建筑碎渣在虹橋機(jī)場(chǎng)西跑道工程地基處理工程中的應(yīng)用

1、建筑碎渣在虹橋機(jī)場(chǎng)西跑道工程地基處理工程中的應(yīng)用文章編號(hào):1007046x(2009)06002302:應(yīng)用研究建筑碎渣在虹橋機(jī)場(chǎng)西跑道工程地基處理工程中的應(yīng)用applicationofcrushedconstructionwasteinrunwaybasementtreatmentengineeringofhongqiaoairport唐咸燕,丁翔(上海市建筑科學(xué)研究院(集團(tuán))有限公司,上海200032)摘要:論述了建筑碎渣在虹橋機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程西跑道工程地基處理工程中的應(yīng)用.結(jié)果表明:通過嚴(yán)格控制建筑碎渣的質(zhì)量,優(yōu)化施工工藝.用30cm厚建筑碎渣+40cm厚山皮石超量替換50cm厚山皮石墊層的

2、地基處理工藝可達(dá)設(shè)計(jì)要求.關(guān)鍵詞:建筑碎渣;地基處理;沖擊碾壓中圖分類號(hào):u416.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:aabstract:thisarticlemainlypresentstheapplicationofcrushedconstructionwasteinwesternrunwaybasementengineeringofextendedhongqiaoairportproject.theresultsshowthatitwasfeasibletoreplace50cmthickmountaintilesby30cmcrushedconstructionwasteplus40cmthickmou

3、ntaintiles,ifstrictlycontroltheirqualityandoptimizerollingandimpactingprocess,andthisprocesscanbecomeagoodreferenceforsimilarfutureprojectsowingtoobviousbenefitsineconomyandenvironment.keywords:crushedconstructionwaste;basementtreatment;rollingandimpacting0前言上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程西跑道系統(tǒng)工程地形地貌類型為濱海相.場(chǎng)地范圍原為民宅,公司

4、廠房以及汽車訓(xùn)練場(chǎng),社會(huì)道路,農(nóng)田和河浜.場(chǎng)地地勢(shì)有一定起伏,地面標(biāo)高一般在3.155.50m之間.整個(gè)場(chǎng)地內(nèi)深度72.5m范圍內(nèi)的地基土主要由黏性土,粉土和砂土組成,屬于晚更新世q3期以來的濱海一河口,潛海,沼澤相,溺谷相沉積層.在深度3.506.00m范圍內(nèi),為淤泥質(zhì)黏性土層,具有含水量高,孔隙率大的特點(diǎn),土質(zhì)軟弱,呈流塑狀態(tài),需要進(jìn)行地基處理后方可進(jìn)行上面層施工.地基處理總面積約為206萬m,其中空側(cè)站坪工程地基處理面積約為60萬m,西跑道系統(tǒng)地基處理總面積約為146萬m,它包括道面處理總面積約為99萬m,道肩處理面積約為38萬m,換填區(qū)即不停航施工區(qū)處理面積約為9萬m.在虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)

5、建工程西跑道地基處理工藝中,地基處理采用高真空降水+50cm厚山皮石墊層+沖擊碾壓的地基處理工藝.但是試驗(yàn)段施工過程中,發(fā)現(xiàn)此種地基處理工藝較難達(dá)到設(shè)計(jì)要求,即地基反應(yīng)模量k>40mnlm3.分析其原因,主要是由于軟土層厚度較厚,降水后含水量仍然較高,50cm厚的山皮石硬殼層不足以抵抗相應(yīng)的設(shè)計(jì)承載力.因此,要想提高地基墊層的承載力,必須增加硬殼層的厚度.包括虹橋機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程在內(nèi)的上海虹橋綜合交通樞紐工程,是占地近27km,包括機(jī)場(chǎng),城際鐵路,高速鐵路,軌道交通,長(zhǎng)途客運(yùn),市內(nèi)公交等多種換乘方式于一體的交通巨無霸,面臨著大規(guī)模民房等建筑物的拆除,機(jī)場(chǎng)工地及周邊建筑碎渣廣泛分布.建筑碎渣的

6、主要成分有碎磚,混凝土碎塊,砂漿碎塊和上述材料的細(xì)顆粒以及少量素土.預(yù)計(jì)在虹橋機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程部分就會(huì)有31.6萬m以上的建筑碎渣產(chǎn)生.利用這些建筑碎渣對(duì)降低工程造價(jià),機(jī)場(chǎng)附近的環(huán)境狀保護(hù),交通運(yùn)輸具有重的現(xiàn)實(shí)意義.工程參建各方通過試驗(yàn),利用建筑碎渣超量替換部分山皮石以增加硬殼層的厚度,把50cm厚山皮石墊層換成30cm厚建筑碎渣+40cm厚山皮石,取得了很好的效果.地基處理設(shè)計(jì)要求(1)地基反應(yīng)模量:道面區(qū)k40mn/m,道肩區(qū)k>40mn/m;(2)墊層干密度:山皮石干密度19kn/m;(3)靜力觸探(墊層以下3m范圍內(nèi)):比貫入阻力當(dāng)量值不小于1.5mpa;(4)標(biāo)貫(墊層以下3m范圍

