迁建项目膨胀土高填方工程原地基处理工艺试验研究——以“安康机场”为例

迁建项目膨胀土高填方工程原地基处理工艺试验研究——以“安康机场”为例

庞永锋常学斌

1工程的基本概况

安康机场迁建项目膨胀土高填方试验段位于罗家河河谷地带，最大填筑高度47m，回填方量约780万m3。试验段填筑体原地面处理范围涵盖谷底河漫滩、两侧坡地等区域，处理面积约20万m2，罗家河河道和一级阶地主要为全新统冲积粉质粘土、卵石，下部可见第三系砂质泥岩、砂岩、砾石，河床沟底有出露，台地、土梁区域由上更新统和中更新统冲洪积粉质粘土、粘土、碎石及第三系砂质泥岩组成，河道周边分部大量泥塘，塘底部及阶地上的水田表面为淤泥，堰塘坝体、民房周围、道路两侧等分布有填土。饱和淤泥质土、膨胀土大面积分析，地形、地质条件差异性大，对施工工艺方案的处理效果、适用性要求高。本文通过对多种地基处理方案进行试验研究，总结出适宜的施工工艺方案和参数指标，为后续大面积施工确定了施工方法、工艺参数、检测方法及标准。

2施工工艺流程及质量控制要点

2.1振动沉管砂石挤密桩

2.1.1施工工艺流程

平整场地→测量放样→机具就位→振动沉管至设计标高→加料→拔管→桩管下压→拔管→机具移位→铺设0.5m厚砂砾石褥垫层→整平、碾压→检测

2.1.2质量控制要点

1）桩体选用一定级配且不易风化的砾石，粒径宜为20〜50mm，含泥量不大于5%。

2）根据设计参数和地层情况选用合适的桩基施工机械。正式施工时，要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、砂石灌入量以及试验确定的桩管提升高度和速度、振密挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工，以确保砂石桩桩身的均匀性和连续性。

3）应保证设备平稳，导向架与地面垂直，垂直偏角不应大于1.5%，成孔中心与设计桩位偏差不应大于50mm，桩径偏差控制在±20mm以内，桩长偏差不大于100mm。

4）振动沉管砂石桩施工采用重复压拔管法。提升和反插速度必须均匀，反插深度由深到浅，每根桩应保证设计桩长和砂石灌入量。桩底1.5m范围内宜多次反插，以扩大桩的端部断面，穿过淤泥夹层等软基地层时应放慢拔管速度，并减少拔管高度；振动成桩至地面时应向下复振1m，确保地表不产生缺砂石的凹桩。

5）砂石桩施工顺序从四周向中间，由两侧向中间，采用间隔跳打的方式，进行。

6）施工过程中严格记录各项施工参数及施工情况。

2.2普通强夯

2.2.1施工工艺流程

平整场地→标高测量、一遍夯点定位→第一遍点夯施工→间歇期→推平、标高测量、第二遍夯点定位→第二遍点夯施工→间歇期→推平、标高测量→普夯施工→推平、标高测量→检测

2.2.2质量控制要点

1）在施工前要先检查锤重和自动脱钩装置的稳固情况，确定的能量是否正确，夯机站稳站正后，方可进行施工。

2）夯前测量原地面标高和锤顶标高，每击完成后再测量锤顶标高，计算每一击夯沉量，填写强夯施工记录，严格按照设计及规范要求控制夯击数。在锤体倾斜时要注意测量锤体中部的平均标高，锤底倾斜超过30°时还要填料或修整处理。

3）第一、二遍点夯施工要有一定的间歇，间歇期时间长短取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。施工过程中根据孔隙水压力计读数，孔隙水压力消散80%，方可进行第二遍强夯施工。

4）对于施工过程中区第一遍、第二遍点夯过程中夯坑总夯沉量过大并发生提锤困难等情况，应联系设计单位现场查勘，根据设计意见进行后续施工。

5）施工过程中严格记录各项施工参数及施工情况。

2.3置换强夯

2.3.1施工工艺流程

平整场地→铺设1m厚砂石料→标高测量、第一遍夯点定位→第一遍点夯施工（过程配合填料）→标高测量、第二遍夯点定位→第二遍点夯施工（过程配合填料）→普夯施工→推平、标高测量→铺设0.6m砂石褥垫层→整平、碾压→检测

2.3.2质量控制要点

1）施工前平整施工场地，先铺设一层厚度为1.0m的砂砾垫层。墩体材料采用级配良好的砂砾石，粒径大于300mm的颗粒含量应小于30%。强夯置换完成后顶面铺设60cm厚级配砂砾石垫层，压路机碾压不少于2遍，砂砾石粒径应不大于100mm。

2）在施工前要先检查锤重和自动脱钩装置的稳固情况，确定的能量是否正确，夯机站稳站正后，方可进行施工。

3）置换强夯用锤应满足锤底基底静压力值不小于80KPa。

4）夯前测量原地面标高和锤顶标高，每击完成后再测量锤顶标高，计算每一击夯沉量，填料过程及时计量，填写强夯施工记录，严格按照设计及规范要求控制夯击数。在锤体倾斜时要注意测量锤体中部的平均标高，锤底倾斜超过30°时还要填料或修整处理。

5）每个夯点夯击达到设计墩长，强夯能级3000kN•m设计墩长为4m，4000kN•m设计墩长为6m。累计夯沉量不应小于设计墩长的1.5倍。

6）当夯坑过深发生提锤困难时停夯，向坑内填料至与坑顶齐平，记录填料数量并如此往复直至满足规定的夯击次数及停锤控制标准，完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出，影响施工时将软土清除，继续施工。

7）按由内而外，隔行跳打原则，完成全部夯点的施工。

8）施工过程中严格记录各项施工参数及施工情况。

3试验检测方法与设备

3.1浅层平板荷载试验

在8个试验区天然土及处理后的地基土上进行静载试验，分别为沉管挤密砂石桩复合地基静载试验、沉管挤密砂石桩单桩静载试验、强夯夯点（墩体）静载试验，夯间静载试验。试验承压板为圆形钢板，反力系统由支撑钢梁、平台和堆重材料组成，加载系统由液压千斤顶、压力表等组成，观测系统由基准梁、30mm百分表及其连接件等组成。试验所用的千斤顶和百分表均经计量部门鉴定合格。

3.2重型动力触探试验

重型动力触探试验的设备主要由触探头、触探杆及穿心锤三部分组成，落锤升降由钻机操纵。现场钻孔及动力触探试验采用DPP-100-3E及北探XY-1B型钻机。

3.3孔隙水压力测试

孔隙水压力测量主要采用长沙亿拓传感科技有限公司生产的YT-YL-0100系列孔隙水压计。

4结语

安康机场迁建项目地形地质情况十分复杂，项目施工难度和技术风险巨大，整个项目高填方体量大，挖填高度大，场地中-弱性膨胀土大面积分布，膨胀土高填方、高边坡的变形与沉降稳定性问题是非突出。本项目工程为了解决上述难题先后选用多种工艺方案、参数，选取有代表性的场地进行试验研究，完成工艺性试验的设计、施工、监测与检测分析工作。为后续大面积施工方案的选择奠定了基础，确保项目建设方案的选择在兼顾经济性、适用性的前提下更有针对性。

参考文献

[1]陕西陕西海嵘工程试验检测有限公司,安康机场迁建工程沉管挤密砂石桩及强夯地基试验报告[R],2017.2.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基处理技术规范:JGJ79—2012[M].北京:中国建筑工业出版社出版发行,2012.