何樹憲　趙廣民

摘要：通過上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)商飛配套四跑道工程淺層加固處理試驗(yàn)工程的工程實(shí)踐，探究“堆載預(yù)壓+高真空降水+沖擊碾壓”工藝在浦東吹砂灘地軟土地基處理的適用性及工藝效果分析，為浦東機(jī)場(chǎng)后續(xù)擴(kuò)建工程大面積地基處理提供了可行的施工工藝。

關(guān)鍵詞：堆載預(yù)壓；真空降水；沖擊碾壓；效果分析

中圖分類號(hào)：U655.54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-7973（2016）03-0050-02

上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)頻臨東海，其地貌類型為河口、砂嘴、砂島相地貌類型。為滿足機(jī)場(chǎng)不斷擴(kuò)建需求，機(jī)場(chǎng)大部分?jǐn)M建四、五跑道區(qū)域?yàn)樾陆鼑恐列纬傻拇瞪盀┑?，土質(zhì)松散，而淺部層組受沉積環(huán)境影響，粘性土和粉性土呈層狀交叉分布，土質(zhì)也不均勻，土性較差，具有嚴(yán)重液化現(xiàn)象。對(duì)此，在浦東機(jī)場(chǎng)商飛配套四跑道工程淺層加固處理試驗(yàn)工程中采用“堆載預(yù)壓+高真空降水+墊層+沖擊碾壓”法對(duì)浦東機(jī)場(chǎng)吹砂軟土地基進(jìn)行加固處理，用以驗(yàn)證該地基處理工藝的場(chǎng)地適應(yīng)性及地基處理效果。

1施工工藝流程

堆載預(yù)壓（6個(gè)月）→卸載→施工前勘察與檢測(cè)→真空降水與排水→鋪設(shè)墊層材料→致密土層（沖擊碾壓）→碾壓找平→效果檢測(cè)與評(píng)價(jià)

1.1堆載預(yù)壓

堆載預(yù)壓范圍為堆載體坡頂線圈定的范圍，其邊線為道肩邊線外延20m。在堆載區(qū)坡腳外5.0m位置周邊開挖排水溝，堆載體按超載50%進(jìn)行設(shè)計(jì)，試驗(yàn)工程堆載標(biāo)高為9.5m，堆載時(shí)間為6個(gè)月。

堆載體圍堰擬采用土工布袋裝砂土圍堤，并在堆腳打設(shè)木樁進(jìn)行固定，土料采用吹填砂土，采用挖機(jī)配合土方車運(yùn)至砂至堆載區(qū)，采用推土機(jī)進(jìn)行平整。填筑采用分層填筑，分層厚度按1.0m控制；相鄰施工段的高差不超過2個(gè)層厚。土工布采用175g/m2的防老化土工布。圍堤坡度按1：1.5控制。具體平面示意圖如下：

1.2高真空降水

（1）平面布置。高真空泵與井管的聯(lián)接呈相互獨(dú)立工作形式：施工區(qū)域的深層管、淺層管各自形成若干回路，外圍深層管、淺層管各為一個(gè)回路。深層管長(zhǎng)度8m，采用38～55mm的鋼管，淺層管長(zhǎng)度4.5m，采用40PVC-U飲用水管材或鋼管；濾管設(shè)在井點(diǎn)管下端，其長(zhǎng)度為0.7～1.0m，在管壁上鉆12～18mm的小孔呈梅花形布置。在距處理邊界5.0m位置設(shè)置外圍排水溝，通過集水井采用水泵強(qiáng)排。

（2）真空度控制在-0.08～-0.1Mpa間。

（3）降水時(shí)間及控制標(biāo)準(zhǔn)：首次高真空降水時(shí)間為7～10天，有軟土?xí)r可增設(shè)孔點(diǎn)或高真空排水時(shí)間可適當(dāng)延長(zhǎng)。

1.3墊層攤鋪

墊層材料采用山皮石，山皮石最大粒徑應(yīng)不大于20cm，山皮石（粒徑2～20cm）的質(zhì)量大于總質(zhì)量的50%，含泥量10～30%，不均勻系數(shù)Cu≥5，曲率系數(shù)Cc=1～3，總厚度為50cm。

山皮石采用推土機(jī)攤鋪，人工配合。攤鋪時(shí)大塊石頭的大面朝下，粗集料不能集中。在小塊集中區(qū)可由人工加鋪部分細(xì)料，攤鋪完畢先采用14噸壓路機(jī)進(jìn)行靜力碾壓2遍，測(cè)量墊層標(biāo)高。根據(jù)試施工確定的虛鋪厚度，充足填料，保證沖碾作業(yè)完成后，墊層資料厚度不小于設(shè)計(jì)值。

