强夯与强夯结合处理在机场高填方场道基础工程中的应用

强夯与强夯结合处理在机场高填方场道基础工程中的应用

机场位于沿海地区。机场的航空线路的基本单元由场所内的山地岩石波束作为填充材料。平均填充高度为10.5m，最大填充高度为25.0m，填充材料为1000多万3m。这是典型的人工填充土地。场道基础决定着整个道面结构的稳定性、耐久性和使用功能。对于高填方地基,特别是填石地基,传统的分层碾压和重夯都有较大的局限性,无法满足机场场道地基比其它地基更高的密实、均匀、稳定性要求。而强夯加冲击碾压技术的有效结合,解决了分层碾压、重夯技术的压实功能低、级配和粒径要求高、工期长、施工质量难以保证等局限,可以成功对高填方场道地基进行加固。1工程施工方案工程根据地形、工程量、工作面大小,同时保证道槽区不出现纵向接缝,分为若干作业区。各作业区平行作业,各区域内部填筑、强夯、冲碾流水施工。施工中关键控制区域是道槽区及其影响区,施工方案按原地基处理和填筑体处理分别设计。总体技术要求:道槽及其影响区,工后剩余沉降量≤8cm;天然土基处理填筑体完成后,置放3个月,月均沉降≤5cm,可以进行上部施工;填筑体填石料固体体积率≥83%,变形模量≥25MPa;天然土基(填筑体基底)处理后承载力标准值≥200kPa,变形模量16kPa。土面区,工后剩余沉降量≤30cm,填石料固体体积率≥78%,变形模量≥20%。2基本处理设计2.1垫层的铺设和回填清表完成后,进行石料垫层施工,采用挖方区爆破的石料,石料最大粒径不大于0.4m,Cu>5,Cc=1～3。道槽区及其影响区铺填1.0m厚垫层,土面区铺填0.8m厚垫层。垫层作为“始夯面”兼有作业面找平作用,局部最大厚度按2.0m控制。2.2基础处理工程的设计方案2.2.1强宽带覆盖土地层的夯实其范围为两侧道肩边线各往外延1m,然后按照1∶0.75向下放坡至原地面所得范围。覆土厚度0～5m时,铺填1m厚垫层后,采用2000kN·m能级的强夯处理,分2遍夯击。第1遍点间距按5m正方形布点,第2遍夯点位于第1遍夯点中间,单点击数≥12击,最后两击平均夯沉量≤5cm作为停锤标准。补强方式为1000kN·m,夯一遍,每点2击,D/4搭接。覆土厚度5～10m时,先清除部分沉积物至厚度<5m,铺填1m厚垫层后,进行夯击,同样采用2000kN·m能级的强夯处理,分两遍夯击,强夯参数同覆土0～5m时一致。补夯方式为1000kN·m,夯1遍,每点2击,D/4(D为夯锤直径)搭接。2.2.2路机冲洗方式土面区原地基处理全部采用冲击碾压处理方式,清表后局部覆土较厚区挖除部分沉积土、再铺填0.8m垫层后,采用25kJ冲击式压路机冲压,冲压遍数≥30遍,补强方式采用25t振动压路机碾压密实。冲击碾压的有效影响深度在1.0～2.0m,在0～1.5m处形成连续、独立的加固层,冲击效果是同吨位振动压路机的3～4倍。冲压施工长度宜为300～500m,最短直线距离≥100m,宽度≥6m。冲击区域最大坡度不超过6%。冲击碾压速度控制在10～12km/h。实施错峰压实,每冲压5遍改变冲压方向。3土木工程修复工程填筑体处理工艺参数如表1所示。3.1回填整地及填充回填填筑高度为由处理过的地基表面至褥垫层底,为保证工程质量和足够施工工作面,尽量较少接茬,由褥垫层底标高向下反算强夯分层数。石料最大虚铺厚度4m(分层摊铺,每层1m),最大粒径≤0.4m,级配合理,分层堆填,不允许抛填。填筑程序:自卸车卸料堆填→推土机整平→振动压路机压面→下层回填→完成强夯处理分层。采用能级3000kN·m强夯法处理,点夯分2遍施工,第1遍点间距按5m正方形布点,第2遍夯点位于第1遍夯点中间,单点击数≥10击,最后2击平均夯沉量≤5cm作为停锤标准。3.2计算强夯实分层填筑高度由地基处理后地基表面至过渡层底,同样要计算强夯分层,每层最大虚铺厚度4.0m,堆填,石料最大粒径≤0.8m,级配合理。采用能级3000kN·m强夯法处理,强夯技术参数同道槽区。3.3抗冲损伤填筑体每层强夯处理完成后,必须整平,然后进行冲压补强。冲压补强采用三边双轮25kJ冲击式压路机冲压,冲压遍数≥20遍。4与土面区相接处1)植物土清理由低标高向高标高进行,各分区内均先进行盲沟区域地基处理,以便及早为填筑、强夯施工提供场地。2)对于填方区坑、穴和河沟池塘,应将水抽干、清理淤泥、晾干后,回填碎石、分层夯实至原地面标高,再采取地基处理方式。3)各个作业区及作业区之间尽量安排同步施工,以避免施工接缝。道槽以及影响区全宽填筑,按跑道纵向为作业流水方向。4)道槽及其影响区整体施工,与土面区相接处先施工道槽及其影响区,填筑时向土面区超填5m,以确保与土面区相接处填筑体强夯处理效果满足设计要求。5)道槽影响区按4×1m/层进行铺填,采用后退法填筑,土面区按4m/层后退法堆填。6)分层交错搭接不能同时填筑时,按1∶2留设斜坡,搭接处应采用增加点夯方式加固,夯能3000kN·m,单点击数≥10击,间距5m。7)严格控制石料质量,不得含土,粒径、级配符合要求。对于超粒径大块石应使用机械破碎锤予以破碎。8)强夯分层厚度控制在4.0m,主要是考虑强夯能级的影响深度、石料粒径和施工组织等,关键是上下层要形成嵌固和咬合,保证施工质量。9)施工中质量控制关键点是强夯能级和击数,冲压的速度和遍数。5沉降观测方法由于机场场道高填方地基的特殊性,其强夯加冲击碾压加固效果的检测采取了与其特点相适应的方法。1)检测方法施工中填筑体基底进行了静力载荷试验;每一强夯冲压处理层施工完成后检测石料固体体积率,灌水法,道槽及其影响区频率是每3000m2检测一处,土面区每5000m2检测一处;道槽区填筑完成后,进行沉降观测;部分地段还采用了探槽等方法,观察地基剖面的空隙情况。2)跑道填筑体施工完成后3个月累计沉降量如表2所示。设计要求规定观察3个月,累计沉降量≤5.0cm。从表2中可以看出40个观测部位沉降最小的是17号点,沉降0.02cm,沉降最大的是21号点,沉降2.90cm,平均沉降量1.20cm,远低于累计沉降量≤5.0cm的设计要求。3)施工验收检测填筑体固体体积率、地基承载力、变形模量、高程及观感质量全部满足设计和规范要求,工程质量优良。6冲击压实影响深