CN110820456A - 一种防沉降换填交替机场跑道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种防沉降换填交替机场跑道及其施工方法，主要是通过在换填交替机场跑道施工的开挖段铺设一种吸水膨胀、失水收缩，在含水量变化时具有明显胀缩变形的膨润土复合层；在换填交替机场跑道施工的填埋段采用具有承载力大，地基沉降变形小的CFG桩褥垫层复合地基的方法；分别对开挖、填埋段的路基基层整平夯实，压实度达85％以上，对开挖、填埋段的交界处用膨润土填充密实，经过处理后使得两段路基表面平整光滑，最终使得换填交替机场跑道的开挖段和填埋段的路基能够达到同步均匀沉降的目的，从而保证换填交替机场跑道在使用过程中的安全性。

Description

一种防沉降换填交替机场跑道及其施工方法

技术领域

本发明涉及机场建设技术领域，尤其涉及一种防沉降换填交替机场跑道及其施工方法。

背景技术

随着现代社会的发展，科技的进步，人民生活水平的提高，飞机，作为一种方便、快捷的新型交通工具，越来越成为人们出行的首选。全国各地不断壮大的经济实力和全方位的开放格局，直接促进了航空运输的迅速发展。在山地、丘陵以及沿海地区修建机场也成为了一种趋势，其中，在机场的主要施工工程中，机场跑道可堪称为是最主要的建筑物之一，其重要性也不言而喻。机场跑道是机场建设中的施工重点，是保证机场能够顺利运营的重要环节。机场跑道施工质量的好坏也严重影响到飞机能否顺利起飞和着陆，除去施工质量不佳之外，其中，土基不均匀沉降一直是跑道建设所面临的重大问题，特别是山地、丘陵、沿海地区的换填交替施工造成机场跑道的不均匀沉降，就是最明显的问题。地基基础的不均匀沉降是造成路基不均匀沉降的最主要原因，因此，开展土基不均匀沉降控制研究对机场跑道的建设具有十分重要的现实意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种防沉降换填交替机场跑道及其施工方法，通过在开挖段铺设膨润土，在填埋段采用CFG桩褥垫层复合地基，从而使换填交替机场跑道的沉降达到均匀控制。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种防沉降换填交替机场跑道，包括路基和位于路基之上的路基填料层，所述路基又包括开挖段和填埋段，所述开挖段铺设有膨润土复合层，所述填埋段包括复合有CFG桩和褥垫层的地基，所述CFG桩竖立于地基中、褥垫层铺设于所述地基上方，所述开挖段与所述填埋段的交界处填充有膨润土且两段的上表面位于同一水平面。

优选地，所述膨润土复合层的下方依次铺设有混凝土结构基层和碎石垫层，所述膨润土复合层的上方铺设有褥垫层。

优选地，所述膨润土复合层从下到上依次包括膨润土防水系统、膨润土及膨润土泥皮，所述膨润土防水系统从下到上依次包括无纺布层、防水材料层及编织布层。

优选地，所述膨润土复合层的膨润土中无10mm以上的杂物且密实度大于85％。

优选地，所述褥垫层自下至上包括碎石、中粗砂和土工格栅。

更优选地，所述碎石的最大粒径不大于25mm。

本发明还提供了一种防沉降换填交替机场跑道的施工方法，包括以下步骤：

1)在路基开挖段开挖完成之后平整场地，铺设膨润土复合层；

2)将路基开挖段的土体、碎石运送到填埋段进行填埋，平整施工场地后，进行CFG桩和褥垫层的施工；

3)对开挖段、填埋段交界处用膨润土进行密实填充，最终使开挖段与填埋段路基达到同一平整面，之后进行路基填料层的施工。

优选地，步骤1)中，铺设膨润土复合层前将基层整平夯实，在整平后的基层上方铺设碎石垫层后再浇筑一层混凝土结构基层，铺设膨润土复合层(包括膨润土防水系统的施工，膨润土防水系统包括无纺布层、防水材料层及编织布层，之后铺设膨润土，并在膨润土表面铺设一层膨润土泥皮做防水处理)，再铺设一层褥垫层，并对基层压实处理，压实度达85％以上，表面平整光滑，无2cm以上的杂物凸出。

