昆明某機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道特殊地基處理關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目建議書(shū)

昆明新機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道特殊地基處理關(guān)鍵技術(shù)研究PAGEPAGE10昆明機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道特殊地基處理關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目建議書(shū)項(xiàng)目名稱：昆明機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道特殊地基處理關(guān)鍵技術(shù)研究上海民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)監(jiān)理有限公司承擔(dān)單位：起止年月：2006年10月～2008年2月：通信地址：郵政編碼：聯(lián)系電話：2007年1月26日訂1立項(xiàng)背景和研究目標(biāo)1.1項(xiàng)目背景新建昆明機(jī)場(chǎng)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件復(fù)雜，大部分區(qū)域?yàn)閹r溶區(qū)，石芽、石柱、石脊、溶溝、溶槽、溶洞及巖溶漏斗、落水洞、暗河等各種不良巖溶地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育；而且基巖之上廣泛分布有紅粘土。對(duì)于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道工程而言，巖溶地基容易形成過(guò)量工后沉降和不均勻沉降，甚至造成場(chǎng)道結(jié)構(gòu)物的塌陷、滑移等，如水泥混凝土板的沉陷、錯(cuò)臺(tái)、板角斷裂、結(jié)構(gòu)裂縫，以及板底脫空、唧泥等，瀝青混凝土道面的沉降、裂縫、松散、坑槽、泛油以及平整度急劇下降等。這些病害將嚴(yán)重影響道面的使用性能和運(yùn)行安全。因此在昆明新機(jī)場(chǎng)的場(chǎng)道建設(shè)中，必須科學(xué)評(píng)價(jià)巖溶地基的影響，合理進(jìn)行巖溶地基的處理，正確把握施工技術(shù)要求和質(zhì)量控制。紅粘土為典型高液塑限土，孔隙比大，含水量高，可壓實(shí)性差，有一定的膨脹性，但同時(shí)又具有優(yōu)良的抗?jié)B性、較低的壓縮性和較高的抗剪強(qiáng)度與承載力。一般而言，高液限粘土不能直接用于路基填筑；特殊情況下需要采用措施改善其性能。對(duì)于廣泛分布紅粘土的昆明新機(jī)場(chǎng)，需要依據(jù)科學(xué)的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)紅粘土的路用性能；選取經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)，對(duì)紅粘土進(jìn)行改良，以滿足場(chǎng)道工程的要求；采取先進(jìn)的手段，完善施工質(zhì)量控制技術(shù)。因此，對(duì)昆明新機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道特殊地基處理關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究十分必要，不僅支撐實(shí)體工程建設(shè)，確保工程質(zhì)量，而且對(duì)于提高我國(guó)特殊地質(zhì)條件下民用機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道工程建設(shè)水平具有重要意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外在機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道地基設(shè)計(jì)中要求地基穩(wěn)定，變形??