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软基处理换填强夯法探讨

中国道路的现实与未来杂志 在线咨询
摘要:结合工程实例,对换填强夯法处理不均匀软基进行了研究,从区域划分、清除不良土层、回填碎石、强夯处理、不停航施工等方面实施控制,提出了换填强夯法处理软基的方法,通过机场工程实体试验论证,地基承载力达到了设计要求,工期得到了保证,为其他不均匀软基处理工程提供参考。
【关键词】
  • 软基处理 换填强夯法

1概述

随着我国民航事业的快速发展,国内大部分机场都存在规划与运行不匹配的压力,需要改扩建滑行道、延长跑道、扩建站坪等。在改扩建的过程中,首先,机场需要大面积征地,这些征地多是低洼的沟塘区、耕地区及新近杂填土堆填区等不均匀地基。其次,机场改扩建施工需要满足导航台电磁环境保护、净空保护及安防的要求,限制了地基处理方法的选用范围。再者,新建联络道、延长跑道与现状跑道搭接段涉及不停航施工。以上所述内容均会增加机场软基处理施工的难度,对施工技术提出更高的要求。

2工程概况

云南德宏芒市机场位于祖国西南边陲,飞行等级4C,现有一条2200m跑道,两条联络滑行道,场道工程扩建内容包括:现状跑道向南延长400m,建设一条等长平行滑行道,新建3条垂直联络道和1条快滑;平滑中南部新建10个C机位,现状站坪向北扩建6个C机位。场地地基情况较复杂,存在大面积沟塘、软弱土基,地基处理对象为道槽区范围内的全部①层填土、全部②层粘土(淤泥质土)、部分②1层液化中砂层;飞行区内换填处理面积约7万m2,飞行区外换填、低能级强夯面积约20万m2。

3关键技术

1)在大面积地基处理施工前,验证持力层或软基情况与地勘报告是否相符,验证设计方案的可行性。2)飞行区内、导航台电磁环境保护影响区宜采用换填法处理软基,若换填垫层的下卧土层不满足设计要求,采用增加换填厚度的方法处理。3)采用换填法处理跑道端之外300m以内、跑道中心线两侧75m以内地基时,需要对施工工序优化,以满足适航条件。4)采用换填法处理飞行区外软基时,若开挖完成面粉质黏土经碾压处理达不到设计压实度要求时,可采用低能级满夯法加固开挖完成地面以满足设计要求。5)强夯法处理机场软基时,需要核实强夯机械作业高度是否穿透障碍物限制面,必要时将强夯作业调整至夜间航后进行。6)不同地基处理方式搭接段采用1∶2台阶搭接或1∶8斜坡顺接,以减少搭接段不均匀沉降。

4施工工艺

改扩建工程地基处理对象为道槽区范围内的全部①层填土、全部②层粘土(淤泥质土)、部分②1层液化中砂层,设计文件将道槽区地基处理分区为QH区和HT区,QH区面积7681m2,HT区面积261596m2,需外购优质风化料约38万m3。下面通过QH区和HT区施工实例,阐述换填、低能级强夯法处理机场不均匀软基施工技术要点。

4.1QH区地基处理施工

新建平滑ZK18~ZK21区域约210m长,需处理土层的厚度为4.6m~5.8m,根据钻孔柱状图从上到下所需处理土层为①1层素填土、②层粘土(淤泥质土),原设计采用垫层强夯法处理,命名为QH区。QH区采用两遍3000kN•m能级点夯+1遍1000kN•m能级满夯处理,垫层厚1.5m;点夯之间、满夯与点夯之间、满夯与强夯效果检测之间的时间间隔不得小于14d;在QH区选择1000m2的区域作为试验段,土方开挖至设计标高、填筑1.5m厚块碎石,采用两遍3000kN•m能级点夯+1遍1000kN•m能级满夯处理后发现,不良土层上翻,重车行走时有严重的反弹现象;经检测地基标贯击数无法达到设计要求,且现场开挖探坑发现,上翻的不良土层厚度约3m。后经各参建单位共同商讨,将QH区处理方案优化为:将上翻的不良土层全部清除干净,槽底以见②1中砂层或③1圆砾层为准,回填3m厚块碎石,采用2遍3000kN•m能级点夯+1遍1000kN•m满夯加固。QH区边线距跑道中线约160m,强夯机械作业高度会穿透障碍物限制面,将强夯作业调整至夜间航后进行。QH区施工质量控制要点:将不良土层清理干净;回填料应采用中~微风化且水稳定好的石料,最大粒径不大于30cm,级配良好(Cu>5及Cc=1~3),含泥量不大于10%;加强现场监管,保证强夯施工严格按照QH区强夯施工参数执行。

