閆興寶

（民航機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司西北分公司，陜西西安710000）

0 前言

隨著我國(guó)民航事業(yè)的發(fā)展，機(jī)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目逐漸增多，特別是對(duì)于相對(duì)偏遠(yuǎn)的地區(qū)，機(jī)場(chǎng)的重要性尤為突出，為了形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的運(yùn)輸模式，加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目成為首選。但在項(xiàng)目具體實(shí)施過(guò)程中往往遇到較多的砂土地層，地基承載力相對(duì)較弱及部分存在液化的可能，需進(jìn)行地基處理之后方能作為機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的土基使用，本文就砂土地區(qū)的地基處理進(jìn)行分析，給出合理的處理方案，對(duì)后續(xù)類似工程提供參考。

1 砂土主要的工程危害

砂土在工程中的危害主要表現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：①存在液化的可能性；②地基承載力不足，一般不能滿足機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)要求，地基承載力特征值一般介于90～120kPa，相對(duì)較低。對(duì)于砂土液化，主要從以下幾個(gè)方面判別地基是否存在液化：

（1）建設(shè)場(chǎng)地地面噴水冒砂，導(dǎo)致上部構(gòu)筑物發(fā)生了相對(duì)較大的沉陷現(xiàn)象或明顯的傾斜，某些原埋藏于土中的構(gòu)筑物上浮（基礎(chǔ)、柱等），或者地面標(biāo)高存在明顯的變形[1]。

（2）靠近海邊或者河邊等稍微傾斜的部分發(fā)生大規(guī)模的滑動(dòng)，滑動(dòng)距離有數(shù)米甚至更遠(yuǎn)；或者有明顯的側(cè)向移動(dòng)的痕跡，并在岸坡后面產(chǎn)生沿岸大裂縫或大量縱橫交錯(cuò)的裂縫[1]。

（3）震后通過(guò)取土樣發(fā)現(xiàn)，原來(lái)有明顯層理的土，震后層理紊亂，同一地點(diǎn)的相鄰觸探曲線不相重合，差異變得非常顯著[1]。

通過(guò)上述的介紹，可以看出砂土液化會(huì)導(dǎo)致地基承載力瞬間失效，給建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)不可想象的后果，甚至是毀滅性的。所以對(duì)于砂土地基液化及承載力不足的現(xiàn)象，應(yīng)高度重視，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)及施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范中的要求進(jìn)行，確保地基處理效果滿足實(shí)際使用需求。

2 砂土危害的處理原則

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)遇到砂土液化的情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基處理后方可作為持力層，當(dāng)液化土層較平坦均勻時(shí)，可按照表1[1]所列舉的情況進(jìn)行地基抗液化措施。

表1 抗液化措施

砂土液化情況會(huì)給施工現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)較大的危害，比如建筑物發(fā)生較大沉降、傾斜及地面發(fā)生不同程度的變形等，因此對(duì)照實(shí)際情況，采取相對(duì)應(yīng)的抗液化措施，對(duì)砂土的液化情況進(jìn)行改善較為重要；一般來(lái)講，采取地基處理措施改善砂土液化的同時(shí)，砂土的密實(shí)度增加或形成復(fù)合地基，即對(duì)地基承載能力也進(jìn)行改善提高，可解決砂土地區(qū)常見(jiàn)的問(wèn)題。

3 砂土地區(qū)常用的地基處理方法

目前機(jī)場(chǎng)工程對(duì)于砂土地區(qū)的地基處理方法主要有：強(qiáng)夯法、旋噴樁、振沖樁等處理方法。

強(qiáng)夯法：強(qiáng)夯法加固效果相對(duì)明顯，工期相對(duì)較短，且費(fèi)用較低。但強(qiáng)夯法施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的震動(dòng)和噪聲，對(duì)鄰近建筑物產(chǎn)生振動(dòng)影響，因此對(duì)于擬建區(qū)域存在現(xiàn)建筑物的，特別是改擴(kuò)建項(xiàng)目，其應(yīng)用范圍較為受限，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取減震溝等有效減震方式進(jìn)行處理。

旋噴樁：該方法邊噴射邊提升，有效避免了塌孔和縮頸的現(xiàn)象，一般成樁質(zhì)量較好；施工過(guò)程中振動(dòng)和噪聲較小。但由于施工工藝控制和施工機(jī)具要求較高，造價(jià)相對(duì)較高，對(duì)于機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目飛行區(qū)地基處理，對(duì)地基承載力要求相比于建筑地基相對(duì)較低，不建議采用。

振沖法：該方法目的是利用振沖器的振動(dòng)力和水的沖力，使原地基的松散砂層受到振動(dòng)后擠密，破壞原結(jié)構(gòu)，從而改變地基土的強(qiáng)度和均勻性，使原本松散的砂土變得更加密實(shí)，從而有效提高地基承載力和密實(shí)度[2]。

該方法主要適用于砂類土，對(duì)于0.005mm黏粒含量不超過(guò)不超過(guò)10%擠密效果較好；如果黏粒含量大于30%[2]，則擠密效果不理想。故對(duì)于這種黏粒含量較大的砂土層，可采用振沖置換法進(jìn)行處理，即有填料的振沖擠密法，效果相對(duì)較佳。

