談機場場道地基施工中沖擊壓實技術的運用

許 少 強

(山西機械化建設集團公司，山西 太原 030009)

談機場場道地基施工中沖擊壓實技術的運用

許 少 強

(山西機械化建設集團公司，山西 太原 030009)

在某國際機場中合理應用沖擊壓實技術，著重分析了沖擊壓實技術的相關配合和施工工藝，探討了固體體積率、沖擊前后沉降量、回彈模量結果，并研究了機場場道地基施工中沖擊壓實技術的運用及細節問題，以供參考。

機場場道，地基施工，沖擊壓實技術

0 引言

隨著社會以及國家經濟的發展，不斷建設基礎設施，越來越多的建設高速鐵路、大型堤壩、港口、機場等，也越來越多的開始應用沖擊壓實技術，相比較傳統壓實技術，沖擊壓實技術主要就是依據低頻率、高振幅的形式在地面中壓入高能量，從而達到一定的壓實效果以及深度。利用專用牽引單元來進行能量傳導，合理牽引非圓形碾壓輪來實施高于傳統壓實技術具備的壓實速度來實現路段的壓實。在實際運行的時候，會對地面形成極大的沖擊剪切，依據沖擊波進行傳播，以便于可以克服石顆粒間的粘聚力和吸附力，增加運動石顆粒的位移，強迫石顆粒間的水以及空氣，保證粗顆粒之間可以完全填充細顆粒，從而達到壓實土體的目的。

1 實際案例

某國際機場在建設的過程中被譽為世界第二大機場、亞洲規模第一的機場，2003年竣工。建設機場場道原來的位置實際上具備很多溶洞、魚塘、土洞等，擁有復雜的地質情況，為了保證可以順利飛行以及飛行區域的質量，遷建工程相關指揮部需要利用沖擊壓實的方式來對地基依據實際規范進行高程的設計，以便于可以增加補壓的檢測性。在初步完成建設土石方工程地基以后，能夠充分符合實際施工需求，但是在進一步沖擊壓實檢測飛行區域潛在安全隱患和地基的時候，可以在一定程度上降低施工后期的沉降，以便于增加基礎地基穩定性，提高地基回彈模量，有利于整體工程質量。分析此機場中Ⅱ段主跑道的B7150—B7350以及A3970—A4030。

2 沖擊壓實設備

在實際施工的過程中，主要應用的沖擊式壓實機是南非共和國藍派生產的三變形25T3—25 kJ，上述沖擊壓實設備主要由兩部分構成，即壓實輪和牽引機，整體質量是27 t，12 t的壓實輪組件質量，最大和最小半徑差值是22 cm，公稱直徑是2 m，壓實輪輪廓是三瓣非圓曲線，利用12 km/h～15 km/h的速度來運行牽引機，壓實輪可以對地面實施沖擊、碾壓、揉壓的綜合作用，影響總深度是3.5 m～5.0 m，最大沖擊力是350 t，在實際施工的時候，合理配合相關設備機械，包括振動壓路機、灑水車、刮平機等，此外，還需要檢測回彈模量、固體體積率、高程的設備。

3 施工方案

1)施工工藝。在布置施工工藝的時候，平均把跑道砍斷分為六個部分，每個跑道寬10 m(見圖1)。

沖擊壓實設備的基本工作特點就是牽引式，只可以進行前行，隨著壓實次數的增加，會改變壓實輪的波峰波谷，沖擊壓實一遍就是壓實輪對地面進行一次覆蓋的軌跡，依據交錯調整轉彎半徑得到。為了保證具備一定的轉彎半徑，轉一圈壓實機，壓1，3；2，4……相間的兩個軌道，進行交錯套壓，安排的工藝是一個檢測單元就是5遍壓實，完成一個檢測單元以后，需要進行刮平振碾，然后再實施5次，10次，15次……來達到檢測工藝的目的[1]。

2)沖壓相關配合。當具備一定程度的壓實輪驗收軌跡的實際波谷和波峰，由于跳車的因素會影響壓實機的行駛速度，從而極大程度上沖擊了沖擊壓實的作用，此時需要有機配合刮平機進行刮平。如果具有比較干燥的壓實地表，土地含水量小于最佳含水量的過程中，不僅會產生揚塵阻礙視線，降低使用期限，還會影響壓實效果，所以需要進行灑水。沖擊壓實設備的最好作用實際上就是可以在距離地面深度20 cm以下～2 m的范圍內，存在10多厘米表層擾動，進行沖壓以后，需要刮平，檢測之前，需要有機配合振動壓路機進行碾壓。

