“高真空管排水+冲击碾压地基处理施工技术”研究项目于2007年12月立项，2012年12月完成，2013年通过北京市市级科技项目成果鉴定。该项目研究由北京金港场道工程建设股份有限责任公司承担。该研究项目成果获2016年度“北京市政科技创新奖”一等奖，其成果适用于沿海软土地区的机场飞行区地基处理工程。

虹桥机场飞行区扩建工程平面示意图

    虹桥机场扩建项目简介 

    上海虹桥国际机场扩建工程位于上海虹桥国际机场原跑道西侧365m处，按照满足E类飞机的使用要求进行设计。该扩建工程在现有东跑道西侧365m处新建1条3300m长、60m宽的近距离跑道、3条3300m长、23m宽的平行滑行道，12条快速出口滑行通道，在跑道的南北两端各规划1条绕行通道以连接东西飞行区，另外在西跑道系统西侧修建面积11万m²的维修机坪和12.5万m²的货机坪，并与新航站楼空侧总面积约60万m²的站坪衔接，共布置89个机位，其中空侧站坪机位62个，维修机坪机位14个，货机坪机位13个。

真空泵井点降水施工现场

    拟建场地位于长宁区西郊虹桥国际机场内，地貌类型为滨海平原，地下水位较高、长年降雨较多、地表分布有多条沟浜塘。拟建场地浅部（约14.0m以上）地基土分布较稳定，主要以饱和黏性土为主，局部夹有粉性土，厚度较小；在深度约14.0m～24.0m，场地南部以粉性土和砂土为主，场地北部由黏性土组成，拟建场地处于古河道分布区，各层土质分布和土性有较大差异。拟建场地南侧地段明浜较为发育，有2 条明浜规模相对较大，1 条为横沥港，1 条为三泾港，场地内还有多条小明浜分布。浜底淤泥呈黑色，含大量黑色有机质，流塑状态，土质极其软弱，有臭味。场地内的暗浜分布零散，宽度一般为3.0～25.0m，浜土为灰黑色，含大量黑色有机质，土质软弱松散，有臭味，施工时将其挖除。原居民区拆迁后，地面遍布碎石、砖块、混凝土块等建筑垃圾，结构松散，成分复杂，局部混凝土地坪厚约0.1～0.5m，其下杂填土厚约0.5～1.3m，下部一般以黏性土为主，厚约0.5～0.7m。施工时需先将上部建筑垃圾清除。

    上海虹桥国际机场扩建工程浅层地基处理工程于2007年底开工于2008年05月31日竣工，场道工程于2009年12月竣工，2010年3月虹桥第二跑道正式投入运行。该工程由上海机场（集团）公司投资建设。北京金港场道工程建设股份有限责任公司参与承建地基处理及场道工程施工建设，该工程跑道软土地基处理施工应用了“高真空管排水+冲击碾压地基处理施工技术”。

三边形冲碾压路机施工作业现场

    项目研究概况介绍 

    “高真空管排水+冲击碾压地基处理施工技术”研究项目以上海虹桥国际机场扩建工程为依托，课题的研究重点是解决西跑道地基处理中的诸多技术重点和难点问题。针对上海虹桥国际机场扩建工程中所面临的地下水位高、地质情况复杂、雨季施工、拆迁工作量大、空防安全等难题，采用多种手段相结合的方法进行研究，以确保工程达到优良标准，并提高工程修建的技术先进性、安全性和经济性。针对场区存在浅层土不均匀、低强度和差异沉降变形等主要工程地质问题，以浅层处理为重点，对浅层处理方案进行比选，从而确定最优处理方案。课题将冲击碾压与高真空管排水有效结合、相互作用，击密效果大大提高，使被处理土体形成一定厚度的超固结“硬壳层”，使得表层荷载有效扩散，减少了因荷载不均匀产生的不均匀沉降。

山皮石精平作业施工现场

    针对虹桥扩建工程特点和难点，结合国内外研究现状，该课题对以下关键技术进行了研究：

    1）沟浜塘处理施工技术：包括明、暗浜处理、浅部土层处理技术原理及处理方案、质量检测研究等。

    2）高真空降水施工技术：包括技术原理研究、施工设备、材料选择、施工技术工艺、技术质量控制要点研究等。

    3）冲击碾压技术：包括建渣材料参数、山皮石垫层材料参数、冲击碾压施工参数、施工技术工艺、质量控制要点研究等。

    4）精平施工技术：包括粗平、精平、成品保护工艺研究、质量控制要点研究等。

    研究成果性能指标如下：高真空降水10d降低地下水位至4m以下，3m范围内土体含水量低于25%，经过25轮冲击碾压施工后，最后5遍冲碾沉降量小于1cm，最终实现地基反应模量K不小于40MN/m3，静力触探（垫层以下3m范围内）贯入阻力当量值不小于2.5MPa，标贯（垫层以下3m范围内）击数当量不小于5击。

大面积软土地基处理完成后的跑道区域现场

    项目成果应用与效益

    在技术研究与工程实践紧密结合的基础上，“高真空管排水+冲击碾压地基处理施工技术”研究项目形成了沟浜塘处理施工技术、高真空降水施工技术、冲击碾压技术、精平施工技术等4项软土地基施工工艺创新成果，以上创新成果在浅层地基处理施工技术方面具有先进性，在国内外地基处理工程中均达到技术领先水平。以该课题为依托形成的《高真空排水+冲击碾压施工工法》荣获2009-2010年度北京市级工法。

    该研究成果的工程应用解决了工后差异沉降和道槽基础强度等问题，达到了技术可行、经济合理、缩短工期的目标。冲碾的结构层为“建渣+山皮石”，两层均分别冲碾，使地基承载力进一步提高，同时可有效销纳建筑垃圾，减少了大量外运费用，有着显著的经济效益。“高真空排水+冲击碾压”浅层处理由传统做法造价的100元/m²降为47元/m²。

    “高真空管排水+冲击碾压地基处理施工技术”成功应用于上海虹桥国际机场扩建工程浅层地基处理工程，这也是该项技术研究成果在国内机场大面积地基处理工程中的首次成功应用，为我国沿海软土地区的机场飞行区地基处理工程施工提供了有益的借鉴。

    （北京市市政工程行业协会 供稿）

    注：本文刊载于《市政技术》2017年第4期，第4、5页。