机场高填方施工质量控制研究

2022-09-27王辉

大众标准化 2022年18期

王辉

（甘肃机械化建设工程有限公司，甘肃兰州 730060）

近些年，我国社会经济发展水平逐渐提升，在这一时代背景下，机场建设开始逐渐迈入全新的发展阶段，在可持续发展的理念下，机场选址开始综合考虑保护耕地以及提升资源利用率等情况，所以其大多会选在丘陵以及山区地带建设机场，该类机场基本上都面临着场址条件复杂以及高填方等特点，与此同时，其常常还存在着软土的分布。机场的运行在跑道沉降以及不均匀沉降方面有着相对较高的要求，所以在实际进入到高填方设计和施工之后，相关工作人员应当从各个环节着手开展质量控制工作，以妥善处理好沉降以及边坡失稳等问题。

1 工程概况

文章所述机场具体处在云南省的西南部，该地区整体属于剥蚀、侵蚀构造中山地貌，区域内总体地势呈现西南高、北东低的特点，其位置正好处在两河分水岭地段，其周边的地形起伏相对较大，并且在表层的岩体呈现出风化强烈的特点，相对于陡处而言，其局部地形的坡度自身有着相对较差的稳定性，场域内部地形坡度基本上处在20°～30°范围之内，其局部山脊或者是坡顶位置相对平缓，而在冲沟地带则较为陡峻，其部分地带坡度能够达到40°～60°。该场区最突出的特点便是岭谷相间，其中山岭大多是浑圆以及长条形状成波状起伏，而山脊则大多展现出蛇形树枝状，其有着相对较多的分支，其地表有着极为茂密的植被，地区总体有着相对较高的森林覆盖率。沟谷基本上都呈现出“之”“L”以及“一”字型，部分沟谷近乎垂直穿过跑道，其切割的程度比较深，并且植被不茂密，在部分沟谷中存在茶叶种植，但整体在覆盖率方面相对较差。该机场场址原貌如图1所示，施工完工后效果如图2所示。

图1 机场场址原貌

图2 机场场址施工完工后效果

2 沉降与不均匀沉降问题

受到机场高填方填筑体填方高以及自重大等多方面的影响，再加上其地基中存在着相对较大的附加应力，所以导致原地基的沉降比较大，针对原地基沉降而言，其主要包括三种类型。其中瞬时沉降若是产生在施工阶段并不会对工程安全造成严重影响，而固结沉降则基本上产生在施工阶段，在完成施工的一段时间内依然会出现，所以在整体完成机场高填方填筑体之后大多会将其放置一段时间，使其能够实现固结沉降，这样便可以在一定程度上降低工后沉降的可能性。对于次固结沉降来说，其需要一段较长的时间，但其本身较小，在时间推移的过程中不断增加，并且会逐渐消除。填筑体因为有着较大的填方高度，在受到自重作用的情况下将会出现一定的蠕变效应，进而对填筑体本身稳定性造成负面影响，增加其出现工后沉降的可能性。当固结状态存在差异以及相邻土体密实程度有所不同的情况下也会产生不均匀沉降现象，机场在正式投入运行之后，一旦出现沉降以及不均匀沉降问题，便会导致其应有的使用功能受到严重的负面影响，若是其沉降问题过于严重甚至会直接导致机场功能瘫痪。

3 施工质量控制措施

3.1 压实质量控制

压实质量控制的根本目的在于确保机场的跑道基础有着良好的稳定性以及承载力，其稳定性主要可以根据机场边坡的变形量以及跑道基础的沉降量等实际情况进行判定，进而根据其判定结果，通过强化控制相关指标，尽可能消除那些会对其稳定性造成影响的各种因素。具体包括变形模量、沉降差、压实土压实度以及压实土干密度等等，其中压实度同工程质量之间有着密不可分的联系，与此同时压实度本身还同上述其他指标之间有一定的联系。施工人员在大型填筑体形成中以及形成后需要结合实际情况对观测点进行合理设置，并定期开展对其的观测工作。在填筑过程中，施工人员需要在其含水率最佳的状态下采取整平碾压的措施，这样便能够在原有的基础上促进其压实效果的提升，施工人员应当通过开展试验对最佳含水率进行确定。如果其含水率过于大，便会使得土面出现翘起的问题，但若是含水率过小则会对夯实效果产生影响，所以施工人员需结合施工现场具体的碾压情况开展增湿和晒干工作。与此同时，施工人员需要注重对其沉降差的合理控制，在完成填筑料摊铺工作之后便要采取压实措施，而其压实厚度和虚铺厚度之间所存在的差值就是沉降差。利用沉降差展开对于压实度的控制本质上其实是间接控制，通常情况下来说其不能够看成是工后检测指标。在正式进入到填方施工之前，施工人员需要合理开展相应的压实试验。

3.2 填筑质量控制

从实际情况来看，高填方有着极多的边坡工程量，其自身的稳定性对于机场自身功能的实现以及应用安全有着至关重要的影响，强化落实填筑体质量控制能够在极大程度上提升边坡的稳定性。此外，施工质量还会影响高填方后续使用阶段的沉降情况，施工人员应当在综合考虑工程气候条件以及地质条件的基础上，采取多样化的手段促进高填方本身质量的提升。

一方面，应当针对深孔台阶爆破采取优化措施，一般来说，小量的土石方在爆破之后所提供的填筑量并不会在极大程度上影响边坡性能。然而，目前我国机场建设开始向边远山区扩展，其往往有着较多的大方量爆破需求，若想进一步促进其爆破成效的提高，应当强化对于深孔台阶爆破的应用，其台阶的高度基本上处在6～8米范围之内，单次爆破方量最多能够达到几万方。