綜上所述，各種地基處理方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，適用范圍也有所不同。強(qiáng)夯法根據(jù)其夯擊能確定影響深度，一般適用于砂土厚度不大的地區(qū)（一般適應(yīng)于砂土厚度3m以內(nèi)），對(duì)施工振動(dòng)及噪聲要求小的工程，主要適用于濕陷性黃土。旋噴樁法對(duì)地基承載力要求較高的工程中，對(duì)于機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)場(chǎng)地附加荷載相對(duì)較小，應(yīng)用于飛行區(qū)場(chǎng)道工程造價(jià)較高，性價(jià)比較差。振沖樁屬于柔性復(fù)核地基，承載力提高有限，且對(duì)消除砂土液化效果明顯，且處理后地基承載力滿足飛行區(qū)要求，從處理方法的經(jīng)濟(jì)性、施工難度、施工工期等因素綜合考慮，建議對(duì)于砂土地區(qū)地基承載力不足或存在液化的可能的地層采用振沖法進(jìn)行處理較為合理。

4 某機(jī)場(chǎng)振沖法處理案例分析

該機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建區(qū)域內(nèi)，地層主要為細(xì)砂，地基承載力不足120kPa，無(wú)法滿足使用要求，其主要地層情況由上至下依次為：①層素填土（Qml）：主要為細(xì)砂，褐黃色，長(zhǎng)石～石英質(zhì)，均粒結(jié)構(gòu)，中等偏低壓縮性，稍濕～濕，松散～稍密。該層僅分布于填方區(qū)，是由場(chǎng)地整平推填而成，層厚0.5～9.6m，層底標(biāo)高868.72～882.48m；②層細(xì)砂（Q4eol）：褐黃色，長(zhǎng)石～石英質(zhì)，均粒結(jié)構(gòu)，中等偏低壓縮性，濕～飽和，稍密～中密。層厚1.5～20.5m，層底標(biāo)高861.30～879.37m。

該機(jī)場(chǎng)地層主要為細(xì)砂，地基承載力較弱，采用振沖法進(jìn)行處理；振沖樁樁徑為0.6m，樁位排布為三角形，樁間距為1.3m，樁排距為1.1m，挖方區(qū)樁長(zhǎng)為5.5m，填方區(qū)樁長(zhǎng)必須穿透填土層底面至少2m，并不小于5.5m。振沖后振沉量為0.3m，挖除虛樁頭厚度為1m。

具體地基處理工序：

（1）清除場(chǎng)區(qū)表層樹根、雜草及其他有機(jī)物質(zhì)。

（2）按照振沖起始標(biāo)高開挖或回填土方，回填土方壓實(shí)度不小于0.90，并整平基坑。（3）基坑底面若有未填密實(shí)的砂坑、洞穴，應(yīng)重新處理。

按照由外向內(nèi)的順序逐一成樁，并在每三樁幾何中心處進(jìn)行掃樁，掃樁深度不小于1.5m。

振沖擠密法施工完畢后，道槽區(qū)挖除表層1m厚虛樁頭至槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高下1.0m深度處，表面碾壓后，再回填碾壓0.6m厚場(chǎng)地原砂（壓實(shí)度不小于0.96），其頂面標(biāo)高為槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高下0.3m。

為了提高地基土的均勻性，減少場(chǎng)道地基的不均勻變形，在處理后的道槽土基頂面鋪設(shè)一層0.3m厚天然級(jí)配砂礫土（含3%的石灰）墊層，壓實(shí)度不低于0.98。砂礫土墊層的頂面標(biāo)高為槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高。對(duì)于振沖地基處理后的檢測(cè)，建議按照標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)可對(duì)處理后的地基采用載荷試驗(yàn)檢測(cè)地基的容許承載力，以確保地基處理效果滿足要求。

通過(guò)對(duì)該機(jī)場(chǎng)采取振沖擠密樁施工后，具體完工后實(shí)際數(shù)據(jù)及相應(yīng)指標(biāo)見(jiàn)表2及表3。

表2 粉細(xì)砂地基處理后技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)匯總

表3 某機(jī)場(chǎng)細(xì)砂地基處理后實(shí)際標(biāo)貫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)值

從上述數(shù)據(jù)可以看出，該機(jī)場(chǎng)采用振沖法處理地基后，從地基承載力特征值、壓縮模量及標(biāo)貫擊數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值等主要數(shù)據(jù)分析，地基承載力明顯提高，均滿足機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)及使用要求，可見(jiàn)振沖法施工在砂土地區(qū)的應(yīng)用有一定的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目中遇到砂土地層時(shí)，應(yīng)采取合理的地基處理方案進(jìn)行處理，以確保滿足機(jī)場(chǎng)的使用要求。本文通過(guò)對(duì)砂土的危害及處理原則進(jìn)行理論分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的檢測(cè)結(jié)果，最終得出結(jié)論：從處理方法的經(jīng)濟(jì)性、施工難度、施工工期等因素綜合考慮，建議對(duì)于砂土地區(qū)，地基承載力不足或存在液化的可能的地層，采用振沖法進(jìn)行處理。