浅谈我国西北地区高填方机场土方填筑施工管理

浅谈我国西北地区高填方机场土方填筑施工管理

皮亚东1，叶可奋·马哈提2，马庆宇1，马鹏祥2，郭永强1

北京金港场道工程建设有限公司1，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830001 中国建筑第八工程局有限公司2 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830001

摘  要：随着“十四五”规划的开展、西部地区基础设施领域补短板建设工程的推进，西北地区机场建设将迎来新的发展期。本文以乌鲁木齐国际机场为例，通过分析工程建设中存在的问题、总结经验，对西北地区高填方基础土方填筑施工管理进行探讨，为我司西北地区高填方施工积累经验、提供借鉴。

关键词：高填方机场；西北地区；不均匀沉降；施工管理

1依托工程简

乌鲁木齐国际机场位于乌鲁木齐市西北郊，距离市中心16.8公里。机场周围地面交通便利，市区与机场衔接的主要进场道路为乌昌高速公路和迎宾路，机场北侧有乌奎高速与吐乌大高速路联络线，东侧有安宁渠公路。机场现有飞行区等级为4E,跑道长3600m,宽45m。可满足B747-400飞机及其以下机型全载起降。跑道南侧有二条与跑道等长的平行滑行道，跑道与平行滑行道之间有多条快速出口滑行道、端联络滑行道。

2 本高填方机场工程中存在的问题

2.1 高填方边坡稳定性

本工程填方边坡原地面地质分布主要为第四系覆土、湿陷性黄土、建筑垃圾，以及人工杂填土，存在深度和范围均较大的采砂坑，且存在较长的临空面。由于填筑体自身的压缩变形会造成“临空面”的水平位移和沉降，同时填筑体与原地基共同作用下将造成原地基的沉降变形，填筑体的自稳强度的过小引起的位移和沉降，填筑体受环境影响，如水流冲刷、扰动、重载等外力因素也会引起的位移和沉降，从而使边坡地区出现滑坡、沉降、断裂、塌陷和冲沟等质量病害，影响机场运营安全。

2.2砂坑处理高差大，易产生不均匀沉降

场区内有多个采砂坑，其中最大的采砂坑填方高度约60m，而周边填方高度只有30m左右，如此大的填方高度以及填方高差，导致填筑体产生较大沉降，此外，工作搭接面处理不当、两作业段结合处填方高差过大、两区段同时填方时未分层相互交叠衔接等，都有可能产生不均匀沉降。因此，在施工过程中处理好回填料的均匀性、搭接面的台阶预留、回填施工质量、搭接强夯补强是预防不均匀沉降，确保地基稳定性的关键之处。

2.3湿陷性粉土影响地基稳定性

黄土在我国广泛分布，其中西北地区的黄土普遍厚度更大、湿陷性更强，本场区内广泛分布的黄土状粉土，为湿陷性粉土，其结构组成以粉粒为主，粉粒表面被胶结物质附着，共同构成了湿陷性黄土的结构骨架，由于重力原因、摩擦因素，较大的沙粒上浮，当土质受到水的侵蚀，可溶性物质会软化甚至溶解，就会打破原有的稳固结构，在自身重力以及外部压力的作用下，最终造成湿陷性黄土结构变形重组，外部表象就是地面下沉，消除地基的全部湿陷量，是保证地基稳定性的一大关键点。

2.4回填土含盐量控制

本工程所用填料为戈壁料，经检测发现，其中部分回填材料硫酸盐或亚硫酸盐含量超标，含盐量超标的土体，在遇水后，土体内部因应力变化，体积膨胀，土粒间空隙增大，从而使纵向产生较大位移，造成地基沉陷，即盐胀。盐胀是一个持续时间较长的过程，一旦道面区上部水稳及混凝土结构完成，很容易因土体胀裂起拱造成混凝土断板。位于边坡及边坡影响区的区域，由于盐胀作用，使边坡土体膨胀，造成边坡失稳，边坡土体滑移。如果回填土含盐量控制不力，导致含盐量超标，将对土方工程及后期的水稳及道面混凝土等结构工程质量造成较大危害。

