施工图设计说明

1、合肥新桥国际机场北工作区场地平整工程设计编号：S1013设计阶段：施工图设计总经理： 陆志培技术负责人： 陈士昌_设计总负责人：范宇刚_上海民航新时代机场设计研究院有限公司二一年三月施工图设计说明及施工技术要求工程名称：合肥新桥国际机场飞行区工程项目名称：土方工程、地基处理工程设计编号：S1013 设计专业：场道审定：陈士昌_ 审核：李军世_项目负责人：范宇刚_ 专业负责人：范宇刚_校对：黄玲玲_ 设计：范宇刚_ 肖媛媛_ 目 录1、设计依据和技术标准11.1 设计依据11.2 设计标准12、工程地质条件22.1 地形地貌22.2 地质状况22.3 水文地质43、设计内容54、土方工程54.1

2、 地势设计原则与要求54.2 控制点标高及纵横坡设计64.2.1 飞行区内机坪区（含规划发展用地）64.2.2 工作区64.3土方计算64.3.1 计算公式64.3.2 主要计算参数74.3.3 土方工程量74.4其它说明75、地基处理工程85.1 工程地质问题85.1.1 膨胀土处理85.1.2 沟塘处理95.2 地基处理方案95.3 沟塘处理设计115.4 “石灰改良”方案设计115.4.1 石灰改良边界125.4.2 石灰改良参数125.4.3 填筑工艺125.4.4 检测指标和要求135.4.5 施工技术要求135.4.6 主要工程量145.5 土方填筑设计141、设计依据和技术标准1

3、.1 设计依据1) 合肥机场迁建工程项目可行性研究报告(中国民航机场建设集团公司，2007.12)；2) 合肥新桥国际机场跑道、滑行道、联络道及停机坪岩土工程勘察报告（详勘）(安徽省建设工程勘察设计院，2008.1)；3) 合肥新桥国际机场跑道、滑行道、联络道及停机坪岩土工程勘察补充说明（补勘）(安徽省建设工程勘察设计院，2008.3)；4) 合肥新桥机场数字化测图技术报告书（安徽省第四测绘院2006.7）；5) 东航安徽分公司合肥机场机务维修区详细规划(中国民航机场建设集团公司，2009.7)；6) 合肥新桥机场北工作区土方回填与处理会议纪要(2010.3.2)；1.2 设计标准1) 民用机

4、场飞行区技术标准（MH5001-2006）；2) 国际标准和建议措施机场国际民用航空公约附件十四（国际民航组织，2004年7月第四版）；3) 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；4) 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）；5) 民用航空运输机场安全保卫设施（MH/T7003-2008）；6) 民用机场飞行区土(石)方与道面基础施工技术规范（MH5014-2002）；7) 公路土工试验规程（JTJ051-93）；8) 膨胀土地区建筑技术规范（GBJ112-87）；9) 国家及民航其他有关的标准、规范和规定等。2、工程地质条件北工作区场区工程地质条件参照飞行区勘察报告。2.1

5、 地形地貌拟建场地位于江淮分水岭北西侧，地貌型态属江淮丘陵岗地与坳沟交错的地貌单元。主体呈南高北低趋势，但坡度较为平缓，地形也较为开阔。其中场区北部地势较为低洼，并与北侧柳塘水库相接。场地标高一般在4560m（56黄海高程系）。由于地处江淮分水岭，从无洪涝记录，周围的小型水库也主要起汇集雨水、灌溉田地的作用，由此可排除洪涝威胁。场区主要有柳塘水库及另一个水塘，但均仅占水域局部一角，由于缺乏勘测资料，根据飞行区经验，一般塘的深度较浅，且无淤泥。2.2 地质状况地质资料揭示本场地的地层层序自上而下可分为：层耕（填）土(Qm1)层厚0.504.00m，层底标高51.4869.11m。褐色、黄灰色等，

