摘要：软土地基处理作为机场新建和扩建工程中的常见工程技术，已拥有较成熟的技术理论支撑和工程经验，但在不停航施工条件下对跑道延长线采用真空预压法进行地基处理缺少成熟经验。跑道延长线作为机场飞行禁区，在不停航情况下，对施工过程中的人员、材料、设备进出场提出及其严苛的要求，也制约着地基处理方案的选择。
关键词：紧邻机场；滑行区；软土地基；加固施工技术
宁波机场在全国民用航空运输网布局中有着重要的地位，是我国重要的干线机场，浙江省的三大机场之一，飞行区技术等级指标为4E。近期按旅客吞吐量1200万人次，货邮吞吐量50万吨、年飞行10.8万架次规划。拟建三期扩建工程包括新建10.47万m2的T2航站楼，6.26万m2的交通中心，6.3万m2货运站和快件中心，1.13万m2的公务机候机楼、机库及设备用房，33.8万m2的停机坪和飞行区场道及配套建设其他辅助生产生活设施。
1工程概况
机场飞行区场道地基处理工程为与原有平行滑行道和站坪相接46m宽范围内的新建站坪以及现有机坪拓宽部分面积86565m2。根据机场三期扩建的总体部署，采用不停航施工方案。现有机场滑行道中心线距地基处理边线22m，普通飞机机翼长为30m，安全距离为33m，因此距离地基处理边线11m宽是严管施工范围即第一道施工界限；大飞机机翼长度45m，安全距离为47.5m，因此距离地基处理边线25.5m宽是禁区范围即第二道施工界限。由于飞机的滑行方向需根据天气情况以及当时风向进行调整，故应时刻关注机场建设指挥方的通知。
为保障机场正常运营，第一道界限内施工允许时间为0～5∶00AM，第二道界限内施工时间不限制，当大飞机需要经过时，机场指挥台提前通知停止施工，并撤离至第二道界限外。
2工程地质情况
1）场地概况拟建工程场地位于宁波市古林栎南公路北，轨道交通2号线机场站以北的共任村地块，场地北侧大部分为菜地和葡萄园，地形平坦，现地面高程2.00～3.50m。场地地形地貌单一，属于滨海冲积平原地貌，沉积类型为第四系海相软土层为主。
2）场地中浅部从上自下分布为（1）1层杂填土、（1）2层黏土、（1）3a层黏土、（1）3层淤泥质黏土、（2）1层黏土、（2）2层淤泥质黏土、（2）2a层黏质粉土、（2）3层淤泥质黏土、（4）层黏土，土性为流塑状的淤泥质土或软黏土，场地中浅部土类型均为软弱场地土。其中（1）1层杂填土层局部地基为塘渣块石层（最大5m厚）需清障处理。
3）地表水现场有一条贯穿整个场地的机场护场河，河宽约10～20m，水深约2.00～2.50m，河底浮泥厚度约0.3～0.7m，水面高程约1.42m，水流缓慢。
3施工工艺选择
本地区普通水泥搅拌桩加固地基土的有效深度为12m，达不到设计要求的15m加固深度；若用三轴水泥搅拌桩机施工，虽然有效加固深度符合设计要求，但是桩机高度30多米，不符合机场飞行区的高度控制。
根据该项目的岩土工程勘察报告，地基加固深度范围内的灰色淤泥质粘土层中含有有机质土及腐蚀质物，较不适宜水泥搅拌桩加固，即加固后地基很难达到设计要求的抗剪强度。普通双轴水泥搅拌桩机高度为21m，若改进施工机械——分节接或拆钻杆的方法，桩机最小高度也有12m，仍然不符合机场飞行区的高度控制。
从施工工艺方面分析，高压旋喷桩是以高压将水泥浆液从钻杆底端的喷嘴喷射出，形成高压射流切割地基土体，通过置换方法将水泥浆液与土体混合，形成抗剪强度较高、压缩性较小的地基加固方法；水泥搅拌桩是将水泥浆液以常压方式注入地基土体并强制搅拌，形成抗剪强度稍高、压缩性稍小的地基加固方法。显然，高压旋喷桩的地基加固效果比水泥搅拌桩要高。根据“宁波栎社国际机场三期扩建工程场道工程地基处理方案专家咨询意见”，综合考虑试桩效果、不停航施工方案以及宁波地区经验，决定地基处理方式采用高压旋喷桩。