优选地，步骤2)中，填埋后，采用重型振动压路机对施工场地进行压实补强，碾压正式施工前进行试验段碾压试验。

优选地，步骤2)中，利用长螺旋钻孔机进行CFG桩的施工。

更优选地，成桩时，拔管速率为1.2-1.5米/分。

优选地，步骤2)进行褥垫层的施工时，在最大粒径不大于25mm的碎石中掺入10-12％的石粉或细颗粒，拌合均匀后进行填筑。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

开挖段膨润土复合层中的膨润土具有吸水膨胀、失水收缩的工程特性，膨润土防水系统的处理能够有效的控制开挖段的变形，与填埋段CFG桩褥垫层复合地基承载力大、地基变形小的特点相结合，采用合适的处理方式能够减小地基过大沉降或者不均匀沉降对路基造成的破坏，能够实现换填交替机场跑道路基的均匀沉降，保证了换填交替机场跑道的安全性。本发明可以为本领域提供指导，也可以作为本领域教学、科研之用。

附图说明

图1为本发明一种防沉降换填交替机场跑道的结构示意图。

图中，1为开挖段，2为填埋段，3为膨润土复合层，4为CFG桩，5为土层，6为褥垫层，7为路基填料层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如未特殊说明，本申请中采用的施工材料、设备及方法均可采用现有技术实现。

如图1所示，本发明提供的一种防沉降换填交替机场跑道，包括路基和位于路基之上的路基填料层7，路基又包括开挖段1和填埋段2，开挖段1铺设有碎石垫层、混凝土结构基层(图中未示出)、膨润土复合层3(包括膨润土防水系统、膨润土、膨润土泥皮)及褥垫层(图中未示出)，其中，膨润土防水系统从下到上依次包括无纺布层、防水材料层及编织布层，该系统可采用常规材料与厚度，填埋段2包括复合有CFG桩4和褥垫层6的地基，CFG桩4竖立于地基(土层5)中，褥垫层6铺设于地基上方，开挖段1与填埋段2之间用膨润土进行密实填充，使两段上表面位于同一水平面。

上述防沉降换填交替机场跑道的施工方法，包括：

一、在换填交替机场跑道施工开挖段，将换填交替机场跑道施工开挖的土体、碎石运送并填充到填埋段，待场地开挖完成之后进行场地的平整，在铺设膨润土前要铺设碎石垫层、混凝土结构基层和膨润土防水系统，铺设好膨润土后，在膨润土表面铺设一层膨润土泥皮做防水处理，再铺设一层褥垫层，最后采用设备将基层整平压实，压实度达85％以上，表面应平整光滑，不能有凸出2cm以上的岩石和其他物体，表面应基本干燥，不能有明显积水，若有积水要进行排水作业。膨润土的施工应在无雨、无雪天气下进行，施工时如遇下雨、下雪应用塑料薄膜进行遮盖，防止膨润土提前水化。所有回填土最好用砂子或过筛后的土，土中不得含有10mm以上的石子等杂物。回填土要进行夯实(或压实、振捣等)，回填土的密实度须大于85％。

膨润土具有吸水膨胀、失水收缩的工程特性。膨润土除在荷载作用下产生变形外，还会在含水量变化时产生明显的胀缩变形。在外荷载与浸水等共同作用下的湿胀变形，在外加荷载与蒸发、风干、水位降等共同作用下的干缩变形。