4.2HT区地基处理施工

其他道槽区原设计采用一般的换填法处理,命名为HT区;即按照地勘报告清除①1层、①2层、②层不良土层、碾压处理开挖完成面,然后分层碾压、回填风化料至土基顶。在新建10个C机位站坪处实施原地面冲碾、原地面振碾、回填50cm厚风化料后冲碾试验段,试验结果表明上述方式处理后,原地面压实度均达不到设计要求0.95。经各参建单位召开地基处理专项会议研究决定,增加1500kN•m满夯、1000kN•m满夯试验段,并根据设计要求将原地面检测方式优化为标贯试验。标贯试验检测结果表明,1500kN•m满夯加固的地基能够达到预期效果,进而确定飞行区外约10万m2道槽区地基处理方式,将不良土层清除干净,然后铺50cm厚风化料,进行1500kN•m满夯,d/4搭接,单点击数为5击。北扩6个C机位、平滑北段距离机场VOR台较近,不能采用强夯法处理地基,以免影响VOR台数据的精确性和电磁环境。飞行区内道槽区由于净空及飞行区管控等因素,该区域道槽区地基不能采用强夯、冲碾等方式处理,该区域经各参建单位共同商讨,确定不停航施工区域道槽区地基处理方式为:根据地勘报告,将①1层、①2层、②层不良土层清除干净,并超挖60cm,对超挖后的完成面采用碾压处理,要求碾压面以下30cm标贯击数达到7击以上,然后分层碾压、回填风化料,分层厚度不大于30cm,回填料固体体积率不小于83%。该部分区域换填处理施工于2017年10月下旬开始,于12月底完成,施工质量满足设计要求。HT区内换填厚度不一致的区域,采用不大于1∶8的坡比顺接;HT区与QH区搭接处换填深度相差较大时,采用1∶2台阶搭接,台阶宽度不小于1m,以减少搭接处不均匀沉降。

4.3不停航施工注意事项

管线保护。改扩建机场常常存在地下管线多、现存资料不全的情况,在土方开挖过程中注意避让地下管线。防止跑道入侵。飞行区内道槽区地基处理施工前,应在距跑道中线75m处设置1.5m高的临时围栏,围栏上方设置红色恒定警示灯,同步设置安全警示牌,防止人员、车辆在机场运营期间侵入跑道。机械限高和扬尘治理。飞行区内施工时,在保证施工质量的同时,要做好机械限高管理和扬尘治理工作。松散堆积料用密目网覆盖;同时在航班密集时段和重点区域加强洒水降尘工作。航后区域施工期间,要求开挖的沟槽及时复原,选择合适的适航恢复方案。当天开挖的道槽区地基处理完毕后,分层碾压、回填风化料至土基顶,交接位置采用风化料在道槽区接坡。

5实施效果

采用优化后的换填、低能级强夯处理方案及一系列策划和保障措施,处理后地基的各项检测指标均符合设计规范的要求。同时,在上述地基处理施工过程中,我单位未发生挖断管线、跑道入侵、不满足适航条件等影响机场运行的事件,多次受到建设单位、监管单位的表扬。

6结语

本文所述换填、低能级强夯处理方案及一系列保障措施,既能保证机场不均匀软基处理效果,又能保障机场运营安全,对其他机场类似改扩建工程具有借鉴意义。

参考文献:

[1]CECS279:2010,强夯地基处理技术规程[S].

[2]MH5014-2002,民用机场飞行区土(石)方与道面基础施工技术规范[S].

[3]CCAR-140,民用机场运行安全管理规定[Z].

作者:孙学强 单位:山西机械化建设集团有限公司

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期刊名称:中国道路的现实与未来

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出版地方:北京
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创刊时间:2013
发行周期:年刊
期刊开本:B5
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