CN219773024U - 一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，从上到下依序包括依序包括处理层和土石为填料的非处理层，所述处理层从上到下依序包括土石为填料的开挖回填夯击层、强夯处理层和柔性桩复合层，其中所述处理层的厚度≥15m，所述开挖回填夯击层的厚度≤5m，所述强夯处理层的厚度≤10m；所述开挖回填夯击层的填料粒径不大于所述开挖回填夯击层厚度2/3；所述柔性桩复合层包括桩间土和若干土石为填料的柔性桩体，若干所述柔性桩体竖直贯穿于所述桩间土中，并呈阵列分布；所述柔性桩体的上表面与所述桩间土的上表面平齐。本实用新型的防沉降地基增强地基承担荷载的能力，有效减小工后沉降量，降低处理成本。

Description

一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基

技术领域

本实用新型属于机场施工技术领域，具体涉及一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基。

背景技术

近年来，随着机场建设规模的扩大和数量的增加，在机场建设工程中遇到的地层越来越复杂，对于地层的处理工法技术要求及可处理的厚度要求也越来越高。

伴随着机场建设的快速发展，山区机场改扩建过程中常遇到前期堆填或抛填在山沟中的厚层土石料，由于未经分层压实作用，土石料堆填区域的工程性质差，若未经处理，不宜作为持力层使用。土石料堆填区域的主要特点为：(1)颗粒物质不一，颗粒尺寸相差较为悬殊，颗粒最大直径可达2m，且颗粒之间缺乏粘结性；(2)颗粒之间空隙大小不一，存在孔洞和空洞；(3)原始地貌高低起伏，堆填厚度变化大，最厚可达百米；(4)填料为随意堆填或抛填，未经有效压实，地层不均匀，使得承载力和压缩性在空间上出现较大差异；(5)回填时间先后不一，导致地层性质在垂直空间上有明显变化，越深的底层受到的上部应力越大，力学性质也逐渐增强；(6)次固结沉降量大且沉降时间长，在承受外界荷载情况下，填料沉降变形成型蠕变现象，很难达到收敛状态；(7)若地表无截排水措施，在地表水渗透作用下，细颗粒被带走，形成众多漏斗形塌陷。在机场的改扩建工程中，若未经有效压实处理的土石料区域变为飞行区场地，将留下安全隐患。

对于地形起伏较大的山区机场，挖填土石方量巨大，土石料堆填区域的厚度最深可达百米，该层填料承受着自身荷载、填方荷载、道面结构荷载以及飞机和车辆的接地荷载，是机场场道中的承重主体，也是沉降变形发生体。

根据目前已有的处理技术和参考资料，针对堆填土石料可选用的处理方法有灌浆法、强夯法、柱锤强夯法和低强度桩法等，但处理厚度有限，处理费用高昂。灌浆法主要是将浆液通过注浆管注入堆填土石料中，使原来松散体得到胶结固化，形成工程性质良好的结合体，缺点是灌浆法仅对具有一定连通孔隙的填料有效，而对于有大孔洞或孔洞的块状碎石颗粒填方体，施工质量难以控制，且若想实现良好胶结固化效果，其施工成本难以控制；强夯法主要是通过夯锤的冲击将舔到进行哑谜加固，但大能级强夯震动和噪音会对周边建筑、环境造成印象，因此在机场中处理深度一般不超过10m；柱锤强夯法是强夯法与柱锤冲扩桩法的结合，相比强夯法，震动和噪音影响相对较低，处理深度一般不超过15m，但该工艺在机场行业应用较少；低强度桩法是在地基中置入强度等级在C5-C25的粘结材料桩，粘结材料桩包括水泥粉煤灰碎石桩、低强度水泥沙石桩、二灰混凝土桩以及素混凝土桩等，成桩工艺包括螺旋钻孔压灌、机械旋挖、冲孔和冲钻工艺等，处理费用高昂，适宜在局部地段使用。因此，设计一种能够针对机场大面积超厚堆填土石料地基结构，对于山区机场的场道地基处理工程具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，增强地基承担荷载的能力，有效减小工后沉降量，降低处理成本。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，从上到下依序包括处理层和土石为填料的非处理层，所述处理层从上到下依序包括土石为填料的开挖回填夯击层、强夯处理层和柔性桩复合层，其中所述处理层的厚度≥15m，所述开挖回填夯击层的厚度≤5m，所述强夯处理层的厚度≤10m；所述开挖回填夯击层的填料粒径不大于所述开挖回填夯击层厚度2/3；所述柔性桩复合层包括桩间土和若干土石为填料的柔性桩体，若干所述柔性桩体竖直贯穿于所述桩间土中，并呈阵列分布；所述柔性桩体的上表面与所述桩间土的上表面平齐。