二、在换填交替机场跑道施工填埋段，将换填交替机场跑道施工开挖段的土体、碎石进行填埋之后，进行场地的平整，可采用重型振动压路机进行压实补强，碾压正式施工前进行试验段碾压试验。对施工场地进行平整后，经测量后放样，利用长螺旋钻孔机进行CFG桩的施工，在施工过程中，根据环境选择适当的成桩的施工工艺，拔管速率应控制在1.2～1.5米/分。再进行褥垫层的施工，褥垫层用来协调桩与桩间土的变形，材料采用中粗砂、碎石等。褥垫层的具体设计形式自下至上为碎石、中粗砂、土工格栅。褥垫层中所采用的碎石最大粒径不宜大于25mm，在碎砾石中掺入10-12％的石粉或细颗粒，拌合均匀后进行填筑。不宜选用卵石，卵石咬合力差，施工扰动容易使褥垫层厚度不均匀。褥垫层中所采用的砂为天然级配的中粗砂，不含草根、垃圾等杂质。

换填交替机场跑道施工填埋段的CFG桩复合地基承载力都不是很高,一般不超过200kpa，而且由于复合地基压缩模量较天然地基的压缩模量的提高幅度有限,因此CFG桩复合地基仍有较大的变形。然而，CFG桩复合地基承载力标准值较高，具有刚性桩的性状，能够很好的控制沉降。

三、对两段路基交界处用膨润土进行密实填充，使开挖段与填埋段路基达到同一平整面，之后进行机场跑道路基填料的施工。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种防沉降换填交替机场跑道，包括路基和位于路基之上的路基填料层，所述路基又包括开挖段和填埋段，所述开挖段铺设有膨润土复合层，所述填埋段包括复合有CFG桩和褥垫层的地基，所述CFG桩竖立于地基中、褥垫层铺设于所述地基上方，所述开挖段与所述填埋段的交界处填充有膨润土且两段的上表面位于同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种防沉降换填交替机场跑道，其特征在于，所述膨润土复合层的下方依次铺设有混凝土结构基层和碎石垫层，所述膨润土复合层的上方铺设有褥垫层。

3.根据权利要求1或2所述的一种防沉降换填交替机场跑道，其特征在于，所述膨润土复合层从下到上依次包括膨润土防水系统、膨润土及膨润土泥皮，所述膨润土防水系统从下到上依次包括无纺布层、防水材料层及编织布层。

4.根据权利要求3所述的一种防沉降换填交替机场跑道，其特征在于，所述膨润土复合层的膨润土中无10mm以上的杂物且密实度大于85％。

5.根据权利要求1或2所述的一种防沉降换填交替机场跑道，其特征在于，所述褥垫层自下至上包括碎石、中粗砂和土工格栅，所述碎石的最大粒径不大于25mm。

6.一种防沉降换填交替机场跑道的施工方法，包括以下步骤：

1)在路基开挖段开挖完成之后平整场地，铺设膨润土复合层；

2)将路基开挖段的土体、碎石运送到填埋段进行填埋，平整施工场地后，进行CFG桩和褥垫层的施工；

3)对开挖段、填埋段交界处用膨润土进行密实填充，最终使开挖段与填埋段路基达到同一平整面，之后进行路基填料层的施工。

7.根据权利要求6所述的一种防沉降换填交替机场跑道的施工方法，其特征在于，步骤1)中，铺设膨润土复合层前将基层整平夯实，在整平后的基层上方铺设碎石垫层后再浇筑一层混凝土结构基层，铺设膨润土复合层，之后再铺设一层褥垫层，并对基层压实处理，压实度达85％以上，表面平整光滑，无2cm以上的杂物凸出。

8.根据权利要求6所述的一种防沉降换填交替机场跑道的施工方法，其特征在于，步骤2)中，填埋后，采用重型振动压路机对施工场地进行压实补强，碾压正式施工前进行试验段碾压试验。

9.根据权利要求6所述的一种防沉降换填交替机场跑道的施工方法，其特征在于，步骤2)中，利用长螺旋钻孔机进行CFG桩的施工，成桩时，拔管速率为1.2-1.5米/分。

10.根据权利要求6所述的一种防沉降换填交替机场跑道的施工方法，其特征在于，步骤2)进行褥垫层的施工时，在最大粒径不大于25mm的碎石中掺入10-12％的石粉或细颗粒，拌合均匀后进行填筑。

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