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高压旋喷桩桩长为15m，桩径为500mm，布桩形式为棋盘式正方形；根据桩径、布桩形式和8%置换率及降低挤土效应的要求，桩的纵横向间距设计为1.55m；高压旋喷桩水泥掺量为25%，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为1.0，具体要通过室内试验确定，室内试验水泥土的28天无侧限抗压强度不小于2.0MPa。
4施工部署
4.1施工设备布置
禁区内布置5台潜孔冲击锤引孔式高压旋喷桩机在划定区域分散施工，每台桩机施工区段为31m宽，桩机后台装置布置在地基处理范围外。先行区段施工完成后，转移至下一段区段，直至所有区段施工结束。
4.2施工方法
高压旋喷桩需分段跳式施工来保护机场滑行道的稳定，即降低挤土效应，5台高压旋喷桩机在飞行滑行区南侧的分区段施工，施工顺序由最北侧（靠近飞行滑行区）从西往东依次向南侧施工。
4.3施工时间
第一道界限内施工允许时间为0～5∶00AM，第二道界限内施工时间不限制，当大飞机需要经过时，机场指挥台提前2h通知停止施工，并撤离至第二道界限外。
4.4块石处理
局部地基为塘渣块石层（最大5m厚），潜孔冲击锤引孔式施工高压旋喷桩，水灰比、注浆压力、旋喷速度、注浆量等工艺参数见施工工艺，根据试验应力释放约10d休止。
5施工工艺流程
1）测量放线定孔位严格按照设计图纸放样定孔位，其误差不大于20mm，并用竹签标识。在高压旋喷桩定位轴线拐弯处应设固定桩，同时以施工轴线每6.2m范围设控制桩。
2）引孔将钻机移至钻孔位置，潜孔冲击锤钻头对准孔位中心，用水平尺掌握机台水平，液压支脚稳定机架，钻杆的垂直度满足精度要求，经验测合格后方可开钻引孔，钻孔直径∅80mm，钻入深度为穿透（1）1层杂填土层。如发现钻机倾斜，或钻进过程中遇到异常情况，及时查明原因，采取相应措施。钻孔结束后，进行质量检查合格后，提拔引孔钻头，进行下一道工序。
3）下喷射管取下潜孔冲击锤钻头后，先进行试喷浆，检查各项工艺参数符合设计要求后，将喷射管下至设计深度，钻杆分节长度1.5m，按桩长15m要求接长10根。结合提升钻杆钻头，进行高压喷浆施工。
4）喷射提升当喷射管下至设计深度，开始输入水泥浆液、压缩空气，待注入浆液冒出孔口时，按设计的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到设计的终喷高程。喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理好后再继续施工。
5）技术措施根据具体情况采取下列措施：接、卸钻杆要快，防止塌孔和堵嘴；喷射因故障中断，要尽力缩短中断时间，及早恢复喷浆；如中断时间超过1h，恢复喷射时，喷射管要多下0.3m，保证水泥土凝结体的连续性。
结论
在整个机场滑行区侧地基加固施工过程中，每天会出现大飞机经过时紧急撤离的情况，由于设备选型合理、施工部署得当，所有进入禁区的人员、设备均在限定时间内全部撤离。在完成施工任务的同时，经过对机场滑行区混凝土地面监测，未发现该区域出现隆起、裂缝等异常现象，保障了机场的安全运营。
参考文献：
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[3]潘瑞春，黄瑞章，周新年，等.道路工程软土地基处理方案选择研究进展[J].管理工程学报，2017，10.
[4]潘溪平.民用机场飞行区扩建工程不停航施工项目管理[J].公路交通科技（应用技术版），2015，12.
论文作者:耿联朝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/16
标签：地基论文; 机场论文; 高压论文; 水泥论文; 黏土论文; 钻杆论文; 浆液论文; 《基层建设》2019年第12期论文;