機場高填方施工質(zhì)量控制研究

王 輝

（甘肅機械化建設(shè)工程有限公司，甘肅 蘭州 730060）

近些年，我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平逐漸提升，在這一時代背景下，機場建設(shè)開始逐漸邁入全新的發(fā)展階段，在可持續(xù)發(fā)展的理念下，機場選址開始綜合考慮保護耕地以及提升資源利用率等情況，所以其大多會選在丘陵以及山區(qū)地帶建設(shè)機場，該類機場基本上都面臨著場址條件復(fù)雜以及高填方等特點，與此同時，其常常還存在著軟土的分布。機場的運行在跑道沉降以及不均勻沉降方面有著相對較高的要求，所以在實際進入到高填方設(shè)計和施工之后，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)從各個環(huán)節(jié)著手開展質(zhì)量控制工作，以妥善處理好沉降以及邊坡失穩(wěn)等問題。

1 工程概況

文章所述機場具體處在云南省的西南部，該地區(qū)整體屬于剝蝕、侵蝕構(gòu)造中山地貌，區(qū)域內(nèi)總體地勢呈現(xiàn)西南高、北東低的特點，其位置正好處在兩河分水嶺地段，其周邊的地形起伏相對較大，并且在表層的巖體呈現(xiàn)出風(fēng)化強烈的特點，相對于陡處而言，其局部地形的坡度自身有著相對較差的穩(wěn)定性，場域內(nèi)部地形坡度基本上處在20°～30°范圍之內(nèi)，其局部山脊或者是坡頂位置相對平緩，而在沖溝地帶則較為陡峻，其部分地帶坡度能夠達到40°～60°。該場區(qū)最突出的特點便是嶺谷相間，其中山嶺大多是渾圓以及長條形狀成波狀起伏，而山脊則大多展現(xiàn)出蛇形樹枝狀，其有著相對較多的分支，其地表有著極為茂密的植被，地區(qū)總體有著相對較高的森林覆蓋率。溝谷基本上都呈現(xiàn)出“之”“L”以及“一”字型，部分溝谷近乎垂直穿過跑道，其切割的程度比較深，并且植被不茂密，在部分溝谷中存在茶葉種植，但整體在覆蓋率方面相對較差。該機場場址原貌如圖1所示，施工完工后效果如圖2所示。

圖1 機場場址原貌

圖2 機場場址施工完工后效果

2 沉降與不均勻沉降問題

受到機場高填方填筑體填方高以及自重大等多方面的影響，再加上其地基中存在著相對較大的附加應(yīng)力，所以導(dǎo)致原地基的沉降比較大，針對原地基沉降而言，其主要包括三種類型。其中瞬時沉降若是產(chǎn)生在施工階段并不會對工程安全造成嚴(yán)重影響，而固結(jié)沉降則基本上產(chǎn)生在施工階段，在完成施工的一段時間內(nèi)依然會出現(xiàn)，所以在整體完成機場高填方填筑體之后大多會將其放置一段時間，使其能夠?qū)崿F(xiàn)固結(jié)沉降，這樣便可以在一定程度上降低工后沉降的可能性。對于次固結(jié)沉降來說，其需要一段較長的時間，但其本身較小，在時間推移的過程中不斷增加，并且會逐漸消除。填筑體因為有著較大的填方高度，在受到自重作用的情況下將會出現(xiàn)一定的蠕變效應(yīng)，進而對填筑體本身穩(wěn)定性造成負(fù)面影響，增加其出現(xiàn)工后沉降的可能性。當(dāng)固結(jié)狀態(tài)存在差異以及相鄰?fù)馏w密實程度有所不同的情況下也會產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象，機場在正式投入運行之后，一旦出現(xiàn)沉降以及不均勻沉降問題，便會導(dǎo)致其應(yīng)有的使用功能受到嚴(yán)重的負(fù)面影響，若是其沉降問題過于嚴(yán)重甚至?xí)苯訉?dǎo)致機場功能癱瘓。

