姚運(yùn)軍,李 寧
(中鐵北京工程局集團(tuán)有限公司機(jī)場(chǎng)工程分公司,北京 102308)
(1)隱伏溶洞施工工藝原理。采取墊層強(qiáng)夯法處理隱伏溶洞,確保原地基中隱伏溶洞能夠壓實(shí),為后續(xù)的高填方施工提供基礎(chǔ)支撐。
(2)土石方高填方施工工藝原理。從底層開(kāi)始對(duì)高填方各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制,通過(guò)對(duì)不同因素影響下高填方施工質(zhì)量的觀測(cè),對(duì)比分析,總結(jié)出一套最適宜用于溶洞丘陵地貌土石方高填方施工的方法。
(1)施工放樣。將圖紙上隱伏溶洞位置在施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)出來(lái)并設(shè)置好施工區(qū)域,放樣后與地勘單位人員核對(duì)溶洞位置,確認(rèn)無(wú)誤后方可開(kāi)始施工。
(2)一般條件。施工現(xiàn)場(chǎng)具備以下條件后,可開(kāi)始進(jìn)行溶洞地基處理施工:溶洞周?chē)孛娴乇?,植被、耕植土等已處理完畢;填筑材料檢測(cè)完成,確保符合設(shè)計(jì)要求。
(3)鋪設(shè)墊層。由于直接在溶洞洞上方進(jìn)行強(qiáng)夯會(huì)破壞溶洞原有持力結(jié)構(gòu),因此在設(shè)置好的溶洞施工區(qū)域上方鋪設(shè)強(qiáng)夯墊層;強(qiáng)夯時(shí),沖擊能量最大部分直接作用于強(qiáng)夯墊層上,向下傳遞逐漸減小。
在溶洞強(qiáng)夯區(qū)域內(nèi)布置夯點(diǎn),夯點(diǎn)的間距為4.5m,正方形布置,2遍點(diǎn)夯+1遍滿夯,第一遍點(diǎn)夯與第二遍點(diǎn)夯的夯點(diǎn)呈梅花形交錯(cuò)布置,如圖1所示。
圖1 夯點(diǎn)平面布置示意圖(單位:m)
為保證兩遍點(diǎn)夯區(qū)域頂層均勻密實(shí),在兩遍點(diǎn)夯后將場(chǎng)地推平,再進(jìn)行一次滿夯。滿夯采用1000kN·m能級(jí),夯點(diǎn)之間d/4搭接,d為夯錘直徑,夯擊次數(shù)為3次。
點(diǎn)夯及滿夯完成后進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)工作,按照設(shè)計(jì)要求,經(jīng)強(qiáng)夯處理后,溶洞墊層地基承載力特征值不小于180kPa,強(qiáng)夯墊層固體體積率不小于78%。
溶洞地基處理試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示,夯擊能為2000kN·m時(shí),地基承載力有一項(xiàng)不合格;夯機(jī)能為3000kN·m時(shí),所有檢測(cè)數(shù)據(jù)均合格;夯擊能為4000kN·m時(shí),所有檢測(cè)數(shù)據(jù)均合格,但檢測(cè)值超過(guò)設(shè)計(jì)要求較多。從經(jīng)濟(jì)合理及節(jié)能減排角度考慮,在滿足設(shè)計(jì)要求指標(biāo)時(shí)應(yīng)選用能級(jí)較小的工藝進(jìn)行施工。
表1 溶洞地基處理試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)表
(1)填筑分區(qū)。進(jìn)行區(qū)域施工放樣,根據(jù)不同區(qū)域填筑質(zhì)量要求不同,主要分為飛行區(qū)道面影響區(qū)、升降帶土面區(qū)、其他土面區(qū)、填方邊坡穩(wěn)定影響區(qū)、航站區(qū)、工作區(qū)道路區(qū)、工作區(qū)建筑區(qū)。
(2)地表清理。區(qū)域內(nèi)有溶洞地基處理的,必須完成地基驗(yàn)收,之后方可開(kāi)始土石方填筑施工;填筑之前清除植物、土,同時(shí)清除填方區(qū)零星分布的生活垃圾、工業(yè)垃圾。
(3)原地面碾壓。原地面清表后,上部第一層填筑采用碾壓工藝時(shí),對(duì)清表后地面進(jìn)行碾壓。
(4)填料檢測(cè)。填筑材料檢測(cè)完成,確保符合設(shè)計(jì)要求;填料根據(jù)場(chǎng)地分區(qū)及填筑豎向部位確定。
(5)填挖交界面處理。填挖交界面做開(kāi)挖臺(tái)階處理。
填筑過(guò)程中需要注意采用堆填法分層填筑,虛鋪4.0m,分成3層進(jìn)行填筑,每層約1.3m,填筑的土石方粒徑不得大于0.8m。