；但另一方面，有關(guān)場(chǎng)道地基承載力與變形的研究重點(diǎn)主要是地基強(qiáng)度特征和變形規(guī)律，以及沉降變形對(duì)道面結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力和使用性能的影響，而對(duì)地基強(qiáng)度、變形的評(píng)價(jià)技術(shù)、控制指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)并不十分明確，尤其是特殊地基。對(duì)于巖溶地基，由于巖溶洞穴和基巖覆土的復(fù)雜性，巖溶地基的承載力評(píng)價(jià)和變形分析是土木工程面臨的重大技術(shù)難題；而在巖溶地基上建設(shè)大型機(jī)場(chǎng)，我國(guó)更是缺乏技術(shù)基礎(chǔ)和工程經(jīng)驗(yàn)。突出體現(xiàn)在：（1）巖溶環(huán)境對(duì)場(chǎng)道道面結(jié)構(gòu)性能和服務(wù)性能的影響。（2）場(chǎng)道工程巖溶地基評(píng)價(jià)技術(shù)。（3）場(chǎng)道工程巖溶地基處理技術(shù)，包括地基承載力和變形的控制指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝與質(zhì)量控制、特殊處理等。對(duì)于紅粘土地基，其工程性質(zhì)普遍不良，而且種類(lèi)多、力學(xué)行為復(fù)雜，國(guó)內(nèi)幾種紅粘土的基本物理、力學(xué)指標(biāo)如表1。紅粘土作為一種高液限土，分布于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道地基時(shí)，往往施工壓實(shí)困難，處理難度大，且在工后易產(chǎn)生膨脹，從而嚴(yán)重影響道面的使用性能，也因此成為國(guó)內(nèi)外道路與機(jī)場(chǎng)工程領(lǐng)域極其復(fù)雜的特殊路基問(wèn)題。集中體現(xiàn)在：（1）紅粘土地基對(duì)場(chǎng)道道面結(jié)構(gòu)性能和服務(wù)性能的影響。（2）紅粘土路用性能評(píng)價(jià)技術(shù)。（3）紅粘土地基性能的改善（或改良）。（4）紅粘土地基處理技術(shù)，涉及變形控制指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝與質(zhì)量控制等。表1我國(guó)典型紅粘土的物理力學(xué)指標(biāo)母巖土層地區(qū)孔隙比液限塑性指數(shù)壓縮指數(shù)變形指數(shù)石灰?guī)r殘積、殘坡積紅紅粘土貴州0.80-2..2050-10027-460.10-0..607.5-30..0廣西0.70-1..7038-920.08-0..40湖南永州0.8-1.22046-680.07沖洪積、坡洪積、洪積紅粘土土貴州0.80-1..7030-900.20-0..286.0-20..0廣西0.60-1..4038-80砂頁(yè)巖殘積、殘坡積紅粘土貴州、廣西、云云南等0.80-2..1035-650.80-2..1020-80湖南益陽(yáng)1.60-1..9658-7019-350.10-1..0514.8-288.8玄武巖殘積、殘坡積紅色亞粘土廣東雷州半島南南部55.325.21.3148.514.2殘積、殘坡積紅紅粘土廣東海南島北部部1.0152.922.70.38殘積、殘坡積紅紅色壓粘0.7542.014.10.43殘積、殘坡積紅紅粘土東南亞某地區(qū)1.2264.224.20.53殘積、殘坡積紅紅色亞粘1.2554.515.20.65花崗巖殘積、殘坡積紅紅粘土湖南長(zhǎng)沙0.65-1..2852-9025-350.20-0..96廣東深圳0.73-0..7968-9423-390.17-0..7516.7-599.9福建中南部0.61-1..6526-11517-500.05-0..6918.0-266.5國(guó)內(nèi)外對(duì)機(jī)場(chǎng)巖溶地基研究的主要是巖溶洞穴勘察與處理，但在危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和防治方面涉及不多，且過(guò)于籠統(tǒng)，缺乏可操作性；對(duì)紅粘土地基的處治相對(duì)注重工后變形的控制，如砂礫墊層法、化學(xué)改良法、壓力灌漿法、強(qiáng)夯法等。這些方法大多針對(duì)公路工程，涉及機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道很少。在我國(guó)，興義機(jī)場(chǎng)紅粘土地基處理曾采用強(qiáng)夯法，處理效果良好。