另一方面，对于高填方来说，地基是其至关重要的基础部分，也是高填方的必要条件之一，其在处理过程中所采用的方式基本上同公路工程地基相类似。其一，工作人员需要合理开展换填工作，高填方地基的处理应当始终围绕着治理这一核心内容，换填工作的成本消耗相对较大，在面临那些软弱土地基及无法降低含水率的地基时，应当采取换填处理的方式，将无法达到相应抗剪强度及承载力强度的地基土完全清除，进而选用级配良好的砂砾石或具有较高密实度的土进行回填，接下来再针对其展开压实工作，这样便能够促进地基自身承载力的进一步提升，确保其具有良好的抗变形能力。其二，施工人员需要开展强夯压实处理工作，现阶段施工人员大多使用的强夯置换的方式展开软弱地基的处理工作，若是地基自身有着良好的强夯条件，便能够通过对其开展强夯工作，以达到提升地基承载力的效果。若是地基本身有着相对较高的含水率，那么施工人员则可以先对一部分地基展开置换工作，接下来再进行强夯，这样便可以生成一定的复合地基，此举能够使得换填料被夯向深处，进而达到排散孔隙水压力的效果。

3.3 边坡稳定性控制

对于机场建设来说，其在开展岩土工程的过程中应当加强对于其填方高边坡稳定性的重视，这也是其中比较重要的难点问题之一，边坡的稳定性受到多方面因素的影响，具体包括基岩走向、软弱夹层以及填筑体高度等等，与此同时，边坡处的应力重分布也会在极大程度上影响边坡的稳定性。文章所述机场边坡本身属于是一级边坡，有着相对较高的稳定性要求，若想提升边坡失稳的控制成效，相关施工人员需要对边坡本身及其防护进行科学合理的设计，并在综合考虑各方面影响因素的情况下对相应的施工工艺进行合理选择。

除此以外，部分地区沟谷的纵坡呈现出相对平缓的特点，其水力坡度相对较小，难以有效支撑地下水排泄低处，这样便会导致其长时间处在积水的状态下，使得地基土在常年的浸泡下出现一定的软化问题。当对该类部位展开填筑工作之后，如果其排水性能欠佳，那么季节性的地下水渗流同样会对填筑体和原地面地基产生润滑以及软化的作用，进而增加填方边坡失稳的可能性。若是施工人员没有及时有效地对地下水进行疏导，还会有可能使地下水位升高，进而使得其边坡出现剪切破坏现象。因此，为了最大限度减少地下水对地基所造成的负面影响，应当科学开展排水工作，并尽量避免地表水下渗，这样便可以充分实现对于边坡失稳的质量控制，对于机场建设安全性和稳定性的提升有着重要意义。

3.4 沉降监测分析

在完成机场高填方施工操作之后，其基础将会始终处在变形状态之下，其内因变形包括填筑体和原地基沉降变形两部分，有诸多因素都会对其沉降变形产生影响，例如地基综合压实度、填筑速率、填筑高度以及填料性质等等。而外部因素则主要由水文变化以及气候变化两部分组成，具体包括降水入渗以及地下水等等，上述因素会对其沉降产生共同作用。因此，施工人员不仅要在实际施工阶段针对其关键部位的变形展开监测工作，其还应当在竣工之后第一时间采用多样化的手段进行沉降监测。通常情况下来说，若是填筑体本身有着较小的体量，那么施工人员便可以基于经验公式计算对其工后沉降展开科学合理的判断，但在高填方体方面，施工人员大多难以利用公式计算出其真实的沉降值，所以应当强化开展工后检测工作，根据其所得数据和信息分析总结填筑体本身所具有的变形规律，同时还要从该规律出发针对填筑体未来有可能会出现的沉降问题进行事先预测。

优质的监测方案能够确保工作人员所获得的信息数据具有更广泛的覆盖面积以及更高的真实性，进而有效减少人力资源的不必要消耗，使得技术人员能够针对潜在的沉降以及风险展开更加精准有效的预测工作。沉降监测内容如下：

首先便是原地基沉降监测，在完成对于低级的加固处理工作之后，应当将监测工作高效落实在填方施工的过程中以及填筑工作完成后，这样便可以为其承载力的提升提供充分的保障。其次则要针对填筑体展开分层的沉降监测工作，从本质上来看，分层沉降其实是填筑体内部变形的一种，合理落实分层沉降监测工作，可以帮助相关工作人员对深度不同情况下所具有的变形特性进行分析。再次便是表层沉降监测，地表沉降的产生对于机场跑道的正常使用有着直接影响，其同时也是在监测方面相对比较简单的内容之一，填筑体沉降本身是存在一定预期的，但在施工过程中需要坚决杜绝不均匀沉降的产生，一旦其不符合设计及施工规范标准要求，便不可以进入到道面工程施工阶段。最后则为边坡变形检测，相对于普通边坡变形来说，高填方变形本身存在一定的特殊性，其在顶面变形方面存在着相对较高的要求，侧面变形则需要确保其具有较强的稳定性，不会出现滑坡现象。针对机场高填方沉降监测而言，其大多有着相对较大的监测面积，并且所开展的监测工作要消耗极大的人力物力，近些年来，科学技术的飞速发展在极大程度上提升了设备的智能化水平，再加上现阶段国家在工程安全方面有了更高的要求，所以当前开始广泛研究针对高填方的沉降监测系统。相关人员可以通过相关管理软件对现有的监测范围进行扩大，并达到自动预警的效果。