李彥鵬

（中鐵一局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司，江蘇 無(wú)錫 214000）

1 工程概況

鄭州機(jī)場(chǎng)三期擴(kuò)建工程北貨運(yùn)區(qū)及飛行區(qū)配套工程貨站區(qū)土石方及地基處理工程?hào)|西向長(zhǎng)度約990m，南北向長(zhǎng)度約400m，原為民房和耕地，局部地形有起伏，地面標(biāo)高為134.29～141.65m，相對(duì)高差約7m，場(chǎng)地所屬地貌單元為黃河沖積平原。場(chǎng)地內(nèi)地下水位埋深在自然地面下7.40～14.30m，絕對(duì)標(biāo)高約為124.10～132.30m。場(chǎng)地地下水類(lèi)型屬潛水，主要受大氣降水補(bǔ)給，地下水位年變幅3.0m左右。該工程場(chǎng)地位于鄭州市新鄭市綜合保稅區(qū)三期場(chǎng)地內(nèi)，周邊緊鄰富士康、唯品會(huì)等廠房。場(chǎng)地距周邊建筑物最近處直線(xiàn)距離約50m。

2 地質(zhì)勘察情況及探坑開(kāi)挖驗(yàn)證

2.1 地質(zhì)勘察情況

在場(chǎng)地范圍內(nèi)，按巖土成因、巖性和力學(xué)特性劃分地層，自上到下分別如下。

第①層：雜填土（Q4ml）雜色，稍濕，松散。主要成分為粉土、粉細(xì)砂、碎石和磚塊等建筑垃圾等，含植物根系，均勻性差。層厚0.40～3.00m，平均厚度1.34m，層底標(biāo)高131.35～140.40m，平均標(biāo)高136.47m，層底埋深0.40～3.00m，平均埋深1.34m。

第①-1層：素填土（Q4ml）褐黃色，稍濕，松散。主要成分為粉土、粉細(xì)砂，可見(jiàn)碎磚屑、植物根系等。層厚0.40～3.20m，平均厚度0.79m，層底標(biāo)高132.55～140.22m，平均標(biāo)高136.59m，層底埋深0.40～5.60m，平均埋深0.83m。

第②層：粉土（Q4al）褐黃色或灰黃色，稍濕帶黏性，稍密或中密。含少量小姜石及蝸牛殼碎片，搖振反應(yīng)中等，干強(qiáng)度低，韌性低。該層稍有黏性，偶見(jiàn)小姜石。層厚0.50～5.60m，平均厚度1.92m，層底標(biāo)高129.77～139.00m，平均標(biāo)高135.46m，層底埋深0.50～6.80m，平均埋深2.86m[1]。

第③層：粉砂（Q4al+pl）褐黃色或黃褐色，稍濕，稍密或中密。主要成分為石英、長(zhǎng)石，云母次之，見(jiàn)少量暗色礦物。顆粒級(jí)配不良。層厚0.50～11.00m，平均厚度5.10m，層底標(biāo)高122.69～136.24m，平均標(biāo)高128.66m，層底埋深1.50～14.60m，平均埋深9.13m。

第③-1層：粉土（Q4al）黃褐色或褐黃色，稍濕或濕，稍密或中密，搖振反應(yīng)中等，干強(qiáng)度低，韌性低。有砂感，含灰色斑塊、白色鈣質(zhì)條紋，偶見(jiàn)蝸牛殼碎片、小姜石，局部夾薄層黃褐色可塑狀粉質(zhì)黏土。層厚0.50～9.00m，平均厚度2.89m，層底標(biāo)高123.87～135.37m，平均標(biāo)高130.33m，層底埋深1.40～13.70m，平均埋深7.21m[2]。

2.2 開(kāi)挖探坑驗(yàn)證

為確保地基處理后施工質(zhì)量，在施工現(xiàn)場(chǎng)采用挖掘機(jī)對(duì)雜填土分布區(qū)域進(jìn)行探坑開(kāi)挖驗(yàn)證，共計(jì)開(kāi)挖探坑39處，平均每處勘探開(kāi)挖深度3～5m，探挖驗(yàn)證結(jié)果雜填土分布與層厚與地勘情況大致相符，但雜填土區(qū)域內(nèi)土質(zhì)不均，個(gè)別區(qū)域含有大量生活垃圾、植物根系、大塊建筑垃圾等。1#探坑和14#探坑如圖1、圖2所示。

圖1 1#探坑

圖2 14#探坑

3 擬定施工方案

方案一：對(duì)場(chǎng)區(qū)內(nèi)所有雜填土、素填土及建筑垃圾進(jìn)行挖除，挖除的土方倒運(yùn)至運(yùn)距1km以?xún)?nèi)的飛行區(qū)場(chǎng)地內(nèi)，以便后期飛行區(qū)建設(shè)時(shí)高填方區(qū)域優(yōu)選利用。然后進(jìn)行分層碾壓回填。

方案二：對(duì)現(xiàn)狀雜填土區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)夯和沖擊碾壓處理后，進(jìn)行分層碾壓回填。