3 高填方机场土方填筑施工管理优化

针对本次工程中的高填方边坡稳定性、不均匀沉降、含盐量高等问题，主要从组织管理、质量控制、工艺优化三方面进行施工管理优化。

工程施工管理实行策划先行，统一组织协调各标段施工安排，以控制填方的工后沉降和协调各种土基之间的刚度及差异沉降为研究方向，运用数字化施工技术及沉降监测技术，优化碾压遍数、碾压速度等施工参数，以科技创新为先导，制定各项施工方案和措施，以此对施工全过程和各个关键环节进行严格控制和管理，有效解决施工过程中出现的各种问题，全面促进各管理目标的实现。

3.1加强现场平面管理

高填方工程占地面积广，包括宅基地、采砂坑、试验段填筑土方、道路、农田等多种地貌，地势起伏较大。由于填筑材料有限，各标段施工安排不统一，导致标段间不能同步填筑。管理小组根据现场实际情况，对标段进行合理分区，根据总体施工计划，优先填筑道槽区土方。为减少因工作面搭接引起的差异沉降，土方回填尽可能整体同步实施。

如不能同步填筑，则先行填筑一侧应按1：5预留台阶。每分层碾压回填3.0m对搭接面进行一次强夯补强处理，从而保证工程质量，减少差异沉降。

在本工程的实际施工过程中，合理安排各分区、工作面的施工顺序并对作业人员、机械进行实时调整、灵活配置，使得各工作面土方回填整体同步实施，大大减少了工作面搭接段及预留台阶数，从而减少了因搭接引起的差异沉降。

3.2质量控制

重视关键技术指标试验检测，为加强道槽区填料的质量控制，对道槽区填料每填筑10m进行一次波速检测，来判断填料的密实程度，中间是否存在断层等；通过载荷板静载试验，确定结构物地基承载力是否满足要求，严格控制回填料含盐量，对料源每10000m³进行1次含盐量检测，同时对碾压完成面每2000㎡进行1次含盐量检测，做到料场和碾压面的双重控制。在此双重控制下，后续的施工过程中未出现含盐量超标现象。

3.3工艺优化

（1）防盐隔离层技术局部

本工程填筑材料采用天然戈壁料，以圆砾石为主，回填料中部分易溶盐含量超过设计标准值0.3%的要求，经试验检测，填料中易溶盐主要成分以亚硫酸盐为主，在经历冻融循环周期后，天然粗颗粒亚硫酸盐盐渍土的盐胀特点主要呈现为溶陷量较盐胀量大，溶陷具有不可逆性，对路基整体填筑质量破坏较大。因此要强化地基含盐量病害防治设计，严格控制填料质量，在土基含盐量超标区域合理设置隔断层，隔断层位于土基顶面60cm以下，采取复合土工膜+细沙保护层，复合土工膜具有良好的化学稳定性，能抵抗强酸、强碱的腐蚀；能够有效阻止土壤中水分蒸发及毛细现象携带盐份上升聚集到结构面而产生盐胀现象而破坏上部结构。

（2）土方填筑施工工艺优化

本工程土方填筑以分层碾压为主，在碾压过程中，必须按照正确的碾压顺序进行碾压，工程上常见碾压顺序为静压——弱振——强振——静压收面。但根据现场试验段反馈，我们发现粗粒土在此碾压顺序下的压实效果不佳，经多方实验，证明粗粒土并不适合此种碾压顺序。我们选择先强振后弱振的碾压顺序，先强振使下部土壤密实，此时上部土壤间粘结力受破坏、压实效果减弱，后面的弱振在不影响下部土壤压实度的前提下对松散的上部土壤进行压实，使得其粘结力恢复，从而使得上下都密实，整体压实度效果最好。

四、总结

伴随十四五规划的开展、西北地区机机场工程延续西部地区补短板基建工程的策略继续蓬勃发展，但对于本地区高填方机场工程中所遇到的多方问题，现有的的施工管理方面仍存在不足，本文以乌鲁木齐国际机场改扩建工程为背景，主要从组织管理、质量控制、工艺优化三方面进行施工管理优化。重点解决了由场地湿陷性粉、采砂坑、填料含盐量高等西北地区特有的不利因素引起的对高填方边坡稳定性、不均匀沉降问题，对于西北地区高填方机场土方填筑工程施工管理方面进行了初步优化。在实际施工中，为控制高填方土方填筑工程中的沉降、保证工程质量，本工程将自动化沉降监测、BIM技术及数字化技术相结合的信息化管理模式融入施工管理中，信息化施工管理将是我国机场工程未来发展的趋势。