3 施工質(zhì)量控制措施

3.1 壓實質(zhì)量控制

壓實質(zhì)量控制的根本目的在于確保機場的跑道基礎(chǔ)有著良好的穩(wěn)定性以及承載力，其穩(wěn)定性主要可以根據(jù)機場邊坡的變形量以及跑道基礎(chǔ)的沉降量等實際情況進行判定，進而根據(jù)其判定結(jié)果，通過強化控制相關(guān)指標(biāo)，盡可能消除那些會對其穩(wěn)定性造成影響的各種因素。具體包括變形模量、沉降差、壓實土壓實度以及壓實土干密度等等，其中壓實度同工程質(zhì)量之間有著密不可分的聯(lián)系，與此同時壓實度本身還同上述其他指標(biāo)之間有一定的聯(lián)系。施工人員在大型填筑體形成中以及形成后需要結(jié)合實際情況對觀測點進行合理設(shè)置，并定期開展對其的觀測工作。在填筑過程中，施工人員需要在其含水率最佳的狀態(tài)下采取整平碾壓的措施，這樣便能夠在原有的基礎(chǔ)上促進其壓實效果的提升，施工人員應(yīng)當(dāng)通過開展試驗對最佳含水率進行確定。如果其含水率過于大，便會使得土面出現(xiàn)翹起的問題，但若是含水率過小則會對夯實效果產(chǎn)生影響，所以施工人員需結(jié)合施工現(xiàn)場具體的碾壓情況開展增濕和曬干工作。與此同時，施工人員需要注重對其沉降差的合理控制，在完成填筑料攤鋪工作之后便要采取壓實措施，而其壓實厚度和虛鋪厚度之間所存在的差值就是沉降差。利用沉降差展開對于壓實度的控制本質(zhì)上其實是間接控制，通常情況下來說其不能夠看成是工后檢測指標(biāo)。在正式進入到填方施工之前，施工人員需要合理開展相應(yīng)的壓實試驗。

3.2 填筑質(zhì)量控制

從實際情況來看，高填方有著極多的邊坡工程量，其自身的穩(wěn)定性對于機場自身功能的實現(xiàn)以及應(yīng)用安全有著至關(guān)重要的影響，強化落實填筑體質(zhì)量控制能夠在極大程度上提升邊坡的穩(wěn)定性。此外，施工質(zhì)量還會影響高填方后續(xù)使用階段的沉降情況，施工人員應(yīng)當(dāng)在綜合考慮工程氣候條件以及地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，采取多樣化的手段促進高填方本身質(zhì)量的提升。

一方面，應(yīng)當(dāng)針對深孔臺階爆破采取優(yōu)化措施，一般來說，小量的土石方在爆破之后所提供的填筑量并不會在極大程度上影響邊坡性能。然而，目前我國機場建設(shè)開始向邊遠山區(qū)擴展，其往往有著較多的大方量爆破需求，若想進一步促進其爆破成效的提高，應(yīng)當(dāng)強化對于深孔臺階爆破的應(yīng)用，其臺階的高度基本上處在6～8米范圍之內(nèi)，單次爆破方量最多能夠達到幾萬方。

另一方面，對于高填方來說，地基是其至關(guān)重要的基礎(chǔ)部分，也是高填方的必要條件之一，其在處理過程中所采用的方式基本上同公路工程地基相類似。其一，工作人員需要合理開展換填工作，高填方地基的處理應(yīng)當(dāng)始終圍繞著治理這一核心內(nèi)容，換填工作的成本消耗相對較大，在面臨那些軟弱土地基及無法降低含水率的地基時，應(yīng)當(dāng)采取換填處理的方式，將無法達到相應(yīng)抗剪強度及承載力強度的地基土完全清除，進而選用級配良好的砂礫石或具有較高密實度的土進行回填，接下來再針對其展開壓實工作，這樣便能夠促進地基自身承載力的進一步提升，確保其具有良好的抗變形能力。其二，施工人員需要開展強夯壓實處理工作，現(xiàn)階段施工人員大多使用的強夯置換的方式展開軟弱地基的處理工作，若是地基自身有著良好的強夯條件，便能夠通過對其開展強夯工作，以達到提升地基承載力的效果。若是地基本身有著相對較高的含水率，那么施工人員則可以先對一部分地基展開置換工作，接下來再進行強夯，這樣便可以生成一定的復(fù)合地基，此舉能夠使得換填料被夯向深處，進而達到排散孔隙水壓力的效果。

3.3 邊坡穩(wěn)定性控制

對于機場建設(shè)來說，其在開展巖土工程的過程中應(yīng)當(dāng)加強對于其填方高邊坡穩(wěn)定性的重視，這也是其中比較重要的難點問題之一，邊坡的穩(wěn)定性受到多方面因素的影響，具體包括基巖走向、軟弱夾層以及填筑體高度等等，與此同時，邊坡處的應(yīng)力重分布也會在極大程度上影響邊坡的穩(wěn)定性。文章所述機場邊坡本身屬于是一級邊坡，有著相對較高的穩(wěn)定性要求，若想提升邊坡失穩(wěn)的控制成效，相關(guān)施工人員需要對邊坡本身及其防護進行科學(xué)合理的設(shè)計，并在綜合考慮各方面影響因素的情況下對相應(yīng)的施工工藝進行合理選擇。

