方滿勝 （蕪湖宣城機場建設(shè)投資有限公司，安徽 蕪湖 241000）

近年來，我國航空業(yè)快速發(fā)展，為滿足使用，大批的機場正在新建和改擴建。由于地質(zhì)因素的原因，很多機場跑道、滑行道及停機坪建設(shè)在軟土地基上。

軟土地基處理對機場飛行區(qū)的正常使用和運營影響大。軟土地基處理不當(dāng)造成工后沉降，將造成跑道橫坡變小，道面排水速度減緩，飛機高速起降時可能會產(chǎn)生飄滑現(xiàn)象，影響運營安全；過大的工后沉降意味著發(fā)生差異沉降的可能性增大，這將引起跑道的縱坡發(fā)生一定改變，使跑道上高速運行的飛機產(chǎn)生明顯顛簸，平穩(wěn)舒適性下降，甚至帶來安全隱患，過大過頻的振動也可能使飛機結(jié)構(gòu)受到損害。

本文以某機場改擴建工程中實施的堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓為例，通過機場改擴建中兩種地基處理方式的實施過程，對堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓的加固機制、工藝特點、地基處理效果及經(jīng)濟指標(biāo)等進行對比分析，對堆載預(yù)壓及真空預(yù)壓兩種地基處理方式的優(yōu)劣，機場場道工程施工時在各種條件下如何選擇，如何保證兩種地基處理實施效果等進行簡明闡述。

1 地基處理實施情況

機場跑道地基處理采用堆載預(yù)壓處理，標(biāo)段地基處理面積110603m2；停機坪地基處理采用真空預(yù)壓，標(biāo)段地基處理面積180636m2。地基處理平面圖見圖1。

1.1 地質(zhì)狀況

圖1 某機場地基處理平面示意圖

場區(qū)為海灣―河口相沉積平原，地勢平坦，地面高程為2.8m～3.7m。場區(qū)分布有近百米厚的第四系沉積物，上部50m左右為軟土，屬河口相和海相沉積物，土性為粘土、淤泥、淤泥質(zhì)粘土等。

1.2 堆載預(yù)壓地基處理工藝

①平整場地，按照跑道的橫坡、將場地分段平整。

②盲溝、明溝施工：沿跑道縱向每隔15m設(shè)置一道盲溝，盲溝碎石采用粒徑為5cm～15cm碎石；沿跑道兩側(cè)堆載坡腳線往外2m各開挖一條明溝，盲溝兩側(cè)與明溝連接，明溝與外圍水系連接。

③排水墊層施工：采用天然砂礫石，粒徑為0cm～5cm，厚度為50cm。

④排水板施工：塑料排水板采用C型，寬度10cm，厚度不小于4.5mm；入土深度為22m；呈等邊三角形平面布置，間距為1.5m（圖2、圖3）。

圖2 堆載預(yù)壓法地基處理剖面圖

圖3 塑料排水板布置大樣圖

⑤堆載體施工：堆載料采用當(dāng)?shù)厣狡な蝈丛?。堆載高度約6.0m（含排水墊層0.5m），加載分三級進行，分別在20天內(nèi)加載2m（預(yù)壓荷載36kPa），持續(xù)預(yù)壓20天。堆載預(yù)壓時間共310天（含加載過程100天）。加載全部完成后持續(xù)預(yù)壓時間至少210天；堆載預(yù)壓區(qū)處理深度范圍內(nèi)土體的平均固結(jié)度達(dá)到80%以上；沉降速率連續(xù)5天小于1.5mm/d。卸載堆載料至道槽設(shè)計高程。

⑥卸載：預(yù)壓結(jié)束后，經(jīng)設(shè)計單位確認(rèn)，各項指標(biāo)達(dá)滿足設(shè)計要求后，按照基層標(biāo)高，卸載至設(shè)計高程。卸載時分層進行，卸載時堆載體沉降數(shù)據(jù)會產(chǎn)生反彈，需滿足設(shè)計要求的反彈指標(biāo)要求。

土層的主要物理力學(xué)指標(biāo)表 表1

1.3 真空預(yù)壓地基處理工藝

①場地平整：按照真空預(yù)壓分區(qū)，將每個區(qū)域的場地進行大致整平；

②鋪設(shè)排水墊層：排水墊層材料采用碎石，墊層厚度為30cm，粒徑為0cm～5cm；

③塑料排水板施工：塑料排水板采用C型，寬度10cm，厚度不小于4.5mm；呈等邊三角形平面布置，間距為1.3m，入土深度為22m（圖4）。

圖4 真空預(yù)壓斷面及排水板布置示意圖

④淤泥攪拌樁施工：沿每個真空預(yù)壓分區(qū)的四周設(shè)置淤泥攪拌樁，樁長11m。淤泥摻入比為25%。攪拌樁樁頭采用雙頭，樁形為“8”字形，單樁徑70cm，搭接20cm。樁的垂直度要求不大于0.8%。

⑤鋪設(shè)中粗砂墊層：塑料排水板施工完成后，在碎石墊層上鋪設(shè)一層中粗砂，厚度為20cm，主要用于埋設(shè)真空管、保護真空膜。

⑥真空管鋪設(shè)：中粗砂墊層施工完成后，按照規(guī)范，主管間距20m～30m，支管間距5m～7m。支管連接在主管上，主管連接在真空泵上。

⑦鋪設(shè)土工布：在埋設(shè)好真空管的中粗砂墊層上，鋪設(shè)一層土工布，土工布厚度不小于 200g/㎡，搭接15cm～20cm，人工采用針線縫合，滿鋪在砂墊層基面上，分區(qū)四周人工踩入壓膜溝。

