松原机场高含水地基处理方案

田洪星

[摘要]通过工程实例，结合施工场地实际情况，分析场地的地基处理问题，并提出具体的设计施工方案。

[关键词]工程；高含水；地基；处理方案

松原机场地处严寒地带，道槽地区地下水位较高，并且由于地基较软需要进行换填处理，本文将采用三种不同的施工方案达到设计的要求。并且通过三种不同施工方案的效果对比，确定最有利于施工的方案，解决了高含水地基难处理的问题。

1试验段施工概况

新建松原查干湖民用机场位于前郭县外七草场，本地区依据场址地质报告，地下水位较高，在1.25～1.4m之间，夏季由于地表草地的截留呈现出“涝洼地”现象。结合现场调研，防吹坪试验段地下水位高度为1m，地质土层结构如下。①层耕表土：灰黑色，稍湿一湿，含植物根系及有机质，主要由粘性土组成，厚度0.50～2.50m；②层粉质粘土：部分粘土，黄褐色，稍湿一湿，可塑，部分为硬塑，部分为密实状态，属中一高压缩性土，无摇振反应，刀切面较光滑，干强度中等，韧性中等，该层局部缺失，厚度为0.00～4.30m；③层粉土：部分为粉质粘土，黄褐色一灰黄色，湿，松散一稍密，部分为中密状态，属中一高压缩性土，摇振反应迅速，刀切面不光滑，干强度低，韧性低，该层局部缺失，厚度为0.00～5.20m。④层粉土：部分为粉质粘土，黄褐色一灰黄色，湿，稍密一中密，部分为密实状态，属中压缩性土，摇振反应迅速，刀切面不光滑，干强度低，韧性低，该层局部缺失，厚度为0.00～10.20m。⑤层粉质粘土：部分为粘土和粉土，黄褐色，稍湿一湿，硬塑，部分为密实状态，属中压缩性土，无摇振反应，刀切面较光滑，干强度中等，韧性中等，该层局部缺失，最大厚度为13.00m。该部位总面积为3224㎡。

依据原设计方案，试验段施工工艺如下。地表土清除平均厚度1m，原地面碾压至压实度96%后，换填60 cm厚砂砾石，在砂砾石基础上进行压实度、承载力等试验。根据实际开槽后地基情况，原设计方案无法满足建设工期要求，经建设、监理、设计单位和我部联合召开地基处理专题会议讨论，决定将原设计方案进行调整，会议决定在试验段范围进行三种对比试验：①30cm河卵石+30cm砂砾石（以下简称第一方案）；②20cm河卵石+40cm砂砾石（以下简称第二方案）；③“砂井桩”+60cm砂砾石（以下简称第三方案）。试验检测方法调为：对换填砂砾石基础仅进行压实度检测，合格后分层填筑60cm厚素土，碾压合格后最后进行地基承载力试验。

2试验段施工

按照《民用机场飞行区土（石）方与道面基础施工技术规范》、《新建吉林省松原查干湖民用机场飞行区场道工程施工图纸》的要求，换填后级配砂砾石的压实度不小于96%、处理后级配砂砾层的地基承载力特征值不小于200kPa。在施工填筑前，对原地面进行地表土清除，地表土清除为挖除平均1.0m厚的耕表土，地表土清除后对原地面素土进行含水量及压实度检测，检测结果见表1

2.1第一方案

（1）摊铺、碾压填料。9月26日在区域一内进行30cm河卵石+30cm砂砾石施工，后因河卵石备料不足，工期延后至9月28日继续施工，至9月29日施工结束，历时4d。试验段清表后，道槽含水率过高，无法行车，直接采取倾填方式施工，将河卵石直接填筑至道槽内，用挖掘机、推土机等将河卵石摊铺至30cm厚，再采用徐工XSM220型振动压路机进行碾压，共静压1遍，弱振2遍，过程中未发生翻浆现象。待河卵石碾压平整后，进行30cm厚级配砂砾石的摊铺，整平后采用徐工XSM220型振动压路机进行碾压，压实程序按先静压后弱振再强振进行。具体碾压遍数为：静压1遍→弱振1遍→强振4遍→弱振1遍→静压1遍，共8遍（来回往返一次为碾压一遍）。

（2）试验数据统计。①经实验室测定，填料天然级配砂砾石经检测含水率为5.0%、5.2%。②经现场重型动力触探检测，地基承载力170kPa。③现场压实检测压实度为96.3%、95.4%。

2.2第二方案

因第二方案与第一方案填料性质均不变，仅在结构层厚度上调整：20cm河卵石+40cm砂砾石。施工工艺与第一方案相同，仅将在施工过程中不同于第一方案的情况加以叙述：（1）进行河卵石碾压时，碾压遍数同第一方案（共静压1遍，弱振2遍），但在碾压过程出现发生翻浆现象。

（2）试验数据统计。①经实验室测定，填料天然级配砂砾石经检测含水率为5.0%、5.2%。②经现场重型动力触探检测，地基承载力140kPa。③现场压实检测压实度为95.1%。

2.3第三方案

第三方案采用“砂井”+60cm砂砾石：用推土机或挖掘机碾压平整后在地面打设砂井。井径120mm，采用正方形网格布孔，中心距1m，深度1m，内填天然砂砾石并采用钢钎捣密，砂砾石最大粒径不能超过53cm。10月3日开始进行第三方案施工，至10月8日施工结束，历时6d。

（1）井成孔。首先进行测量放样，严格按照“砂井（碎石桩）”的施工方案进行点位放置，并用白石灰标出。利用挖掘机套钢管（管径0.12m，管长1.5m）的方法进行钻孔。

（2）工灌桩。因桩径仅为12cm，采用人工灌注。在砂砾石灌注前，人工将孔口部位的浮土及杂物清理干净，避免在灌注过程中杂物掉入“砂井”内影响透水效果。为保证“砂井”密实，在灌注过程中不断用钢钎捣密。

（3）砾石回填。“砂井”桩灌注完毕后，采用推土机进行表面平整、压实，平整后，测量班对原地面标高进行放样测量，控制砂砾石的填筑厚度。因原地面土质含水量过大，土基比较软，所以填筑采用两层填筑（每层30cm）一次碾压。碾压方式为按先静压后弱振再强振进行。碾压流程：静压1遍→弱振1遍→强振4遍→弱振1遍→静压1遍，共8遍。

（4）在“砂井”施工完成后，试验人员对原地面进行含水率检测，在开挖晾晒14d左右后，含水率分别为17%～20%。

3施工方案对比分析

（1）相同点：①砂砾石压实度均能符合设计要求（>96%），承载力都无法满足设计>200 kPa的要求。②压实度达到满足设计要求的遍数相同，需要碾压8遍。③第一方案与第二方案在施工速度上相同。

（2）不同点：①第一方案与第二方案，仅在结构层厚度上存在10cm的差异，在河卵石铺筑过程中存在差异，第一方案（30cm厚河卵石）未发生翻浆，而第二方案（20cm厚河卵石）在摊铺河卵石过程中发生翻浆。②第三方案与第一（二）方案在施工速度上存在较大差距，第三方案除进行两层摊铺碾压外，还需进行机械成孔，人工灌注砂砾“砂井”施工，施工难度较大，投入最大，进度慢、效率低，相对投资增加较大。③第一（二）方案在施工工艺上为全机械化作业，第三方案在“砂井”灌注过程中必须采用人工作业，因此作业时长和作业效率受温度等影响较大，存在较大不可确定性。

4结语

综上所述，本文分析了高含水地基的主要特性，并制定出了三套不同的设计施工方案，通过对三种方案的对比分析其适用性。