1.3研究目標(biāo)1、掌握巖溶、紅粘土等特殊地基的工程特性、對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道工程的影響，以及適用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道工程的處理方法。2、提出場(chǎng)道工程巖溶地基、紅粘土地基處理的技術(shù)工藝和施工質(zhì)量控制技術(shù)。3、為巖溶地區(qū)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道工程建設(shè)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，并為相關(guān)技術(shù)規(guī)范的修編提供基礎(chǔ)。2主要研究?jī)?nèi)容專(zhuān)題一、場(chǎng)道工程巖溶地基處理工程技術(shù)1、巖溶地基承載特性與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)技術(shù)2、巖溶地基處理的設(shè)計(jì)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)3、巖溶地基處理的施工工藝4、巖溶地基處理技術(shù)的質(zhì)量控制與檢測(cè)專(zhuān)題二、場(chǎng)道工程紅粘土地基處理工程技術(shù)1、紅粘土地基路用性能評(píng)價(jià)與利用技術(shù)2、紅粘土地基處理的設(shè)計(jì)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)3、紅粘土地基性能改良的方法和工藝4、紅粘土地基處理技術(shù)的質(zhì)量控制與檢測(cè)3技術(shù)路線3.1總體技術(shù)路線1、場(chǎng)道工程巖溶地基處理工程技術(shù)巖溶地基的處理必須以巖溶地基的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)，根據(jù)巖溶洞穴、基巖、覆蓋層及地下水活動(dòng)情況進(jìn)行科學(xué)決策。對(duì)于巖溶地基處理的核心理念包括：①改善表層土體的剪切特性，提高地基土的抗剪特性和抗變形能力，滿足道面設(shè)計(jì)要求；②減少淺層地基的不均勻性，控制不協(xié)調(diào)變形；③確定巖溶洞穴等特殊地基處理施工工藝遴選技術(shù)及快速檢測(cè)方法。本專(zhuān)題依托昆明新機(jī)場(chǎng)地基處理試驗(yàn)工程進(jìn)行。該試驗(yàn)工程對(duì)巖溶地基處理的主要技術(shù)有清爆挖除法、高壓灌筑低標(biāo)號(hào)混凝土＋袖閥注漿、袖閥注漿、換填法、強(qiáng)夯法等；并采用荷載試驗(yàn)、壓實(shí)度試驗(yàn)、標(biāo)貫試驗(yàn)、波速測(cè)試試驗(yàn)、芯樣壓縮試驗(yàn)檢驗(yàn)地基處理工程效果。2、場(chǎng)道工程紅粘土地基處理工程技術(shù)針對(duì)紅粘土的特點(diǎn)，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分析孔隙比、密度，含水量、液塑限、塑性指數(shù)等物理特性，以及壓實(shí)性能、抗剪強(qiáng)度等工程特性；以此為基礎(chǔ)，提出紅粘土的路用性能，以及用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道工程地基填筑的實(shí)用分類(lèi)指標(biāo)和適用條件。本專(zhuān)題依托昆明新機(jī)場(chǎng)地基處理試驗(yàn)工程進(jìn)行。該工程采用碎石樁法、袖閥注漿法、強(qiáng)夯法對(duì)紅粘土地基進(jìn)行處理，采用單樁承載力、載荷試驗(yàn)、重型動(dòng)力觸探、鉆孔取芯、芯壓縮試驗(yàn)、波速測(cè)試、含水量、界限含水量對(duì)其處理效果進(jìn)行檢測(cè)。3.2技術(shù)流程圖1技術(shù)流程圖3.3調(diào)研1、新建昆明機(jī)場(chǎng)地基條件調(diào)研調(diào)研內(nèi)容包括：（1）昆明新機(jī)場(chǎng)試驗(yàn)工程區(qū)域的地下水位深度、年平均溫度、年降水量、年蒸發(fā)量；（2）第四系土層的組成特征及分布；包括非可溶性巖和可溶性巖的顏色、物理化學(xué)組成，厚度等；（3）試驗(yàn)區(qū)地表殘坡積層、植被或耕地覆蓋層情況，基巖巖性結(jié)構(gòu)、基巖出露狀況情況，碳酸鹽巖分布區(qū)巖溶發(fā)育程度，基巖埋藏深度；（4）巖溶地表發(fā)育特征，巖溶漏斗位置、規(guī)模、發(fā)育情況；（5）巖溶地下發(fā)育特征，調(diào)查隱伏性溶洞位置、規(guī)模、頂板巖性及厚度情況。