7、內(nèi)):標(biāo)貫擊數(shù)當(dāng)量值不小于6擊.1地基處理墊層施工6/2009粉煤灰231.1建筑碎渣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)山皮石是用作機(jī)場(chǎng)跑道地基處理墊層施工的常用材料,在工程應(yīng)用時(shí)對(duì)其顆粒級(jí)配,集料最大粒徑,含泥量等指標(biāo)都有相應(yīng)的規(guī)定.建筑碎渣的材料性能及其組成與山皮石有些類似,但是與山皮石相比,未經(jīng)處理的建筑碎渣其材料質(zhì)量隨拆除的建(構(gòu))筑物的不同而波動(dòng)較大.為了使在地基處理過程中使用的建筑碎渣具有較好的應(yīng)用性能,必須對(duì)建筑碎渣進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诌x與破碎處理.其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到如下要求:粒徑不大于20cm,含泥量為10%30%,220cm粒徑的質(zhì)量應(yīng)大于總質(zhì)量的50%,不均勻系數(shù)cui>5,曲率系數(shù)cc=0.53.0

8、,不得含有生活垃圾,樹根,淤泥和其他有機(jī)物雜質(zhì)等.1.2建筑碎渣的松鋪厚度采用何種攤鋪機(jī)械進(jìn)行建筑碎渣的攤鋪,其攤鋪厚度和攤鋪系數(shù)如何確定都是施工中需要解決的關(guān)鍵問題.通過試驗(yàn)段的鋪筑,總結(jié)出了如下施工參數(shù):利用建筑碎渣填筑時(shí),應(yīng)分層填筑并碾壓,當(dāng)利用20t振動(dòng)壓路機(jī)作為壓實(shí)機(jī)械時(shí),其松鋪厚度不宜超過37.5cm,當(dāng)利用沖擊碾壓工藝時(shí),其填筑厚度可以適當(dāng)加大,但宜50cm.此外,建筑碎渣墊層頂面應(yīng)覆山皮石,山皮石壓實(shí)厚度40cm.1.3沖擊碾壓工藝通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),建筑碎渣鋪筑后采用沖擊碾壓工藝進(jìn)行壓實(shí)具有較好的施工效果.沖擊碾壓技術(shù)是一種新型的壓實(shí)技術(shù),其基本工作原理是用拖車牽引非圓形的碾壓輪來

9、輸送能量,達(dá)到壓實(shí)土基及填料的目的.建筑碎渣超量替換山皮石后,采用三邊形和五邊形的兩種沖擊碾壓輪(其機(jī)械參數(shù)表應(yīng)符合表l的要求),按照合適的形駛速度,通過不同的組合可以實(shí)現(xiàn)較好的壓實(shí)效果,具體如下:表1沖擊碾壓機(jī)械參數(shù)機(jī)型機(jī)重壓實(shí)輪重振幅頻率行駛速度勢(shì)能動(dòng)能沖擊力/t/t/cm擊/秒/(kin.h.)/kj/kj/tlicp3(三邊形)2712221,7121525200250licp5(五邊形)24102o2.612l520130200(1)沖擊碾壓前,應(yīng)采用振動(dòng)壓路機(jī)靜壓12遍,并在工作區(qū)內(nèi)按規(guī)定布設(shè)高程檢測(cè)點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn),沖擊碾壓最佳行駛速度控制在1215km/h,沖擊遍數(shù)至少為25遍,

10、應(yīng)分5輪沖碾,每輪5遍,先五邊形5遍,后三邊形20遍,最后一輪5遍沖擊碾壓按不超過1cm沉降值控制,如超過1cm,則應(yīng)相應(yīng)增加沖擊碾壓遍數(shù).(2)沖碾開始后,沖擊能量由低逐漸過渡到高(現(xiàn)24coalash6/2009場(chǎng)要求行走速度由慢到快),沖碾過程中不得有急停,急轉(zhuǎn);轉(zhuǎn)彎時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎半徑5.4m控制,為減少?zèng)_碾過程中產(chǎn)生死角,沖碾搭接要求每次沖碾交接處橫向搭接半輪距,縱向搭接1/6輪跡進(jìn)行;每施工區(qū)段的長(zhǎng)度loom,應(yīng)盡可能采取多個(gè)相鄰小區(qū)塊成片沖碾的辦法;各標(biāo)段,施工區(qū)塊的交界處搭接必須搭接1om,以免產(chǎn)生漏沖或能量達(dá)不到出現(xiàn)地基不均勻;此外,若沖碾過程中發(fā)現(xiàn)彈簧土現(xiàn)象,應(yīng)立即停止沖

11、碾,及時(shí)查找原因,處理后再行沖碾.2工程質(zhì)量檢測(cè)建筑碎渣墊層的質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目包括高程,平整度和壓實(shí)度,而且工程應(yīng)用質(zhì)量整體效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)則是建筑碎渣+山皮石整個(gè)墊層硬殼層的整體承載力,即地基反應(yīng)模量必須達(dá)到設(shè)計(jì)值:k>40mn/m.其主要檢測(cè)指標(biāo)及要求如表2.表2主要檢測(cè)指標(biāo)及要求通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)表明,采用30cm厚建筑碎渣+40cm厚山皮石超量替換50cm厚山皮石的地基處理工藝,其各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求.3經(jīng)濟(jì)效益分析虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程飛行區(qū)場(chǎng)內(nèi)可利用的建筑碎渣數(shù)量約有31.6萬m,地基處理工程所需建筑碎渣數(shù)量約為79.2萬m,經(jīng)對(duì)因利用建筑碎渣而產(chǎn)生的工程費(fèi)用比較分析,估算需要增加施工成本約1537萬元(包括因利用建筑碎渣而導(dǎo)致場(chǎng)內(nèi)土有富余,需要外運(yùn)而產(chǎn)生的費(fèi)用784.08萬元),但從整個(gè)樞紐工程角度考慮,可減少建筑碎渣外運(yùn)量79.2萬m和山皮石購(gòu)買量26.4萬m,