6、湿，软塑可塑或松散稍密状态，含有植物根、碎石等，主要成分为粘性土。水沟、水塘及水库底部分布有流塑软塑状态的淤泥质土(淤泥)。层粉质粘土 (Q4a1+p1)此层主要分布于坳沟中，层厚0.003.30m，层底标高49.4567.26m。黄灰、灰黄色，软塑可塑状态，湿，无摇振反应，稍光滑，干强度中等，韧性中等，层状结构，含氧化铁、少量粉砂等。其静力触探比贯入阻力Ps值一般为1.42.0MPa，平均值为1.69MPa。层粉质粘土 (粘土)(Q3a1+p1)此层局部分布，层厚0.003.60m，层底标高47.7965.69m。灰黑、灰黄、灰褐色，可塑硬塑状态，湿，无摇振反应，光滑，干强度中等高，韧性中等

7、高，层状结构，含氧化铁、铁锰结核及高岭土等。其静力触探比贯入阻力Ps值一般为2.02.40MPa，平均值为2.25MPa。层粘土(Q3a1+p1)此层部分孔揭穿，揭穿层厚1.4021.40m，层底标高43.052.0m。褐黄、黄褐、褐色，硬塑状态，稍湿，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高，层状结构，含氧化铁、铁锰结核及高岭土等，此层局部地段夹粉质粘土。其静力触探比贯入阻力Ps值一般为2.65.3MPa，平均值为3.99MPa。其标准贯入试验实测击数值一般为1521击/30cm，平均值为16.9击/30cm。根据室内试验结果，层粘土有关膨胀性的参数见下表：试验内容一般值平均值自由膨胀率ef(%)

8、385843.89膨胀率e50(%)0.20.60.392收缩系数s0.220.530.322膨胀力Pe(kPa)124723.21根据层粘土的自由膨胀率，判断层粘土具有弱膨胀潜势。根据层粘土的平均含水量、膨胀率及收缩系数等计算（从地面算起），其分级变形量约为50mm，胀缩等级为级。层强风化泥质砂岩(K)此层部分孔揭穿，揭穿层厚2.507.60m，层底标高35.6648.09m。棕红色、紫红色，稍湿，密实状态，表部已风化成壤，无水可钻进，含氧化铁、长石、云母、黑色矿物等。裂隙发育，极破碎，属极软岩，其岩体基本质量等级为类。其标准贯入试验实测击数值一般为4165击/30cm，平均值为50击/30

9、cm。 层中风化泥质砂岩(K)此层未揭穿。棕红色、紫红色、砖红色，坚硬(密实)状态，含云母、黑色矿物等。结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，块状构造，岩体较完整，岩石质量指标RQD一般为较差较好(50<RQD<90)，属极软岩，其岩体基本质量等级为类。其标准贯入试验实测击数值一般为99126击/30cm，平均值为112.4击/30cm。 各地基土层的设计计算参数建议值见下表。各土层设计计算参数建议值土层名称及代号天然重度含水量干重度塑限液限液性指数回弹模量压缩模量直剪试验容许承载力粘聚力内摩擦角rWrdWPWLILE0EsCkkKN/m3%KN/m3%KN/m3MPakPa度kPa粉

10、质粘土19.327.315.219.436.90.47229.7839.214.3160粘土19.426.815.320.339.40.34309.7949.910.8210粘土19.824.315.921.141.80.163814.6482.112.02802.3 水文地质拟建场地主要分布于层耕（填）土和层软塑可塑状态粉质粘土中的上层滞水，分布不连续，其补给来源于大气降水与地表水。层强风化泥质砂岩和层中风化泥质砂岩中埋藏有少量裂隙水，其沿岩石节理、裂隙、层面径流，其径流方向受岩层面起伏变化、岩层产状、节理、裂隙发育等因素影响明显。勘察期间在坳沟中的钻孔中测得混合静止水位埋深为1.01.80

11、m。拟建场地地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。因此，应根据工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046）的要求进行腐蚀性防护。3、设计内容2010年2月 ，受合肥新桥国际机场建设指挥部委托，我院对合肥新桥国际机场北工作区进行场地平整设计。本次工程场地位于新机场飞行区西北角，工程范围主要包括东航工作区、主进场道路、二次雷达站、航空公司机坪及发展用地。其中新建机坪东侧与飞行区除冰坪相接。整个场区南北长约710m、东西宽约354m。本次工程包括场区的土方平整及相应的地基处理。其它相应的道面、道路、场坪、单体建筑、排水沟、管线、挡墙及其它构筑物等均需另行设计。由于部分区域在飞行区工程中已进行了初

