昆明新机场碳酸岩风化区不均匀地基处理.pdf

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1、第41卷第21期人民长江Vo1．41，No．212010年11月YangtzeRiverNOV．．20l0文章编号：1001—4179(2010)21—0069一O4昆明新机场碳酸岩风化区不均匀地基处理任佳丽，林青芝2(1．长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室，湖北武汉430010；2．广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州510060)摘要：因昆明新机场为不均匀地基，若直接修建机场跑道，差异沉降不能满足设计要求。采用振动沉管碎石桩对不均匀地基进行处理，并对处理后地基进行沉降计算、沉降观测和原位检测试验，以判别处理后地基的

2、工后沉降和差异沉降能否满足机场跑道的设计要求。结果表明，采用振动沉管碎石桩的处理方法，能够成功解决由地基不均匀引起的差异沉降问题，可为类似工程提供设计参考。关键词：碳酸盐岩风化区；不均匀地基；地基处理；沉降检测与监测；昆明新机场中图法分类号：TV223文献标志码：A昆明新机场位于昆明市大板桥镇浑水塘车站附(1)耕植土。褐红，松散，稍湿，含植物根茎、有机近，是大型枢纽机场和辐射东南亚、南亚地区的门户枢杂质等，厚度一般在0．3—0．6m。纽机场，场区内多为荒山和林地，地形起伏较大。场区(2)残坡积土。以红粘土为主，可塑一硬塑，层厚

3、下部基岩多为碳酸盐岩，上部覆盖层主要为碳酸盐岩与石芽分布及岩面起伏关系密切，变化较大。可分为：风化物——红粘土，根据场区的地形特征，在该场区修①硬塑红粘土，棕红色，稍湿，干强度及韧性较高，层建机场面临的主要问题是：由于土岩组合地基的不均厚0．5～13．9m。②可塑红粘土，棕红色，湿，可塑，干匀性，将导致机场飞行区的差异沉降不能满足设计要强度及韧性较高，层厚0．3～20m。求。(3)基岩为灰岩、白云质灰岩。振动沉管碎石桩作为一种地基处理方法，不仅能地质剖面情况见图1。红粘土的主要物理力学性加快红粘土地基的固结速率÷提高地基承载力

4、，而且施质指标见表1。工时桩长可变，能较好地适应不均匀地基的急剧变化。为了确保该机场飞行区的差异沉降和工后沉降能够满足跑道设计要求，在飞行区的西部，跑道与滑行道之间选择有代表性的区域作为试验区，采用振动沉管碎石桩进行地基处理。1场区工程地质条件所选试验区场地地基土层主要包括碳酸盐岩残积。图1工程地质剖面示惫土层和岩层，土体的厚度、密度、状态等分布不均匀，下由表1和图1可知：试验区地基土层分布不均匀，伏基岩面的坡度高达24．6。，场地地基岩土体均匀性基岩面起伏较大。在天然竖向剖面上，红粘土含水量差。呈上部小、下部大的特点，即表层

5、红粘土的含水比为根据钻孔资料，该试验区分层工程地质特征描述0．68，属于硬塑红粘土；下部红粘土的含水比为0．83，如下：属于可塑性红粘土。收稿日期：2010—04—06；修回日期：2010—05—24作者简介：任佳丽，女，助理工程师，硕士研究生，主要从事地基与基础工程的科研和设计工作。E—mail：rengaly@163．tom702010丘表1红粘土的物理力学特性指标2地基处理技术及方案昆明新机场按国际民航4E级标准兴建，场道地基要求均匀、密实、稳定。为了从根本上解决土基区可能产生的严重不均匀沉降问题，以满足飞行区20a使用

6、期限内工后沉降不大于150mm、差异沉降不大于1．5‰的要求，在试验区采用振动沉管碎石桩进行地基处理。图3碎石桩地基处理剖面(单位：m)振动沉管碎石桩是在振动作用下，把套管打入规2．2碎石桩复合地基的沉降分析定的设计深度，套管人土后，挤密了套管周围土体，然后往套筒内投入碎石，将碎石振动密实成桩。振动沉根据《工程地质手册》建议，在连续均布荷载作管碎石桩施工时桩长可长可短，能较好地适应土岩组用下，地基总沉降量公式为：合不均匀地基的急剧变化。另外振动沉管碎石桩施工S=m>Ph／E(1)效率高、速度快、造价低、噪声较小、环境效益明显”

7、。式中，Js为固结沉降量，mm；P为第i层土顶面与底面本试验区采用振动沉管碎石桩进行处理，既能满足区附加应力的平均值，kPa；h为第i层土的厚度，m；m为域工程地质条件，又能满足业主要求的工期和造价。沉降计算经验系数；E第i层的压缩模量，MPa。2．1沉管碎石桩设计参数地基平均固结度计算公式为：振动沉管打桩机采用平底活瓣桩靴，处理深度可U：1一(1一U)(1一U)(2)达下部基岩面，桩体碎石料的粒径为2O～50mm，含泥式中，为竖向平均固结度，按一维固结理论计算；，量不大于5％，在桩顶上部设置500mm厚的碎石垫为径向排水平均

8、固结度，根据公式U=1一exp(一8×层，作为水平向排水体。具体没计参数见表2，地基处71／F(n))计算得到。理平面布置图和剖面图见图2和图3所示。计算土层的压缩模量按照室内试验成果表1选取；碎石桩压缩模量按照现场载荷试验取13．0MPa；表2振动沉管碎石桩的处理参数上部填