4 分析檢測結果

沖擊壓實完成以后，需要合理監測回彈模量、固體體積率、沉降量。

1)檢測沉降量。

每隔10 m縱向設置一個斷面，每斷面上合理設置12個檢測點，一個具備252個檢測點，一個檢測單元就是5遍壓實，計算出每個檢測單元的實際平均沉降量s，見表1。

表1 檢測沉降量s

分析上述檢測沉降量的實際結果可以發現：

第一，一個檢測單元就是進行5遍壓實，隨著增加沖擊次數，會提高沉降量，在進行10遍沖壓以后，會逐漸壓實深層土體，在進行10次～15次壓實以后，會明顯增大沉降量，在進行15次～20次壓實以后，具備0.5的沉降量值，可以表明具備穩定的地基沉降，最符合的沖擊收斂次數就是20次。

第二，分析沉降差異。在完成20次沖壓以后，需要在第1，2，3，4，5，6道上合理的進行高程檢測，以便于能夠獲得相應點的實際沉降量值，從實際值中可以發現，沉降的差異實際情況。

一個檢測單元塊就是依據橫向和縱向共計四個檢測點所占據的相應方塊，依據每個檢測單元塊中的實際四個檢測點來合理計算沉降量平均值，并且一一比較各模塊平均沉降量值。如，B7240—B7250，A4010—A4020檢測單元塊具備1.155 cm的平均沉降量，B7310—B7320，A3990—A4000檢測單元塊存在4.865 cm平均沉降模量。上述兩個模塊，模塊的沉降實際差異就是4.865-1.155=3.71 cm。也就是說比較薄弱的地塊實際上就是B7310—B7320，A3990—A4000檢測單元塊。利用沖擊壓實的方式來達到增強補壓的目的，依據實際沉降差異可以直觀的體現薄弱地塊[2]。

2)檢測固體體積率。地基的基本填料實際上就是混渣料，利用固體體積率來有效替代壓實度檢測，代表點就是A4005，B7320和A3995，B7320。檢測結果見表2。

表2 沖壓實驗前后的檢測固體體積率

通過表2可以發現，在進行5遍沖壓的時候，可以適當提高1.5個百分點固體體積率，進行20遍沖壓以后可以提高2.8個百分點固體體積率。

3)檢測回彈模量。檢測方式就是承載板檢測，代表檢測點就是A4005，B7320和A3995，B7320。分析沖壓前后的實際回彈模量(見表3)。

表3 沖擊壓實前后的回彈模量

從表3可以發現，進一步壓實土體的時候，可以降低孔隙率，提高強度。從人站在沖壓區域的過程中感應的實際震感來說，在進行20次沖壓以后，由于整個實際沖擊段都會形成連續穩定自下而上的加強層，存在明顯震顫，可以說明彈性和塑性情況的整個土體逐漸變為復原彈性狀態[3]。

5 結語

從檢測回彈模量、固體體積率和沉降量結果來說，可以發現在機場場道地基施工的過程中，合理應用沖擊壓實技術，可以明顯的增加設備增強補壓檢測性，綜合應用沖擊、碾壓、揉壓的實際作用，主要就是沖擊的力學行為，這種行為類似于飛機起落過程中給機場場道帶來的力學作用，具備3.5 m～5 m的影響深度，已經在一定程度上接近飛機降落過程中對于機場場道帶來的影響和沖擊力。利用飛機起落過程中大體實際匹配的沖擊式壓實機、力學行為、影響深度來對機場場道實施補壓增強，可以在一定程度上降低完成基礎施工以后的不均勻沉降和沉降，增加機場場道的使用期限。

[1] 張志良,黃沅平.沖擊壓實技術在上海浦東機場跑道淺層地基處理中的試驗應用[J].探礦工程—巖土鉆掘工程,2011,34(12):28-31,35.

[2] 陳 旭.沖擊壓實技術在機場場道地基工程中的應用[J].人民長江,2013,34(3):39-40.

[3] 楊國榮,魏弋鋒,張合青，等.廣州新白云國際機場場道地基淤泥、淤泥質土夾層注漿處理設計[J].巖土工程界,2011,7(4):46-49.

Discussion on the application of impact compaction technology in airport runway foundation construction

Xu Shaoqiang

(ShanxiMechanizedConstructionGroupCorporation,Taiyuan030009,China)

The paper rationally applies impact compaction technology in the international airport, mainly analyzes relevant impaction compaction technology coordination and construction technology, explores solid fraction, impaction subsidence beforeward and afterward and rebound modulus, and studies impact compaction technology application problems in airport runway foundation construction, so as to provide some reference.

airport runway, foundation construction, impact compaction technology

1009-6825(2015)30-0071-02

2015-08-20

許少強(1975- )，男，工程師

TU470

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