10 遍后)、表面沉降(振压前、振压 4，6，8，10 遍后)。冲击碾压区检测项目为干密度(冲压前、冲压10，15，20，25遍后)、表面沉降(冲压前、冲压10，15，20，25遍后)。原地面强夯检测项目为干密度、颗粒分析、固体体积率、动探试验、载荷试验、波速测试、地面平均夯沉量。3)填筑体检测。振动碾压区检测项目:干密度、表面沉降。冲击碾压区检测项目:干密度、颗粒分析、表面沉降、波速、载荷试验、动力触探、反应模量。填筑强夯检测项目:颗粒分析、干密度、表面沉降、单点夯沉量、载荷试验、波速、动力触探、反应模量。

4 试验施工安排要点

总体施工分两个阶段:第一阶段为原地面试验施工:先进行振动碾压，后进行冲击碾压和强夯作业施工，各区内按同向流水模式组织施工。第二阶段为填筑体试验施工:填筑体施工试验分区内应进行碾压施工后再进行强夯施工。振动碾压分层厚度为0.4 m，0.5 m，0.6 m，0.7 m，冲击碾压分层厚度为 0.8 m，0.9 m，1.0 m，1.1 m，施工中按进行振动碾两层后，冲击碾压一层的顺序施工。强夯分层厚度为4.0 m，4.5 m两层进行施工，施工人员应在振动碾压及冲击碾压施工达到强夯分层厚度后再进行强夯作业。

5 结语

分层碾压、分层强夯、冲击碾压这三种工艺是处理高填方常用的方法，在实际施工中应结合现场的实际地质情况，在大面积施工前进行实验性施工，以确定合理的工艺组合和施工参数，才能起到最佳的处理效果。

［1］ GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范［S］.

［2］ JGJ 79-2002，建筑地基基础处理技术规范［S］.

［3］ MH 5014-2002，民用机场飞行区土(石)方与道面基础施工技术规范［S］.

［4］ MH 5007-2000，民用机场飞行区工程竣工验收质量检验评定标准［S］.

［5］ DZ/T 0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范［S］.

［6］ 常士骠，张苏民.工程地质手册［M］.第4版.北京:中国建筑工业出版社，2007.

［7］ 某机场高填方试验段工程设计文件［Z］.