4 方案比選

4.1 施工工藝工法比選

方案一采用挖除換填，能將場(chǎng)內(nèi)約12萬(wàn)m3雜填土、建筑垃圾等全部清除，施工工藝簡(jiǎn)單，避免造成后期填土?xí)r的質(zhì)量隱患，能有效防止地基不均勻沉降等不良問(wèn)題發(fā)生。但處理效果較慢，分層回填工期較長(zhǎng)，需增加作業(yè)面提高施工效率[3]。

方案二采用強(qiáng)夯及沖擊碾壓處理，首先，對(duì)于場(chǎng)內(nèi)土質(zhì)較好區(qū)域，如夾雜建筑垃圾、少量生活垃圾等區(qū)域強(qiáng)夯和沖擊碾壓處理效果較好，處理速度快。但對(duì)于夾雜的大塊建筑垃圾及生活垃圾區(qū)域處理較困難，易造成處理后的地基個(gè)別區(qū)域不密實(shí)，且場(chǎng)地部分區(qū)域后期回填土高度較低，工后發(fā)生沉降大的風(fēng)險(xiǎn)較高[4]。其次，場(chǎng)內(nèi)土質(zhì)也是影響處理效果的一種因素，場(chǎng)內(nèi)土質(zhì)主要為雜填土、素填土、粉土、粉砂土等砂性土。該類(lèi)土質(zhì)顆粒較小，干強(qiáng)度低，韌性低，天然含水率低，施工時(shí)采用沖擊碾壓和強(qiáng)夯難度比粗粒土較大；且采用沖擊碾壓和強(qiáng)夯時(shí)因雜填土、素填土夾雜建筑垃圾和生活垃圾易造成與下部粉土土層分界面不能有效結(jié)合，進(jìn)而產(chǎn)生內(nèi)部滑移面；因土質(zhì)天然含水率較低，在沖碾和強(qiáng)夯過(guò)程中，表層土質(zhì)易松散，故施工時(shí)需撒大量的水，以此控制表層土體的穩(wěn)定性[5]。最后，由于強(qiáng)夯沖擊勢(shì)能大、沖擊壓路機(jī)行駛速度快及沖擊力大，對(duì)附近的構(gòu)造物、精密儀器儀表等會(huì)有一定的震動(dòng)與噪聲影響，場(chǎng)地周邊為既有富士康廠房和唯品會(huì)等生產(chǎn)制造企業(yè)，主要生產(chǎn)手機(jī)等電子設(shè)備，精密儀器較多，施工時(shí)對(duì)精密儀器影響較大。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益比選

結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況，根據(jù)方案一和方案二的不同處理方式，取初步設(shè)計(jì)估算的工程量，套用市政工程施工定額以及材料信息價(jià)估算各個(gè)方案費(fèi)用如表1所示。

表1 方案一、方案二費(fèi)用估算表

經(jīng)上述方案一和方案二費(fèi)用估算對(duì)比分析，方案一較方案二節(jié)省約268.58萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)上可行。

5 施工方案選定與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

綜上所述，擬選定方案一為實(shí)施方案，并在現(xiàn)場(chǎng)選取有代表性區(qū)域進(jìn)行了回填碾壓試驗(yàn)段，試驗(yàn)段長(zhǎng)220m，寬150m，面積為33000m2，區(qū)域原地面平均標(biāo)高135.50m，計(jì)劃填土標(biāo)高138.00m，實(shí)際填土標(biāo)高至137.80m。

試驗(yàn)段施工日期為2020年4月24日至2020年5月25日，施工時(shí)間總長(zhǎng)32d。規(guī)劃9個(gè)小區(qū)域進(jìn)行流水作業(yè)?？偨Y(jié)出試驗(yàn)段主要施工工藝流程如下：（1）土源地取土樣送檢，土質(zhì)為粉砂土，取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)最大干密度為1.82g/cm3，最佳含水率為11.7%；（2）清理表層素填土（0～0.5m厚）至下部粉土層；（3）原地面整平碾壓；（4）平整后地面進(jìn)行6m×6m方格網(wǎng)撒白線(xiàn)，每個(gè)格子里面倒一車(chē)土（20m3），理論虛鋪厚度為0.55m；（5）推土機(jī)推平，并灑水；（6）壓路機(jī)靜壓第一遍，平地機(jī)刮平?？刂茐郝窓C(jī)速度為0.4～0.7m/s；（7）振動(dòng)碾壓第2～4遍，灑水；壓路機(jī)速度控制在0.8～1.1m/s；（8）振動(dòng)碾壓第5～6遍，測(cè)壓實(shí)度；壓路機(jī)速度控制在0.8～1.1m/s；（9）壓實(shí)度合格后靜壓收光；（10）邊坡修整。

總結(jié)試驗(yàn)段第一層實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。通過(guò)上述施工流程和試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，最終測(cè)得各層各區(qū)域壓實(shí)系數(shù)大于94%和地基承載力大于130kPa，符合相關(guān)要求，進(jìn)一步驗(yàn)證了方案一可行性。

表2 試驗(yàn)段第一層試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)

6 結(jié)束語(yǔ)

綜合分析，在機(jī)場(chǎng)三期北貨運(yùn)站地基處理工程施工范圍內(nèi)，采用雜填土挖除換填方案從施工工法和經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)說(shuō)是可行的，后期施工期間應(yīng)注意加強(qiáng)填土壓實(shí)施工質(zhì)量控制，特別是分區(qū)域施工銜接處的施工質(zhì)量。