本实用新型提供一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，在山区机场的土石料堆填区域中，将其进行防沉降处理形成防沉降结构，利用土石料堆填区的材料形成均质密实的所述开挖回填夯击层和所述强夯处理层，去除了原土石料中的大孔洞和空洞，得到有效压实处理形成硬壳层，起到承担主要荷载的作用。柔性桩复合层由桩间土和柔性桩体共同承担荷载，柔性桩体同样为利用土石料堆填区的材料形成，柔性桩体桩周土还可起到侧向挤密作用，同时柔性桩体可将所述开挖回填夯击层和所述强夯处理层的剩余荷载传递至更深处的非处理层，增强地基承担荷载的能力，有效减小工后沉降量，且仅在柔性桩复合层中设置柔性桩体并配合所述开挖回填夯击层和所述强夯处理层，即可起到防沉降的效果，无需在开挖回填夯击层及强夯处理层中设置柔性桩体，并因地制宜利用现场土石料堆填区域的材料，降低了处理成本。

进一步，所述开挖回填夯击层的表面设置有第一夯击区域。开挖回填夯击层中，首先进行开挖处理，以露出所述强夯处理层，对所述强夯处理层处理，再回填后，在第一夯击区域进行夯击，得到所述开挖回填夯击层，所述第一夯击区域用于夯锤在夯击时定位，将松散地层处理形成压实的开挖回填夯击层。

进一步，所述第一夯击区域内设置有若干第一点夯位，所述点夯位用于夯锤的点夯定位，所述第一点夯位之间的间距为所述夯锤直径的2-3倍。此为一种具体实施方式，利用适当间距的第一点夯位进行点夯时的定位，进行基本的加固。

进一步，所述开挖回填夯击层的侧面为放坡设置，放坡坡率不小于1:2。对开挖回填夯击层进行放坡设置，以防止坍塌，提高安全性。

进一步，所述开挖回填夯击层的侧面呈若干台阶组成的阶梯状，每一调节的高度不小于1m，其高宽比为1:2。开挖调节有利于开挖作业的稳定性，使挖出的开挖回填夯击层的空间更稳定。

进一步，所述强夯处理层的表面设置有第二夯击区域。所述第二夯击区域用于夯锤在夯击时定位，在第二夯击区域内对所述强夯处理层进行处理。

进一步，所述第二夯击区域内设置有若干第二点夯位，所述点夯位用于夯锤的第二点夯定位，所述第二点夯位之间的间距为所述夯锤直径的2-3倍。此为一种具体实施方式，利用适当间距的第二点夯位进行点夯时的定位。

进一步，所述柔性桩体的直径为100-200cm，所述柔性桩体之间的横向间距和纵向间距均与所述柔性桩体直径的2-3.5倍。所述柔性桩体呈阵列分布，设置适当的间距以均匀受力，将所述开挖回填夯击层和所述强夯处理层的剩余负荷传递至更深处的非处理层。

进一步，所述柔性桩体的填料直径不大于20cm。限制柔性桩体的填料粒径，以形成密实的柔性桩体。

进一步，所述山区机场土石料堆填区域的防沉降地基还包括填筑体层和道面结构层，所述填筑体层设置于所述开挖回填夯击层上；所述道面结构层设置于所述填筑体层上；所述填筑体层内设置有道槽影响区，所述开挖回填夯击层的横截面积大于所述道槽影响区的横截面积。所述道面结构层直接承受飞机起降或车辆行驶过路面时的荷载，所述填筑体层分担荷载，并将荷载传递至处理层。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是实施例的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基的纵向剖视图。