除此以外，部分地區(qū)溝谷的縱坡呈現(xiàn)出相對平緩的特點，其水力坡度相對較小，難以有效支撐地下水排泄低處，這樣便會導(dǎo)致其長時間處在積水的狀態(tài)下，使得地基土在常年的浸泡下出現(xiàn)一定的軟化問題。當(dāng)對該類部位展開填筑工作之后，如果其排水性能欠佳，那么季節(jié)性的地下水滲流同樣會對填筑體和原地面地基產(chǎn)生潤滑以及軟化的作用，進而增加填方邊坡失穩(wěn)的可能性。若是施工人員沒有及時有效地對地下水進行疏導(dǎo)，還會有可能使地下水位升高，進而使得其邊坡出現(xiàn)剪切破壞現(xiàn)象。因此，為了最大限度減少地下水對地基所造成的負(fù)面影響，應(yīng)當(dāng)科學(xué)開展排水工作，并盡量避免地表水下滲，這樣便可以充分實現(xiàn)對于邊坡失穩(wěn)的質(zhì)量控制，對于機場建設(shè)安全性和穩(wěn)定性的提升有著重要意義。

3.4 沉降監(jiān)測分析

在完成機場高填方施工操作之后，其基礎(chǔ)將會始終處在變形狀態(tài)之下，其內(nèi)因變形包括填筑體和原地基沉降變形兩部分，有諸多因素都會對其沉降變形產(chǎn)生影響，例如地基綜合壓實度、填筑速率、填筑高度以及填料性質(zhì)等等。而外部因素則主要由水文變化以及氣候變化兩部分組成，具體包括降水入滲以及地下水等等，上述因素會對其沉降產(chǎn)生共同作用。因此，施工人員不僅要在實際施工階段針對其關(guān)鍵部位的變形展開監(jiān)測工作，其還應(yīng)當(dāng)在竣工之后第一時間采用多樣化的手段進行沉降監(jiān)測。通常情況下來說，若是填筑體本身有著較小的體量，那么施工人員便可以基于經(jīng)驗公式計算對其工后沉降展開科學(xué)合理的判斷，但在高填方體方面，施工人員大多難以利用公式計算出其真實的沉降值，所以應(yīng)當(dāng)強化開展工后檢測工作，根據(jù)其所得數(shù)據(jù)和信息分析總結(jié)填筑體本身所具有的變形規(guī)律，同時還要從該規(guī)律出發(fā)針對填筑體未來有可能會出現(xiàn)的沉降問題進行事先預(yù)測。

優(yōu)質(zhì)的監(jiān)測方案能夠確保工作人員所獲得的信息數(shù)據(jù)具有更廣泛的覆蓋面積以及更高的真實性，進而有效減少人力資源的不必要消耗，使得技術(shù)人員能夠針對潛在的沉降以及風(fēng)險展開更加精準(zhǔn)有效的預(yù)測工作。沉降監(jiān)測內(nèi)容如下：

首先便是原地基沉降監(jiān)測，在完成對于低級的加固處理工作之后，應(yīng)當(dāng)將監(jiān)測工作高效落實在填方施工的過程中以及填筑工作完成后，這樣便可以為其承載力的提升提供充分的保障。其次則要針對填筑體展開分層的沉降監(jiān)測工作，從本質(zhì)上來看，分層沉降其實是填筑體內(nèi)部變形的一種，合理落實分層沉降監(jiān)測工作，可以幫助相關(guān)工作人員對深度不同情況下所具有的變形特性進行分析。再次便是表層沉降監(jiān)測，地表沉降的產(chǎn)生對于機場跑道的正常使用有著直接影響，其同時也是在監(jiān)測方面相對比較簡單的內(nèi)容之一，填筑體沉降本身是存在一定預(yù)期的，但在施工過程中需要堅決杜絕不均勻沉降的產(chǎn)生，一旦其不符合設(shè)計及施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，便不可以進入到道面工程施工階段。最后則為邊坡變形檢測，相對于普通邊坡變形來說，高填方變形本身存在一定的特殊性，其在頂面變形方面存在著相對較高的要求，側(cè)面變形則需要確保其具有較強的穩(wěn)定性，不會出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。針對機場高填方沉降監(jiān)測而言，其大多有著相對較大的監(jiān)測面積，并且所開展的監(jiān)測工作要消耗極大的人力物力，近些年來，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展在極大程度上提升了設(shè)備的智能化水平，再加上現(xiàn)階段國家在工程安全方面有了更高的要求，所以當(dāng)前開始廣泛研究針對高填方的沉降監(jiān)測系統(tǒng)。相關(guān)人員可以通過相關(guān)管理軟件對現(xiàn)有的監(jiān)測范圍進行擴大，并達到自動預(yù)警的效果。

4 結(jié)論

綜上所述，加強機場高填方施工質(zhì)量控制工作能夠提升機場整體建設(shè)成效，對于機場運行安全性以及穩(wěn)定性的提升有著積極的促進作用。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)加強對于該方面的重視程度，進而切實提升施工質(zhì)量和效率，為機場后續(xù)正常投入運行創(chuàng)造良好的條件。