珠海机场水泥混凝土道面设计

珠海机场水泥混凝土道面设计

1道面及工程地质珠海机场位于广东省珠海市的珠海机场，由国际民事四e级建设，全长4000米，宽45米，每条水道的肩部7.5米，总宽度60米。水泥混凝土道面端部厚38cm,中部厚34cm,下设两层水泥稳定半刚性基础,各厚20cm,可起降波音747-400型飞机。滑行道位于跑道西北侧,与跑道平行,其长度与跑道相同,其宽度为23m,道肩每侧各宽10.5m,总宽度44m,滑行道水泥混凝土道面及其基础与跑道端的结构厚度相同。跑道、滑行道、联络道道面总面积59万m2,站坪位于滑行道中央的西北侧,道面的结构与滑行道相同,面积23.5万m2,候机楼按双指廊设计,设17个停机位(均配备透明机桥),站坪另设9个远机位,可同时停放26架飞机。除跑道西南端600m长为花岗岩地基外,其余部分为第四系上更新统—全新统海陆交互相沉积层、坡积层及残积层,总厚度15.54～51.99m,其基底为燕山第三期中、粗粒花岗岩。场区表层大部分为饱和粉细砂,密实度低,平均厚度11.57m,最厚达21.46m,在七级地震时相当部分将产生液化(本场区属七级地震区)。地表以下的淤泥及淤泥质土属高压缩性,一般有二至四层,层厚最小0.5m,最厚22.1m,埋深在跑道东北端2.4～40.2m,西南端(炮台山以北)1.36～48m;站坪埋深2.92～25.43m。场区工程地质复杂,土壤的分层、层位、层厚及特性变化多,软土埋藏深。地下水埋深0～6.8m,地下水对水泥混凝土会产生分解性侵蚀。场区部分地段,由于地下水出露,局部呈沼泽状。珠海属亚热带海洋性气候,年平均温度25.2℃,最高温度37.3℃,最低温度1.7℃。年平均相对湿度为81%。年平均降雨1998.3mm,历史上最高潮水位为2.6m。2场地软件基本处理方法2.1该场地对基本维护的要求2.1.1虚实度(1)道面下地基土的密实度按重型击实标准确定。(2)密实度要求:0～-1m范围,不低于98%;-1～-4m范围,不低于95%;-4～-8m范围,不低于90%;-8m以下,不低于85%。2.1.2计算结果及限制(1)不均匀沉降量按弯沉盆进行控制,弯沉盆半径为50～100m,盆底、盆顶之差有严格限制。(2)工后剩余沉降量应按实测双曲线推算最终沉降量(以30年作为计算年限)。(3)总沉降量的95%应在施工过程中完成。(4)处理后地基顶面的回弹模量应不小于80MPa。2.2确定地基处理方案和方法从上述工程地质情况看,软土埋藏深,土层变化多,地下水位高;有新填海地段,亦有花岗岩出露地基;表层为松散饱和粉细砂。这些地质条件对于建设大型民用运输机场来说,是非常不利的,建设单位、设计及有关部门通过多方案比选和必要的现场试验,最后确定了场道地基处理的主要原则和方法:(1)对表层粉细砂,主要采取强夯法,以提高其密实度,消除粉细砂层在七级地震时可能产生的液化。(2)对下卧软土层,主要采用砂井排水法,结合堆载预压,加速软土层的沉降固结,减小软土层的剩余沉降量,特别是不均匀沉降量。(3)对地层软硬过渡带,为调节地基刚度,避免过大的沉降差;此外,在浅层饱和粉细砂中含粘土颗粒较多处,均采用砂桩法。3处理场地的基本组成3.1砂井(1)灌砂量深432m跑道、滑行道、联络道砂井纵向间距2m,横向排距1.75m,呈梅花形布置,井深10～26m,平均19m,井径32.5cm,砂井设计灌砂量每延米0.092m3;站坪砂井纵向间距1.8m,横向排距1.56m,呈梅花形布置,最大深度22m,井径32.5cm,设计灌砂量每延米0.095m3。(2)砂井材料采用中、粗砂,含泥量不大于3%,不得含有树根、草皮等有机物质。(3)砂井孔采用震动打桩机,配以活瓣桩尖。(4)检查砂井的标贯击数在砂井中心以轻型动探(N10)抽查少数砂井的标贯击数,井深2m以下,一般应不小于20击,目的是检查砂井的密实度、有无断井、缩颈。3.2砂桩(1)花形桩的布置跑道、滑行道砂桩设计间距为1.2m、1.5m和2m三种,呈梅花形布置,桩长14m、10m和5m三种,桩径为40cm,灌砂量每延米0.19m3;站坪砂桩间距1.8m,排距1.56m,呈梅花形布置,桩径50cm,每延米灌砂量0.23m3。(2)砂中粘粒含量除控制桩位及砂量外,桩间土的挤密效果主要用静力触探或标准贯入、轻型动探检查,其结果应不低于表1要求,但砂中含粘粒数较多时,应视粘粒含量的多少,适当降低要求。3.3回填堆载阶段为加速软土地基的沉降固结,对其实施堆载预压。在砂井、砂桩打完后,先进行石碴层回填,然后进行堆载。根据堆载期间地基的沉降观测资料,确定卸载时间,以确保地基的剩余沉降量满足设计要求。堆载设计高度为2～7m,平均高5.15m,堆载期限为3～6个月。3.4常规观测时间在砂井、砂桩及砂垫层施工完毕之后,开始回填石碴垫层之前埋设观测仪器。预压初期,每天观测一次;在第二个月以后,一般情况每5天观测一次,如连续二次观测数值不变,即可延长为每半月或每月观测一次。根据沉降观测成果,按双曲线法推算最终沉降量。珠海机场场道地基沉降观测的实测及推算数据见表2。3.5僵硬(1)石等垫层铺设的铺设点夯主要提高10m以内粉细砂层密实度。满夯提高石碴垫层及5m以内的密实度。满夯以后用推土机将高低不平的石碴表面推平,然后用震动压路机辗压,使石碴表层0.6m达到密实。(2)knm的夯实和夯实跑道、滑行道、联络道采取单击能量为3000kN·m的夯锤,每点夯击12次,最后二击平均下沉量不大于4cm。点夯间距为3m,呈正方形布置。经测试,平均下沉量为76cm。(3)夯实沉沉量测定跑道、滑行道、联络道的单击能量为1000kN·m的夯锤,每点夯击5次,最后二击的平均下沉量不超过2cm,夯点之间必须搭接四分之一夯锤直径(2.0～2.5m)。经测试满夯的平均夯沉量为31cm。站坪的单击能量设计为640kN·m,每点夯击4次,最后一击下沉量不大于2cm,夯点间距为2.2m,正方形布置,经测试平均夯沉量为16.5cm。(4)强打击性标准贯入击数采取标准贯入法测试,在3～12m深,强夯前的标准贯入击数(N63.5)为7～15.5击,强夯后为16.7～24.3击,远大于七级地震造成液化的规定标准贯入击数值。4道面沉降观测为了正确评价场道地基处理质量,除了上述在堆载预压期间应进行地基的沉降观测之外,还在混凝土道面施工之后,对道面板进行较长时期的沉降观测,最终确定地基处理的工程质量。根据工程地质特点,预先在混凝土道面板上布设道面沉降观测点,并在地基处理范围之外,选择稳固地基,埋设基准点。基准点的埋设应符合国家二等水准点的设置要求。珠海机场于1995年6月通航使用,至1996年4月,机场通航已10个月,历经春夏秋冬四个季节,经九次观测,各沉降点高程比差一直很小,可见跑道、滑