1.4沖擊碾壓

（1）碾壓遍數(shù)為20遍，分次碾壓，能量由低到高；

（2）控制每次碾壓的遍數(shù)和間歇時(shí)間，根據(jù)超靜孔隙水壓力消散70%的時(shí)間或兩次間歇7天時(shí)間進(jìn)行控制。

（3）沖擊碾壓過程中不應(yīng)發(fā)生“彈簧”現(xiàn)象；

（4）及時(shí)排除場(chǎng)地內(nèi)的積水，如地下水位和土層含水量高而影響施工，則應(yīng)采取切實(shí)可行的降排水措施。

（5）每次碾壓施工結(jié)束時(shí)，按10x10m方格網(wǎng)測(cè)量推平后的地面高程。

（6）每次碾壓施工結(jié)束一定時(shí)間后，應(yīng)對(duì)碾壓的效果進(jìn)行檢測(cè)。

（7）沖擊碾壓試驗(yàn)區(qū)的沖碾設(shè)備采用“藍(lán)派（LandPac）”沖擊壓實(shí)機(jī)械，型號(hào)為L(zhǎng)icp-3型（三邊）和Licp-5型（五邊）。

2工藝效果分析

在淺層加固處理試驗(yàn)工程施工期間，我部進(jìn)行了同步的檢驗(yàn)和觀測(cè)，主要有水位沉降觀測(cè)、含水率檢測(cè)、孔隙水壓力觀測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)貫入度、靜力觸探以及地基反應(yīng)模量等實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)對(duì)取得的數(shù)據(jù)成果分析如下：

2.1地下水位觀測(cè)數(shù)據(jù)分析

水位沉降情況如表2所示：

據(jù)統(tǒng)計(jì)水位變化表顯示的情況，在進(jìn)行降水施工時(shí)的水位變化曲線為折線，受降雨天氣的影響出現(xiàn)了局部的反彈，如：6月20日為雨天，七個(gè)水位孔的水位分別在地表下1.78、2.35、0.78、1.29、2.19、2.29、2.13m深度，6月21日為晴天，七個(gè)水位孔的水位則反彈到地表下2.53、2.98、1.65、1.51、2.88、3.01、2.60的深度，平均反彈了0.4-0.5m，但隨著降水時(shí)間的延長(zhǎng)，水位整體變化趨勢(shì)為均勻下降。

2.2土體含水率數(shù)據(jù)分析

土壤的含水率是判斷真空降水完成的最終指標(biāo)，通過小螺鉆數(shù)據(jù)顯示，原狀土3m內(nèi)深度土壤含水率平均在40.9%，3-4m內(nèi)深度土壤含水率平均在42.3%。

真空降水完畢后，降水取得了明顯效果，3m內(nèi)深度土壤含水率由降水前的40.9%，下降到27%；3-4m內(nèi)深度土壤含水率也由降水前的42.3%，下降到27.8%，詳見表3。

2.3沖碾過程中孔隙水壓力數(shù)據(jù)分析

孔隙水壓力按照淺層地基處理影響深度布置在1m、2m、3m的位置進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)觀測(cè)時(shí)孔隙水壓力數(shù)據(jù)顯示：一次沖碾完畢7h后，孔隙水壓力消散達(dá)94%；二次沖碾7h后，孔隙水壓力消散達(dá)100%。

2.4地基處理檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

通過一系列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：（墊層以下3m范圍內(nèi)）標(biāo)貫擊數(shù)當(dāng)量平均7.8擊；（墊層以下3m范圍內(nèi)）比貫入阻力當(dāng)量值平均3.75Mpa，道面區(qū)地基反應(yīng)模量平均K=64MN/m3；道肩區(qū)地基反應(yīng)模量平均K=50MN/m3，地基處理成效的相關(guān)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求。

3結(jié)論

針對(duì)浦東機(jī)場(chǎng)不均勻土質(zhì)、土性較差的吹砂灘地現(xiàn)狀，“堆載預(yù)壓+高真空降水+墊層+沖擊碾壓”法地基處理效果顯著，能完全解決淺部較松散土層的不均勻、低強(qiáng)度和液化問題，使地表一定范圍內(nèi)土層的強(qiáng)度得到了有效提高，形成一定厚度的硬殼層，增強(qiáng)整體變形協(xié)調(diào)性，滿足道面結(jié)構(gòu)對(duì)地基強(qiáng)度的要求。為今后浦東機(jī)場(chǎng)四跑道、五跑道等項(xiàng)目改造大面積地基處理提供了較好的技術(shù)參考。