⑧鋪設(shè)真空膜：在鋪設(shè)好土工布的墊層上，鋪設(shè)三層真空密封膜，密封膜采用聚氯乙烯塑料薄膜加工而成。密封膜尺寸根據(jù)分區(qū)面積而定，按照分區(qū)形狀，出廠前采用熱合工藝加工成整張膜，現(xiàn)場采用人工拉開。密封膜每邊比真空預(yù)壓邊界多出4m。分區(qū)四周人工踩入壓膜溝1m以下。

⑨安裝真空設(shè)備：真空抽吸設(shè)備采用射流真空裝置，每1000m2配置一套真空裝置。射流裝置空載時的真空度≮96kPa。

堆載預(yù)壓地基處理檢測結(jié)果 表2

真空預(yù)壓地基處理檢測結(jié)果 表3

⑩試抽真空：a.真空裝置安裝好后，應(yīng)進行試抽，檢查機械運行狀態(tài)、真空系統(tǒng)的密封情況等。b.真空抽吸運行過程中，持續(xù)不斷的觀察膜下真空度，并檢查真空膜有沒有漏氣。正常情況下，真空表顯示的膜下真空度會持續(xù)穩(wěn)定上升，一般在3～4天可達(dá)到設(shè)計的真空度（≮85kPa）。若真空度沒有持續(xù)上升，或起伏不穩(wěn)定，應(yīng)檢查膜與管路系統(tǒng)的密封情況、密封膜破裂漏氣情況以及真空裝置的運行情況，查到原因，采取補救措施。

[11]抽真空：當(dāng)膜下真空度達(dá)85kPa以上，且真空度持續(xù)穩(wěn)定后，開始記錄抽真空時間。抽真空整個過程中，每2h記錄一次真空度。

[12]卸載：當(dāng)真空預(yù)壓同時滿足：真空預(yù)壓100d；沉降速率連續(xù)5天小于1mm/d時，進行卸載。卸載時關(guān)閉水泵，關(guān)閉止回閥，待膜下真空度降低在30kPa以下時，打開止回閥，拆除設(shè)備。

2 地基處理效果比較

2.1 施工周期比較

堆載預(yù)壓前期包括場地平整、鋪設(shè)水平排水墊層、塑料排水板施工約45d，堆載期100d，預(yù)壓期210d，卸載期約20d，堆載實施周期365d。

真空預(yù)壓前期包括場地平整、鋪設(shè)水平排水墊層、塑料排水板、淤泥攪拌樁、砂墊層鋪設(shè)約50d，鋪設(shè)真空管、土工布、深孔膜、安裝真空設(shè)備約20d，試抽真空約 5d～10d，抽真空約100d～130d，卸載、拆除真空設(shè)備約10d，實施周期 185d～220d。

2.2 施工期加固效果比較

根據(jù)本工程堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓沉降量、固結(jié)度及基層地基反應(yīng)模量進行對比，堆載預(yù)壓區(qū)平均沉降量為1513.5mm，平均固結(jié)度為0.911，平均地基反應(yīng)模量為73.3MN/m3。真空預(yù)壓區(qū)平均沉降量為813.6mm，平均固結(jié)度為0.869，平均地基反應(yīng)模量為68.6MN/m3。

堆載預(yù)壓的地面沉降量明顯大于真空預(yù)壓，平均固結(jié)度與平均地基反應(yīng)模量均大于真空預(yù)壓。

2.3 工后沉降對比

機場跑道（堆載預(yù)壓法處理）于2013年8月份建成，2019年1月跑道中心線工后沉降量為250.7mm，且已趨于穩(wěn)定。

停機坪（真空預(yù)壓法處理）于2017年8月建成，2019年1月工后沉降量為200mm，沉降尚未穩(wěn)定，根據(jù)設(shè)計計算，真空預(yù)壓工后最終沉降預(yù)計在400mm左右。

堆載預(yù)壓工后沉降明顯小于真空預(yù)壓。

2.4 經(jīng)濟指標(biāo)對比分析

如表4所示。

3 結(jié)論

根據(jù)本工程實施過程中，堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓處理效果的對比，兩種地基處理方式均能達(dá)到深層軟基處理的設(shè)計要求，但堆載預(yù)壓效果略優(yōu)于真空預(yù)壓。堆載預(yù)壓地基處理后的固結(jié)度、地基反應(yīng)模量等指標(biāo)均略高于真空預(yù)壓；采用堆載預(yù)壓地基處理后的區(qū)域，工后沉降相對比真空預(yù)壓地基處理的區(qū)域更小，更快趨于穩(wěn)定。

堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓地基處理單價對比表 表4

但堆載預(yù)壓在施工過程中，本身堆載體就需要大量的土石方，而沉降量又明顯大于真空預(yù)壓，因此在同等條件下堆載預(yù)壓所需的土石方工程量明顯大于真空預(yù)壓；堆載預(yù)壓要嚴(yán)格控制加壓速率，避免土基剪切破壞，施工工期明顯長于真空預(yù)壓；堆載預(yù)壓施工還需要原土地基具備一定的承載力，而真空預(yù)壓對原土地基承載力無要求。

因此，在土石方需求量大，工期較長，無凈空要求，工程所在地堆載體材料較為豐富的條件下，宜選擇堆載預(yù)壓地基處理。

在土石方需求小或工程所在地堆載材料緊缺，工期要求短，對凈空有限高要求，地基承載力太低（容易發(fā)生剪切破壞）的區(qū)域，宜選擇真空預(yù)壓地基處理。