強(qiáng)夯施工,夯點(diǎn)布置形式為正方形(4m×4m),每一填筑層進(jìn)行1遍點(diǎn)夯,根據(jù)不同填筑分區(qū)選取1遍點(diǎn)夯的夯擊數(shù)。強(qiáng)夯施工工藝參數(shù)如表2所示。
表2 強(qiáng)夯施工工藝參數(shù) 單位:%
最上一層強(qiáng)夯填筑層夯坑推平后,對(duì)強(qiáng)夯區(qū)域進(jìn)行滿夯,滿夯單擊夯擊能1000kN·m,夯點(diǎn)布置形式為d/4搭接(d為夯錘直徑),夯擊數(shù)3擊。
土石方高填方施工同一層填筑體之間的交接面是高填方填筑時(shí)的薄弱點(diǎn),各個(gè)作業(yè)面要相互溝通,搭接的作業(yè)面高程差不得大于4m。作業(yè)面搭接的范圍及工藝不得小于20m。和已有的工程交接處要在原地面上開(kāi)挖臺(tái)階,臺(tái)階的高度為1m,開(kāi)挖時(shí)臺(tái)階頂面應(yīng)向挖方側(cè)傾斜,臺(tái)階坡度為1∶8。
上下兩個(gè)強(qiáng)夯層施工時(shí),要保證上下兩層夯點(diǎn)按梅花形布置。
不同填料試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果如表3所示,通過(guò)對(duì)比分析可以看出,利用中風(fēng)化灰?guī)r填筑存在檢測(cè)不合格情況,需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)夯,直至合格,這會(huì)造成人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。對(duì)此,在土石方高填方施工過(guò)程中,應(yīng)優(yōu)先選用強(qiáng)風(fēng)化巖石,這樣更容易進(jìn)行壓實(shí),能夠減少成本及能源消耗。
表3 不同填料試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果
該工程為機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程,機(jī)場(chǎng)周邊屬于較敏感區(qū)域,不允許采用超高機(jī)械施工。
選定3塊區(qū)域采用相同的回填材料進(jìn)行填筑:若離機(jī)場(chǎng)運(yùn)行區(qū)較遠(yuǎn),可以選取超大機(jī)械施工的區(qū)域,采用強(qiáng)夯;對(duì)于離機(jī)場(chǎng)較近但滿足沖碾機(jī)械最短沖擊距離及速度的區(qū)域,采用沖擊碾壓工藝;對(duì)于離機(jī)場(chǎng)較近且不滿足沖碾機(jī)械施工的區(qū)域,采用振動(dòng)碾壓工藝。
如表4所示,通過(guò)檢測(cè)結(jié)果可以看出,3種壓實(shí)工藝均可達(dá)到設(shè)計(jì)要求,滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要。
表4 不同壓實(shí)工藝試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果
觀測(cè)區(qū)域內(nèi),填方高度為14~56m,表層沉降觀測(cè)歷時(shí)211d,累計(jì)沉降量介于-2.1~-75.7mm;最后一個(gè)月沉降速率介于0.00~0.11mm/d,倒數(shù)第二個(gè)月沉降速率介于0.00~0.11mm/d,倒數(shù)第三個(gè)月沉降速率介于0.00~0.50mm/d;工后剩余沉降量介于8.4~88mm,工后差異沉降介于0.0‰~1.3‰,根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定值,(跑道在設(shè)計(jì)使用年限30年內(nèi)的工后沉降、工后差異沉降不宜大于0.2m、1.0‰,滑行道在設(shè)計(jì)年限30年內(nèi)的工后沉降、工后差異沉降不宜大于0.3m、1.5‰),沉降預(yù)測(cè)推算工后沉降量與工后差異沉降均滿足設(shè)計(jì)要求。
通過(guò)對(duì)比分析,溶洞丘陵地貌高填方施工地基處理采用3000kN·m能級(jí)強(qiáng)夯處理,并采用強(qiáng)風(fēng)化巖石用于土石方高填方回填,既能保證工程質(zhì)量、節(jié)約成本,又保護(hù)了生態(tài)環(huán)境,取得了良好的環(huán)保效益和社會(huì)效益,應(yīng)在今后的施工中廣泛推廣使用。