图2是实施例的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基的施工结构图。

图3是实施例的柔性桩复合层的俯视图。

图4是实施例的开挖回填夯击层的的局部示意图。

图5是实施例的开挖回填夯击层的横向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型实施例，而非对本实用新型实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型实施例相关的部分而非全部结构。

此外，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等仅用于区别相同技术特征的描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也不一定描述次序或时间顺序。在合适的情况下术语是可以互换的。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

类似地，在说明书和权利要求书中同样使用术语“固定”、“连接”，不应理解为限于直接的连接。因此，表达“装置A与装置B连接”不应该限于装置或系统中装置A直接连接到装置B，其意思是装置A与装置B之间具有路径，这可以是包括其他装置或工具的路径。

实施例1

本实施例1提供一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，图1是山区机场土石料堆填区域的防沉降地基的纵向剖视图，如图1所示，山区机场土石料堆填区域的防沉降地基从上到下依序包括处理层1和土石为填料的非处理层2，处理层1从上到下依序包括土石为填料的开挖回填夯击层11、强夯处理层12和柔性桩复合层13，其中处理层1的厚度≥15m，开挖回填夯击层11的厚度≤5m，强夯处理层12的厚度≤10m；

开挖回填夯击层11的填料粒径不大于开挖回填夯击层11厚度2/3；

柔性桩复合层13包括桩间土131和若干土石为填料的柔性桩体132，若干柔性桩体132竖直穿设于桩间土131中，并呈阵列分布；柔性桩体132的上表面与桩间土131的上表面平齐。

本实施例1提供一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，在山区机场的土石料堆填区域中，将其进行防沉降处理形成防沉降结构，利用土石料堆填区的材料形成均质密实的开挖回填夯击层11和强夯处理层12，去除了原土石料中的大孔洞和空洞，得到有效压实处理形成硬壳层，起到承担主要荷载的作用。柔性桩复合层13由桩间土131和柔性桩体132共同承担荷载，柔性桩体132同样为利用土石料堆填区的材料形成，柔性桩体132桩周土还可起到侧向挤密作用，同时柔性桩体132可将开挖回填夯击层11和强夯处理层12的剩余荷载传递至更深处的非处理层2，增强地基承担荷载的能力，有效减小工后沉降量。本实施例仅在柔性桩复合层13中设置柔性桩体132并配合开挖回填夯击层11和强夯处理层12，即可起到防沉降的效果，无需在开挖回填夯击层11及强夯处理层12中设置柔性桩体132，并因地制宜利用现场土石料堆填区域的材料，降低了处理成本。

处理层1位于山区机场的土石料堆填区中，在施工时，在土石料堆填区中自下而上依次设置柔性桩复合层13、强夯处理层12和开挖回填夯击层11。根据山区机场土石料堆填区域的荷载大小，结合土石料堆填区域的厚度及力学参数，依据规范中机场设计使用年限内需满足的工后沉降变形和工后差异沉降变形技术指标，通过沉降变形分析可得需要进行防沉降处理的厚度，即处理层1的厚度。考虑到强夯处理层12为利用夯锤进行强夯形成，而强夯能级最大影响深度为10m，因此当处理层1的厚度≥15m时，对表层进行开挖，开挖区域即作为开挖回填夯击层11的区域，开挖深度为5m，露出作为强夯处理层12的区域。在强夯处理层12的表面进行柔性桩体132的布置，使用机械旋挖、夯锤冲扩孔方式形成柔性桩容置孔，柔性桩容置孔133自强夯处理层12表面延伸至柔性桩复合层13的底部。

