机场飞行区碎石桩与塑料排水板加固山区软弱地基处理技术

摘 要：结合施工现场实例，为了有效降低地基沉降量，提高软弱土地基承载力，工程现场采用碎石桩与塑料排水板结合的方式处理，经过试验检测分析结论沉降量和软弱土地基承载力大大提高，弥补单一工法处理的不足，为以后相似工程中提供了经验。

关键词：碎石桩;塑料排水板;软弱土;地基承载力

软弱土在我国河口三角洲、滨海平原及山涧谷地等均有广泛分布。在软弱土地基上进行机场建设，地基产生较大的固结沉降，从而导致地基差异沉降，而且沉降持续时间很长。机场软弱土处理主要解决过量沉降，要结合软基实际情况具体处理。碎石桩与塑料排水板分别是桩体挤密加固法和排水固结法的典型代表。塑料排水板主要利用地基自重，加入垂直和水平排水通道，使得软基迅速排水固结。碎石桩主要是在软基中加入桩体，对软基产生挤密作用，同时与软基形成复合地基，提高整体强度来加固软基。

一、概况

（一）工程简介

成都天府国际机场位于成都市东南方向，近期工程总占地面积约2020万㎡，规划6条跑道。本项目地基处理与土石方工程施工标段共划分11个标段，本标段为06标段。本标段施工内容包括土石方工程（土石方开挖与填筑）、地基处理工程（地基处理主要采用换填、强夯置换、碎石桩+排水板、插板预压及不插板预压处理、CFG桩等方式）及排水工程。

（二）地质状况及填方区软弱土处理要求

成都天府机场地区软弱土主要分布在填方区的丘间谷槽，软弱土在竖向分布上很不均匀、极为复杂，垂直于沟谷方向，沟谷呈宽缓对称“U”字型。软土地基的深度厚度不一，需采取多种处理方式。本标段填方区软土地基厚5～9m区采用碎石桩加塑料排水板施工。碎石桩施工分布在山间谷底的软弱土集中且土壤含水量大的区域，主要起置换和排水的作用。塑料排水板施工是利用插板机械在含水量大、孔隙比大、压缩性高、深厚的软土地基中插设具有良好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道，在其上铺设砂垫层而形成水平排水通道增加了土层的排水通道。

（三）采用工程技术特点

通过碎石桩与塑料排水板的组合方法，实现了碎石桩利于地基土更加密实，消除砂土液化，提高地基承载力;同时有利于荷载发生应力扩散，减少作用在软土地基上的荷载从而提高软土地基的承载力;以及塑料排水板有利于软土孔隙中的水在荷载作用下被逐渐排出，加速固结变形，提高有效应力，增强地基软土的强度。

二、工艺流程及施工要点

（一）测量放样及布桩

测量放线，恢复中线，放出路段边线桩，清理平整施工段地基表面，测量地面整平后的标高，做好排水系统，保证排水通道的畅通;根据图纸要求的布桩原则进行布桩，并绘制测量放线图，交与监理及项目部复核后，方进行测量放样，每个桩位均作标志，编制桩号。

（二）碎石桩施工

1、碎石桩施工工艺流程：场地平整→测量放线→布点桩位标记→沉桩→桩管装入碎石→到达持力层→反插、拔管→成桩。

碎石桩采用振动沉管法施工，施工顺序采用跳打形式，在砂质土地基中：由外缘或两侧向中间进行，且隔行施打，相邻两根桩必须采用跳跃间打;在淤泥质粘土地基中：宜从中间向外围逐行或隔行施打。

2、塑料排水板施工工艺流程：定位→将塑料板通过导管从管靴穿出→将塑料板与桩尖连接贴紧管靴并对准板位→插入塑料排水板→拔管并剪断塑料板。

三、质量控制

（一）碎石桩质量控制

1、施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验，工艺性试桩的数量不应少于6根，当成桩质量不能满足设计要求时，应调整施工参数后，重新进行试验。