12、步的平整设计，本次工程仍统一设计并在最后工程量中相应扣除。4、土方工程4.1 地势设计原则与要求1) 机场地势设计应在符合技术标准要求、保证安全的前提下，结合场区原地形，便于机场排水，尽量减少土石方工程费用，此外还应适当考虑发展需要，以做到技术上可行，经济上合理。2) 对于机坪地势除以上要求外，还应满足飞机停放的要求，保证与陆侧以及相关联络滑行道地势的衔接顺畅。对于工作区应根据道路、场坪及建筑等不同要求，合理确定控制标高及坡度。3) 根据甲方要求，为通盘考虑包括飞行区、航站区及工作区在内的全场土方平衡并兼顾今后发展，由中国民航机场建设集团公司牵头负责全场竖向规划及土方平衡设计，并形成初步竖向方

13、案。本次工程场区地势基本按照该方案的控制点标高进行设计，并对局部地势进行优化调整。场区以填方为主，可利用飞行区富余土方回填。4.2 控制点标高及纵横坡设计 飞行区内机坪区（含规划发展用地）由于场区地势呈南高北低趋势，且飞行区设计地势相对较高，本次机坪区（含规划机坪）地势设计纵向为0.25%左右向北降坡；横向以除冰坪西侧沿线(A1135.5)为分水岭，呈双面坡形式，横坡为0.50.6%向东西两侧降坡。对于西南侧维修机坪区，纵向为0.5%向北降坡，横向为0.30.6%向西降坡。道肩及连接带一般为向外11.5%降坡。 工作区纵向与机坪区基本一致，一般为0.25%左右向北降坡。横向一般为1.5%向西降

14、坡。维修机库区域基本为平坡。主进场路区域横坡一般为1.52%。全场综合坡度一般不大于2.5%，距征地线内2m设土方工作边线，外侧按设挡墙考虑（需结合场外道路另行设计）。4.3土方计算 计算公式道槽区工作高度设计高程原地面高程结构厚度去除耕植土厚度压实沉陷值其它区工作高度设计高程原地面高程去除耕植土厚度压实沉陷值； 主要计算参数考虑到场区道面、路面及建筑物等分布较多，且填方高度较高，为保证压实效果，全场去除耕植土厚度统一按30cm计。压实沉陷值统一取3cm。土方压实度要求下部填方统一按不小于0.93（重型）控制；新增道槽及机库区结构层下1m、二次雷达建筑-1.5m-4.5m（以建筑地面为

15、7;0.00）均按不小于0.95（重型）控制；土面区表层覆土（一般为30cm，规划机坪区为60cm）按不小于0.85（重型）控制。填挖比统一按1:1.15计。4.3.3 土方工程量全场计算填方为1579133方，沟塘回填（地基处理工程）约20000方，扣除飞行区工程已计填方（588474方），新增填方为1010659方。全场去除耕植土为68454方。去除耕植土可用于规划机坪区表层60cm及其它土面区表层30cm的覆土。扣除飞行区工程已计填方本次工程仍需外借土方1093804方,可由飞行区调运。4.4其它说明由于本次工程先行设计，与道面、道路、建筑等各项设计并不同步，而其它工程平面位置、结构形式

16、均未确定，因此建议地表下12m填方暂缓施工，以避免或减少二次开挖及倒运。其它要求参照民用机场飞行区土（石）方与道面基础施工技术规范中规定。5、地基处理工程5.1 工程地质问题根据工程地质条件和场区地貌，认为场区存在的主要工程地质问题是膨胀土处理及沟塘处理。 膨胀土处理膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩、再吸水再膨胀的变形特性。当土中含水量变化时，膨胀土有发生胀缩变形的特性，对建筑物具有相当大的破坏性。所以膨胀土是一种建筑工程不可忽视的不良地基土。我国于1988年8月正式颁布国家标准膨胀土地区建筑技术规范(GBJ11287)，为膨胀土地基处理提供了依据。合肥地区是我国膨胀土分布较广的地区之一，膨胀土物