图2是山区机场土石料堆填区域的防沉降地基的施工结构图，如图2所示，柔性桩容置孔133的直径为100-200cm，柔性桩容置孔133在强夯处理层12内的部分称为空桩1331，空桩1331高度为10m，柔性桩容置孔133在柔性桩复合层13的部分为实际填料的部分。柔性桩容置孔133内形成填料通道，向柔性桩容置孔133内填料，边填入边采用夯锤进行高动能、超压强、强挤密的孔内强夯作业，在高动能和超压强的作用下对填料进行超动力固结和强力置换挤密，填料在柔性桩容置孔133内不断被分层强夯挤密，同时部分填料被强力挤入四周的桩间土131中，填充桩间土131的孔洞及空隙，使桩间土131更紧密。在土石料堆填区域，沉降变形是施工处理的主要考虑因素，因此使用柔性桩体132大面积施工，可起到防沉降效果且成本比刚性桩低。

当柔性桩体132在柔性桩容置孔133中成型后，向空桩1331回填现场的土石料，然后进行强夯处理，得到强夯处理层12，在强夯处理层12表面开始回填5m，进行分层夯击，得到开挖回填夯击层11。

在另一种实施方式中，当处理层1的厚度＜10m，处理层1为开挖回填夯击层11，只需对处理层1进行夯击处理，无需开挖。

在另一种实施方式中，当处理层1的厚度为10-15m，处理层1从上到下依序包括开挖回填夯击层11和强夯处理层12，其中开挖回填夯击层11的厚度为5m，在施工时，参照上述处理，自下而上依次对强夯处理层12和开挖回填夯击层11进行处理。

优选地，柔性桩体132的直径为100-200cm，柔性桩体132之间的横向间距和纵向间距均为柔性桩体132直径的2-3.5倍。图3是柔性桩复合层的俯视图，如图1和图3所示，柔性桩体132呈阵列分布，设置适当的间距以均匀受力，将开挖回填夯击层11和强夯处理层12的剩余负荷传递至更深处的非处理层2。

更优地，柔性桩体132的填料直径不大于20cm。为土石料堆填区的材料，限制柔性桩体132的填料粒径，以形成密实的柔性桩体132。

优选地，强夯处理层12的表面设置有第二夯击区域。第二夯击区域用于夯锤在夯击时定位，在第二夯击区域内对强夯处理层12进行处理。此为一种具体实施方式，利用适当间距的第二点夯位进行点夯时的定位。

更优地，第二夯击区域内设置有若干第二点夯位，点夯位用于夯锤的第二点夯定位，第二点夯位之间的间距为夯锤直径的2-3倍。此为一种具体实施方式，利用适当间距的第二点夯位进行点夯时的定位。具体地，在第二夯击区域内，使用夯锤按照第二点夯位进行两次点夯，强夯能级范围为10000kN·m，强夯的夯锤质量一般宜为50T～60T，夯锤直径一般为2.0m～3.0m，第二点夯位之间间距一般为夯锤直径的2～3倍。待2遍点夯处理完成后，采用满夯或冲击碾压平整原，满夯采用夯击能为1000kN·m，也可以采用冲击碾压进行平整地面，得到强夯处理层12。

在得到强夯处理层12后，对开挖回填夯击层11进行回填施工，优选地，开挖回填夯击层11的侧面为放坡设置，放坡坡率不小于1:2。对开挖回填夯击层11进行放坡设置，以防止坍塌，提高安全性。

更优地，图4是开挖回填夯击层的的局部示意图，如图4所示，开挖回填夯击层11的侧面呈若干台阶组成的阶梯状，每一台阶的高度不小于1m，其高宽比为1:2。采取台阶开挖有利于开挖作业的稳定性，使挖出的开挖回填夯击层11的空间更稳定。

开挖回填夯击层11的填料为土石料，粒径不大于开挖回填夯击层11厚度的2/3，级配良好(Cu≥5，Cc＝1-3)，压实后的压实度不小于0.93，固体体积率不小于0.8。

图5是开挖回填夯击层的横向剖视图，如图5所示，开挖回填夯击层11的表面设置有第一夯击区域111。开挖回填夯击层11中，首先进行开挖处理，以露出强夯处理层12，对强夯处理层12处理，再回填后，在第一夯击区域111进行夯击，得到开挖回填夯击层11，第一夯击区域111用于夯锤在夯击时定位，将松散地层处理形成压实的开挖回填夯击层11。