2、桩定位偏差不超过5cm，垂直度偏差不超过1%。

3、采用振动沉管法施工，宜选用平底型活瓣桩靴，沉管困难时可采用尖锥型活瓣桩靴。

4、严格控制成桩速度，拔管宜在管内灌人碎石料高度大于1/3 管长后开始。拔管速度均匀，不宜过快，控制在1m/min，每提管50cm留振20s，每拔管达到1m向下反插深度不小于30cm至稳定电流，在距离地表2m～6m范围内，反插深度不小于50cm。

5、碎石桩孔内的填料量，估算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数确定，充盈系数不小于1.2～1.4。

6、应做好每根桩的成桩记录，包括桩序号、桩位坐标、沉管起止时间、沉管深度、拔管起止时间、密实电流、反插次数、碎石灌人量、充盈系数及其他特殊情况。

（二）塑料排水板质量控制

1、塑料排水板布置形式、间距、入土深度等按设计要求进行。为保证插板施工质量，采用电子测深塑料排水板，施工要求插板打穿软土层，进入非软弱土层1m～2m。

2、塑料排水板采用SPB系列整体式B型，塑料排水板不宜长时间暴晒，盘带露天堆放时应有遮盖，以防老化。

3、塑料排水板进场地前，进行性能检验。

4、塑料排水板施工应符合下列要求。

4.1塑料排水板插设宜采用振动插板法，宜配置能够检测塑料排水板施工深度的设备。

4.2为了保证施工质量，应采用电测深式排水板，以监控施工和工后检验插板深度。

4.3塑料排水板插设深度允许偏差不大于10cm、平面定位允许偏差不大于5cm、垂直度偏差不大于1.5%;拔管剪断塑料板后，塑料板顶端高出地表的外露长度不小于30cm;拔管后回带排水板的长度小于50cm，对超过50cm且小于200cm的数量控制在总数的5%以内，如塑料板回带2m以上，则应进行补打;塑料排水板顶端埋人排水垫层内的长度不应小于0.5m。

四、效益分析

（一）社会效益

随着民用及通用机场迅速发展，软土地基的好坏直接影响到上层道面结构的稳定性。碎石桩技术与塑料排水板技术均比较成熟，在国内软基处理中都是比较常用的方法。通过各自在软土地基中应用的特点，组合使用处理大型机场软基时，针对不同软基类型，选择合理的处理方法不仅保证软基的稳定而且可节约工程施工的成本投入。值得在类似工程中推广使用。

（二）经济效益分析

碎石桩与塑料排水板组合有效解决了机场大型填方地区软弱土厚度大于5m时的施工质量与进度要求，弥补了碎石桩与塑料排水板单一技术处理软基区域的不足。根据承包合同，采用浅层软土换填方式进行，挖淤泥单价为22.42元/m3，挖土方单价为10.6元/m3，回填方11.58元/m3，影响深度5m处理每一平方需消耗综合单价为：22.42×5+10.6×5+11.58×5=223元;采用强夯置换处理间距为4m正三角形布置，强夯置换地基63.21元/m2，强夯置换填料59.72元/m3，影响深度5m处理每一平方需消耗综合单价为：63.21+59.72×2.526=214元;若采用碎石桩加塑料排水板间距1.8m布置。碎石桩209.09元/m3，预压塑料排水板4.7元/m，影响深度7m处理每一平方需消耗综合单价为：209.09×0.69+4.7×0.69=160.49元。在成都天府机场中厚度大于5m区域采用碎石桩加塑料排水板组合，不仅可保证在工后检测符合设计及规范要求，相对于其他处理方法还能节省大量成本投入。

五、结束语

软弱土地区采用碎石桩与塑料排水板工艺施工时，注意碎石桩的添加量与垂直度。碎石桩与塑料排水板施工不仅加速软弱土地基排水固结速度，而且使该地区工后沉降量得到有效控制，使复合地基承载力大大提高。

参考文献：

[1]《民用机场岩土工程设计规范》（MH/T 5027-2013）

[2]《民用机场飞行区土（石）方与道面基础施工技术规范》（MH5014-2002）

[3]陆鹿，魏斌斌，赵其华.排水板和碎石桩在高速公路软基處理中的应用，工程设备与材料，2017（5）471.8

[4]《成都天府国际机场飞行区工程全场地基处理工程施工图设计说明》.中国民航机场建设集团公司 2017年6月

作者简介：朱剑（1985.05-），男，工程师，本科。