17、理力学性质呈现为孔隙比、液性指数较小，液限较大，压缩性低，强度较高的特点，对建筑物破坏总体表现为低层(3层以下)破坏较严重。拟建场地层粘土形成于新生代第四纪晚更新世(Q3)，主要矿物成份为伊利石，具有弱膨胀潜势。层粘土层顶埋深1m左右，层厚5m21m，常见厚度13m17m。合肥地区地处江淮冲积平原，其膨胀土土质的显著特点表现为：第一是胀缩性，即干旱时土体收缩，竖向裂缝呈张开状，雨天遇水土体吸水膨胀；第二是崩解湿化性，即当土块的含水量低于塑限时，遇水迅速吸水崩解成细粒，土体软化，其力学强度急剧降低。合肥地区气候温湿，雨量充沛，属华东气候带，年平均降雨量999.0mm，年最大降雨量1649.9mm

18、，年降雨日120130天，降雨日最多月份78月份，月最多降雨日25天，最大日暴雨量296mm。根据近合肥市十年的气象资料，推算本地区湿度系数w约0.868，大气影响深度da约3.2m，大气急剧影响深度约1.44m。如此集中又长时间的降雨对膨胀土地基的稳定极为不利。根据膨胀土地区建筑技术规范(GBJ11287)，针对飞行区跑道、滑行道以及停机坪等重要部位应对膨胀土采取加固或改良措施，进行合理的地基处理，消除飞行区使用过程中膨胀土带来的不良隐患。 沟塘处理本次平整范围内沟塘面积为5387m2。沟塘在空间和平面上将天然地基切分得很不均匀，直接导致场地浅部地基土层性质的较大差异。如果不对沟塘进行彻底处

19、理，在工程荷载作用下将发生不均匀沉降变形，进而影响到上部道面结构的正常使用。5.2 地基处理方案石灰改良是一种化学改良膨胀土的方法，其机理为通过在膨胀土中掺入一定比例的石灰，使其遇水后生成氢氧化钙，氢氧化钙具有可溶性碱的通性，容易和空气中的二氧化碳结合生成碳酸钙晶体，从而结成硬块。碳酸钙本身是一种非膨胀矿物，对减小土的胀缩性，提高土体强度起到重要作用。其次，粘土矿物中的Al3+离子与石灰中氢氧基形成氢氧化铝，使土脱水硬化，增强了土的胶结力，从而降低了土的胀缩性，提高了土体的强度和水稳性。膨胀土采用掺入石灰进行改良处理，能有效降低土体含水量，减少土体胀缩性。根据工程经验，经改良的灰土自由胀缩率不

20、大于0.7%；掺入石灰对消除膨胀性效果明显，而且掺石灰后的缩限和线缩率也有所降低，这说明掺石灰不但能消除膨胀性，对降低施工后的土体收缩变形也是有效的。根据合肥新桥国际机场飞行区地基处理试验检测报告，通过室内试验，并结合施工现场拌合均匀的差异得出了合肥新桥国际机场飞行区场区内膨胀土的最优掺灰量为7%，7%灰土的最优含水量为17.4%。以下为飞行区地基处理试验区原状膨胀土、压实膨胀土与7%压实灰土的试验结果统计表： 试 验 指 标土 样 自由膨胀率ef(%)膨胀率e50(%)收缩系数s胀缩总率（%）含水量（%）膨胀力（kPa）膨胀土46.30.370.340.3525.933.93压实膨胀土44.

21、50.390.360.3921.169.787%压实灰土9.85-0.070.28-0.2123.23.72通过现场浸水载荷试验、现场承载板试验及现场压实灰土与室内试验结果对比，石灰改良不同处理厚度对土的强度、膨胀性、地基反应模量和浸水膨胀量有一定的影响，即随着石灰改良处理厚度的加大，土的膨胀性和浸水膨胀量有进一步降低、地基反应模量有进一步增大的趋势，但即使是地基处理最小厚度试验区（1.0m厚）的各项指标均可达到预期效果，详见下表：1.0m压实灰土试验结果统计表自由膨胀率（%）膨胀力（kPa）50kPa作用力下膨胀率（%）胀 缩 总率（%）密度（g/cm3）含水量（%）石 灰剂量（%）压缩模量