對(duì)于新建昆明機(jī)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)場(chǎng)地的調(diào)研擬采取實(shí)地考察及室內(nèi)分析相結(jié)合的方式，并結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)歷史氣象資料、機(jī)場(chǎng)建設(shè)勘查報(bào)告、設(shè)計(jì)文件等進(jìn)行。2、國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料調(diào)研（1）巖溶地基研究；（2）紅粘土地基研究。3.4室內(nèi)外試驗(yàn)1、試驗(yàn)工程檢測(cè)檢測(cè)項(xiàng)目如表2所示。2、室內(nèi)紅粘土試驗(yàn)包括紅粘土的基本特性，以及紅粘土經(jīng)不同措施改良（或改善）后路用性能的變化情況等。（1）紅粘土物理力學(xué)性能試驗(yàn)。（2）砂礫改良紅粘土抗裂性能試驗(yàn)。（3）石灰改良紅粘土試驗(yàn)（4）粉煤灰改良紅粘土試驗(yàn)（5）水泥改良紅粘土試驗(yàn)（6）石灰粉煤灰改良紅粘土試驗(yàn)表2試驗(yàn)區(qū)試驗(yàn)工程檢測(cè)項(xiàng)目工序名稱檢測(cè)項(xiàng)目（★：：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)，●：室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)）地基處理紅粘土處冶碎石樁★單樁承載載力★載荷試驗(yàn)驗(yàn)★復(fù)合地基基載荷試驗(yàn)驗(yàn)★重型動(dòng)力力觸探袖閥注漿★標(biāo)貫★鉆孔取芯芯●芯壓縮試試驗(yàn)★載荷試驗(yàn)驗(yàn)●抗壓強(qiáng)度度★波速測(cè)試試強(qiáng)夯法●含水量●界限含水水量●密度●壓縮試驗(yàn)驗(yàn)●剪切試驗(yàn)驗(yàn)★標(biāo)貫★波速測(cè)試試★載荷試驗(yàn)驗(yàn)巖溶處冶隱伏巖溶清爆挖除法★載荷試驗(yàn)驗(yàn)★壓實(shí)度高壓灌注低標(biāo)號(hào)號(hào)混凝土+袖閥注漿漿★標(biāo)貫★波速測(cè)試試★芯樣壓縮縮試驗(yàn)★取芯袖閥注漿★標(biāo)貫★鉆孔取芯芯●芯樣壓縮縮試驗(yàn)★波速測(cè)試試★載荷試驗(yàn)驗(yàn)★抗壓強(qiáng)度度巖溶漏斗換填法★壓實(shí)度★載荷試驗(yàn)驗(yàn)強(qiáng)夯法●含水量●界限含水水量●密度●壓縮試驗(yàn)驗(yàn)●剪切試驗(yàn)驗(yàn)★標(biāo)貫★波速測(cè)試試★載荷試驗(yàn)驗(yàn)4計(jì)劃進(jìn)度總體進(jìn)度計(jì)劃2007.01~2008.12。具體進(jìn)度將依據(jù)試驗(yàn)工程的進(jìn)展另行制定。5研究人員名單研究人員名單如表3所示。表3研究人員名單姓名工作單位性別年齡專(zhuān)業(yè)職務(wù)(職稱)分工項(xiàng)目負(fù)責(zé)人華東民航機(jī)場(chǎng)監(jiān)監(jiān)理公司男41機(jī)場(chǎng)工程高工總負(fù)責(zé)同濟(jì)大學(xué)男41道路/機(jī)場(chǎng)教授技術(shù)負(fù)責(zé)項(xiàng)目參加人員同濟(jì)大學(xué)男24道路/機(jī)場(chǎng)理論與數(shù)據(jù)分析析6項(xiàng)目研究費(fèi)用匡算費(fèi)用匡算如表4所示。表4研究費(fèi)用匡算費(fèi)用匡算科目金額(萬(wàn)元))儀器、設(shè)備購(gòu)置置費(fèi)7材料、燃動(dòng)費(fèi)8調(diào)研費(fèi)4研究費(fèi)6室外試（實(shí)）驗(yàn)驗(yàn)費(fèi)18紅粘土工程特性性及改良性性質(zhì)試驗(yàn)16資料費(fèi)3咨詢費(fèi)2鑒定費(fèi)2其他合計(jì)667合作形式和合作單位意見(jiàn)上海華東民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)監(jiān)理有限公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目的