吳 敏

廣東省機場管理集團公司工程建設(shè)指揮部 廣東 廣州 510470

0 引言

我國各地區(qū)越來越多的地區(qū)開始建立機場，沿海地區(qū)的許多機場建設(shè)在軟土地基上。堆載預(yù)壓法在沿海機場軟土地基處理中廣泛應(yīng)用，上海虹橋機場采用堆載預(yù)壓法來處理淤泥質(zhì)土[1]，上海浦東機場采用堆載預(yù)壓處理四跑道西平滑軟土地基沉降問題[2]，南京某機場采用塑料排水板堆載預(yù)壓法處理淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土或軟粉質(zhì)粘土[3]。堆載預(yù)壓法在潮汕機場一期飛行區(qū)和航站樓的建設(shè)中有成功應(yīng)用的先例[4-5]。堆載預(yù)壓法插板前施工工序為：清表后原地面回填50cm 厚粉質(zhì)粘土找平，然后回填50cm厚砂墊層，接著進行插板施工。針對雨季施工條件下，清表后地表水過于豐富，墊層回填后無法在其上打設(shè)排水板的問題卻鮮有報道。土工布加筋墊層能夠保持砂墊層的整體性，減小沉降量[6]，土工格柵加筋墊層可約束地基的變形，提高地基的承載力[7]。本文以南方沿海某機場雨季施工條件下堆載預(yù)壓法處理軟土地基遇到的問題，探索在砂墊層中增加土工布和土工格柵加筋材料，為類似的雨季施工條件下加快地基處理施工進度提供一個新思路。

1 工程概況

我國南方沿海某城市有一座民用航空機場，原機場飛行區(qū)等級為4D，為滿足長距離運輸國際航班和日益增長的旅客量的發(fā)展，需對飛行區(qū)進行擴建，主要包括跑道和滑行道延長400米，站坪擴建新增19個機位，擴建后飛行區(qū)等級升級為4E。本次擴建需向外征地，機場位于沿海榕江流域中下游，周邊地表水系發(fā)達(dá)，主要有魚塘、農(nóng)田，還有一條河流經(jīng)過；地下廣泛分布著流塑狀的淤泥（層頂標(biāo)高-2.27～0.38m，厚度4.10～13.80m）、淤泥質(zhì)土（層頂標(biāo)高-8.61～0.31m，層厚4.30～12.70m）等軟土，這些軟土含水量高、壓縮性高、孔隙比大、靈敏度高、地基承載力低。根據(jù)已有沿海地區(qū)軟土地基機場處理經(jīng)驗，堆載預(yù)壓法在沿海處理軟地基土具有良好的效果，在本機場一期建設(shè)中也有成功的處理經(jīng)驗。因此本次機場擴建地基處理設(shè)計采取塑料排水板堆載預(yù)壓法。

2 施工中遇到的問題及解決方案提出

本工程5月底開工，施工單位進場后立即開始開展地基處理施工。正值南方雨水豐沛的季節(jié)，恰好這年又是厄爾尼諾現(xiàn)象，6-7月份連續(xù)罕見暴雨，每個月下20多天大雨。清表完成后，因地表水過多，回填50cm粉質(zhì)粘土與地表水結(jié)合，形成彈簧土，再回填50cm砂墊層上去，排水板機械一上去就陷入泥潭中，無法進行排水板打設(shè)。工程無法順利開展，導(dǎo)致剛開工就嚴(yán)重窩工。

為解決排水板機械能上砂墊層平穩(wěn)行走打設(shè)砂墊層的問題，加快施工進度，考慮到土工布和土工格柵加筋材料能增加地基約束力，提高地基承載力，提出取消50cm粉質(zhì)粘土找平層，增加砂墊層厚度，增加土工布或土工格柵，提出了四種解決方案如表1所示。

表1 提出的四種解決方案

3 方案現(xiàn)場試驗分析和經(jīng)濟性比選

根據(jù)提出的四種解決方案，現(xiàn)場分別選取長30m、寬30m的場地進行試驗段，因履帶式挖機便于行走，其重量與插板機相近，本次試驗以履帶式挖機能在墊層上平穩(wěn)行走為可行標(biāo)準(zhǔn)。

施工工藝：

準(zhǔn)備工作→施工放樣→鋪設(shè)土工布或土工格柵或不鋪設(shè)→自卸車運輸砂子→推土機整平→挖機行走。

施工中先將砂墊層按每種方案中最大的厚度鋪設(shè)，讓挖機上去行走，然后按每次用推土機推掉10cm砂墊層，減小10cm砂墊層厚度，以挖機能平穩(wěn)行走的最小厚度為每種方案的最終可行厚度。

根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果，最終四種方案的可行的最小厚度如表2所示。

表2 四種解決方案的最終可行結(jié)果

根據(jù)試驗結(jié)果可知：

（1）對比方案一和方案二，砂墊層底下只增加一層土工布，不能減少砂墊層的厚度；

（2）對比方案一和方案三，砂墊層底下只增加一層土工格柵，可以減少10cm砂墊層厚度；

（3）根據(jù)方案四，砂墊層底下同時增加一層土工布和土工格柵，可以減小20cm砂墊層厚度。

分析現(xiàn)場試驗結(jié)果，土工布的作用是將砂墊層和地表水隔離開，單獨和砂墊層使用在地表水不能增加砂墊層承載力；土工格柵因其自身有較好的物理力學(xué)性能，因此能起到增加砂墊層承載力，減小砂墊層厚度的作用；土工布和土工格柵一起使用在砂墊層底下，土工布能防止土工格柵陷入地表泥土中，能更加增強承載力，減小更多的砂墊層厚度。

原材料的投標(biāo)綜合單價為粉質(zhì)粘土30.18元/m3、中砂162.71元/m3、土工布8.37元/m2、土工格柵16.02元/m2。計算四種方案每平方米增加的造價結(jié)果如表3所示。

表3 四種方案分別增加的造價

對四種方案進行技術(shù)和經(jīng)濟比選，方案二造價相對過高；方案一和方案三填筑砂墊層底下無土工布隔離，插板機多次行走后容易造成擾動泥沙混合，不易計量且安全隱患大；方案四優(yōu)化施工工藝能促進結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且造價最低。最終選擇方案四：取消50cm粘土，鋪設(shè)一層土工格柵和一層土工布，砂墊層厚度由50cm增加到80cm，增加工程造價為58.11元/m2。

本工程最終采取了方案四進行實施，雨季施工條件下保證了工期和質(zhì)量。土方完成堆載后集水井中不斷有地下水匯集，需24小時連續(xù)抽水，表明砂墊層通道暢通，增加的土工布對保持砂墊層排水通道的連續(xù)性起了一定的作用。

4 結(jié)論

（1）取消50cm粘土，增加一層土工格柵和一層土工布，砂墊層厚度由50cm增加到80cm的變更方案，可以解決雨季施工條件下堆載預(yù)壓墊層回填后排水板無法打設(shè)的問題，且經(jīng)濟性最好，對以后類似的工程有很好的借鑒意義。

（2）砂墊層底增加土工布可以將砂墊層與地表水隔離，保持砂墊層排水通道的連續(xù)性作用。

（3）砂墊層底增加土工格柵能起到增加砂墊層承載力，減小砂墊層厚度的作用。

（4）砂墊層底同時增加一層土工布和一層土工格柵，土工布能防止土工格柵陷入地表泥土中，從而更加增強承載力，減小更多的砂墊層厚度。