22、（MPa）浸 水 膨胀量（mm）9.853.72-0.07-0.211.9623.26.615.96.02根据合肥地区公路、铁路行业对当地膨胀土的成熟处理方法，以及飞行区地基处理试验区试验检测报告成果，确定该场地平整区采用石灰改良方案。5.3 沟塘处理设计1)疏干沟塘内积水，对于和场外贯通的沟塘，须用围堰筑坝与外界水系隔离。围堰采用编织袋填土砌筑，围堰地面必须高出水面1m，顶面宽度为3m，坡度为1：0.5，围堰修筑前在底部铺设一层防渗土工布，围堰修筑出水面后把防渗土工布向上翻卷，顶部设两层编织土包袋压顶，编织袋填土应干净，淤泥、过湿的土壤及垃圾土一律不得使用。围堰砌筑施工采用挖掘加人工配合的方

23、式。2)开挖1:1台阶式边坡，台阶高度不宜大于30cm。3)正在施工的工作区和航站区的情况反应沟塘清淤后无地下水，因此，可直接分层填筑素土至土方工程设计基槽面；分层压实素土的厚度视碾压机具而定，宜采用30cm厚；填土分层压实后的压实度，道槽区参照土方施工技术要求，一般土面区不小于0.85（重型）。压实度应进行分层检测，检测频率为每层每500m2一点。4)素填土可采用挖方区膨胀土。填土中不得夹有芦苇、草根、树根等，淤泥、过湿土壤及含有机物质的垃圾土一律不得使用。填土含水量宜控制最佳含水量±3%以内，每批回填土须经过不少于2次的含水量检测。5)沟塘处理工程量：土方回填量为2万方（因缺乏勘

24、察资料，该土方量为估算值，以现场实际发生量为准），围堰135m。5.4 “石灰改良”方案设计“石灰改良”方案的主要设计内容包括：石灰改良边界、石灰改良参数、填筑工艺、检测指标要求和主要工程量。5.4.1 石灰改良边界机坪石灰改良边界为道肩（或道面）边线向外2m，机库石灰改良边界为机库边线向外2m，二次雷达石灰改良边界为其构筑物边界向外3m（地基处理平面图详见场基施01）；石灰改良处理面积为54788m2。5.4.2 石灰改良参数石灰改良采用以下参数进行设计：(1)机坪区石灰改良深度为道槽以下1m；机库区石灰改良深度为结构层以下1m；二次雷达区石灰改良深度为结构以下标高-4.5m-1.5m。(2

25、)石灰采用级以上的生石灰粉，如采用钙质生石灰则有效CaO、MgO含量应不低于70，用JTJ05794标准试验方法试验时，应达到规定的技术标准。(3)最优掺灰量为7。5.4.3 填筑工艺(1)石灰改良土的拌合方法采用路拌法。(2)填土：松铺厚度一般不大于30 cm。(3)平整：用推土机将填料摊铺整平。若膨胀土较湿时，应翻耕晾晒。可用核子仪快速检测含水量以确定晾晒时间及洒水量。用平地机初平，使各处填土厚度均匀，用压路机快速静压一遍。(4)掺石灰拌合：根据掺灰量计算石灰摊铺所需厚度，或折算为每平方米所用的石灰质量。摊铺均匀后用五铧犁翻耕，路拌机拌合均匀。(5)碾压前检测首先检测石灰剂量，将现场拌合好的石灰土取样，通过EDTA二钠标准液滴定，来确定石灰剂量是否符合设计要求。其次检测改性土的含水量，并控制在最佳含水量的-2%3%范围内，必要时需晾晒或洒水。(6)碾压阶段用重型振动压路机进行碾压，先静压再振动再静压，从两边往中间，先慢后快，压路机行驶的速度不超过4km/h，碾压应大致平整，当天填筑必须当天压实。压实度与碾压机械的选择有关，土质变化时可适当调整碾压遍数，直至压实度满足要求。传统的分层碾压厚度为3040cm。针对膨胀土的石灰改良处理