更优地，第一夯击区域111内设置有若干第一点夯位1111，点夯位用于夯锤的点夯定位，第一点夯位1111之间的间距为夯锤直径的2-3倍。此为一种具体实施方式，利用适当间距的第一点夯位1111进行点夯时的定位，进行基本的加固。具体地，在第一夯击区域111内，使用夯锤按照第一点夯位1111进行两次点夯，强夯能级范围为4000～10000kN·m，强夯的夯锤质量一般宜为10T～60T，夯锤直径一般为2.0m～3.0m，第一点夯位1111之间间距一般为夯锤直径的2～3倍。待2遍点夯处理完成后，采用满夯或冲击碾压平整原，满夯采用夯击能为1000kN·m，也可以采用冲击碾压进行平整地面，得到开挖回填夯击层11。

更优地，如图1和图2所示，山区机场土石料堆填区域的防沉降地基还包括填筑体层3和道面结构层4，填筑体层3设置于开挖回填夯击层11上；道面结构层4设置于填筑体层3上；

填筑体层3内设置有道槽影响区31，开挖回填夯击层11的横截面积大于道槽影响区31的横截面积。

道面结构层4直接承受飞机起降或车辆行驶过路面时的荷载，填筑体层3分担荷载，并将荷载传递至处理层1。

在完成开挖回填夯击层11后，进行填筑体的回填施工。道槽影响区31的划分方式为：道面结构层4的各边界线外扩3m，得到放坡边界线，在与放坡边界线对应的填筑体层3的顶部，以1:0.6的放坡系数放坡至填筑体层3的底部，该区域即为道槽影响区31。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

从上到下依序包括处理层和土石为填料的非处理层，所述处理层从上到下依序包括土石为填料的开挖回填夯击层、强夯处理层和柔性桩复合层，其中所述处理层的厚度≥15m，所述开挖回填夯击层的厚度≤5m，所述强夯处理层的厚度≤10m；

所述开挖回填夯击层的填料粒径不大于所述开挖回填夯击层厚度2/3；

所述柔性桩复合层包括桩间土和若干土石为填料的柔性桩体，若干所述柔性桩体竖直贯穿于所述桩间土中，并呈阵列分布；所述柔性桩体的上表面与所述桩间土的上表面平齐。

2.根据权利要求1所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述开挖回填夯击层的表面设置有第一夯击区域。

3.根据权利要求2所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述第一夯击区域内设置有若干第一点夯位，所述点夯位用于夯锤的点夯定位，所述第一点夯位之间的间距为所述夯锤直径的2-3倍。

4.根据权利要求1所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述开挖回填夯击层的侧面为放坡设置，放坡坡率不小于1:2。

5.根据权利要求4所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述开挖回填夯击层的侧面呈若干台阶组成的阶梯状，每一调节的高度不小于1m，其高宽比为1:2。

6.根据权利要求1所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述强夯处理层的表面设置有第二夯击区域。

7.根据权利要求6所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述第二夯击区域内设置有若干第二点夯位，所述点夯位用于夯锤的第二点夯定位，所述第二点夯位之间的间距为所述夯锤直径的2-3倍。

8.根据权利要求1所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述柔性桩体的直径为100-200cm，所述柔性桩体之间的横向间距和纵向间距均与所述柔性桩体直径的2-3.5倍。

9.根据权利要求1所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述柔性桩体的填料直径不大于20cm。

10.根据权利要求1所述的山区机场土石料堆填区域的防沉降地基，其特征在于：

所述山区机场土石料堆填区域的防沉降地基还包括填筑体层和道面结构层，所述填筑体层设置于所述开挖回填夯击层上；所述道面结构层设置于所述填筑体层上；

所述填筑体层内设置有道槽影响区，所述开挖回填夯击层的横截面积大于所述道槽影响区的横截面积。