道面土基压实的影响因素与施工控制
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道面土基压实的影响因素与施工控制

2022-10-30 17:10:01 来源:网友投稿

摘要:机场道面土基是整个道面结构的依托,是保证道面品质和使用寿命的根本所在,应当从土基压实影响因素分析和施工控制两方面入手,才能确保土基强度及稳定性。本文在阐明四个影响压实因素的基础上,重点论述了加强施工控制的有效手段,按照施工先后顺序,抽象出"存在-程度"控制、一般控制、具体控制等方法,旨在改进现场管理,完善质量控制,以期对当今我国民航机场建设领域有所裨益。

关键词:机场道面;土基压实;影响因素;施工控制;方法

引 言

随着我国国民经济的持续发展,目前民用机场数量及航班业务量都在与日俱增,全国各地机场新建、扩建等工程正普遍兴起。众所周知,机坪和跑道是机场主体部分,其道面强度将直接决定机场建设效益和运营能力。土基作为道面结构的最下层,承受着全部结构自重与上部传来的飞机荷载,其位置和功能都表明:它是机场道面正常使用的前提和保证。

调查近年实际工程,其结果显示:道面外部的损坏现象,大部分都与内在土基的强度不足及变形过量有关。因此说,良好的道面品质不仅要靠基层和面层强度,更依赖于土基的坚实。场道工程越来越强调质量、讲求效益,那么应从改善土力性能、构筑密实土基这一根本环节做起。

1、理论方面:研究并分析土基压实影响因素

充实理论储备,强化思想意识,积累有效经验,为后续现场实施开好局、铺好路。提到场道土基压实,必然会涉及以下概念。

1.1、含水率

为了掌握含水率对土基压实的影响,我们不妨引入"二次函数"知识,凸形抛物线中,纵坐标代表干密度,存在一个最大值,横坐标代表含水率,存在一个最佳值。由此可见土体水的作用:含水过少,土体干,难以聚拢;含水过多,土体湿,难以固结。于是得出结论:实际含水率处于或接近最佳值时,压实效果才能事半功倍。

1.2、土的类型

土的击实试验证明:亚砂土和亚黏土聚集性高,最佳含水率小于黏土,压实后的最大干密度高于黏土。因此相同压实功能下,应优先选择亚砂土和亚黏土,尽量避免使用分散性高的黏土。

1.3、压实功

施工现场压实土基时,或者增加压路机质量,或者增加碾压遍数,均可增加压实功、提高土基密实度。

1.4、压实机具

道面土基压实受压实机械种类影响很大。实际操作中,应视土质状况选用机械,这能显著增强压实效果。

光面钢轮压路机的压实厚度较小。通常先用轻、中型机进行预压。中型机适宜压实低黏性土和非黏性土,重型机适宜压实黏性土。

轮胎压路机具有与土层接触面大及有效压实深度大等优点,因而广泛用在各种土方压实操作中,但它更适合压实黏性土。

振动压路机压实功能很高,它可兼作轻、中、重型使用,具有质量小、体积小、效率高、操纵灵活等优点,特别适宜压实黏性小的土、砂砾料及碎石混合料。

羊脚碾的单位面积压力大,压实效果和深度均高于同质量压路机。用它压实后,表层6-10cm的土层仍是松的,需用光面压路机再次压实。羊脚碾最适合压黏性土,非黏性土一般不用。

近几年,冲击碾压技术被用在一些机场的土方工程压实中。作业时牵引机带动压实轮滚动,压实轮对地表施以揉压-碾压-冲击的综合作用,使土体从上至下深层次的随着压力波的传递得到压实。

2、实践方面:综合运用施工控制方法,提升效益。

在综合考量场道结构类型、荷载大小、使用要求、土质状况、处理效果、机具条件、施工技术与进度、优选方案等因素的前提下,施工中应努力加强质量控制,从而确保土基强度及稳定性,这一点毫无疑问。但是,如何改进控制方法、保证控制效果呢?作者根据实际施工情况及现场管理经验,逐渐总结出一种"二维控制法",亦称"存在-程度"控制法。也就是说,验评一种施工工序、工艺、措施等是否对既定目标有利,首先要视其有无情况,即存在状态,这是一维;其次还要视其进深情况,即程度如何,这又是一维。那么对于这一方法,如何加以实施运用呢?不必疑虑,持续更新、愈加完善的规范标准、法律法规、政策文件以及资料图纸是"二维控制法"的根本依据和指导纲领。

2.1、土基压实的一般控制

2.1.1、存在要求

该类控制严格按照规范条款和技术文件执行,亦即:一般情况下,规范标准所列出的工序都必须具备,所实施的工艺和措施都必须遵循标准进行并控制。显然,其"存在要求"均为"须有"。例如依据规范,土基压实工序可分为:施工准备工作、土壤击实试验、杂土清除、坑洞处理、基底换填、原地面平整压实、分层填筑碾压、含水率及松铺厚度控制、碾压控制、翻浆和弹簧土处理等16项工序或措施(限于篇幅,不逐一列举),必须循序渐进、逐项落实、缺一不可、禁止减省,这样施工质量才能得到基本控制。这一点已为业界所共识,必须引起足够重视。

2.1.2、程度要求

在符合存在要求的基础上,那么操作程度方面,则既要适度、达标,又不能过度、超规。例如"杂土清除、坑洞处理、基底换填"作业中,基底密实度、标高、平整度等项只需符合设计及规范要求即可,而不应出现基槽超挖或过分强调平整度等情况,这样也许不会影响土基质量,但无形之中延长了周期、增加了成本,甚至会影响到地下预埋管线,应该尽量避免的。再如"松铺厚度控制"就必须根据机具情况量力而行,铺的太厚不易压实,铺的太薄有损机械效能。施工控制中不断权衡调整,从而找到最优方案,提升施工质量。

与之相反,对于规范标准和资料文件中未提到的工序、措施或行为,除非是成功经验、专业论证或实际要求等,否则一律不得出现,即存在要求为无,程度上更不能与规范准则背道而驰。这一点若控制不力,势必会引起质量隐患等不良后果。

综上:采用"存在-程度"法进行土基压实施工控制,层次更为清晰,目标更为明确。这一方法表明:处于控制中的各道工序环节,其"存在"和"程度"状态与规范标准越契合、越一致,其施工控制就越有效,其结果越有助于实现土基强度和稳定性等目标。

2.2、土基压实的具体控制

该类控制相对于一般控制而言,它不像前一类那么严格和强制,那么具有普遍约束性,即:相关规范标准和资料文件均未列出,但从实际出发,根据现场条件来看又显得十分必要。这两类控制相辅相成、不可或缺,应当结合使用。对于土基压实作业,则至少有以下方面需引入具体控制,依前仍按施工顺序,可分为:准备工作、初选可行性方案、选择最佳方案、现场试验、专项治理或换土、处理效果检验、抬高道槽设计标高、设置隔离层、设置完善排水系统等项,应视现场实际,弄清哪些环节的"存在要求"为应有、宜有或可无,并明确具体实施时"程度要求"的范围和层次,从而因地制宜、科学安排、提高效率、节约投资。例如设置隔离层一项,就应该考虑哪些地段应有,哪些可无,因为实际条件多少会有差异;另外设置的层数和深度也应经过充分论证、合理布局。当然,该类控制是见仁见智的事,作者试举几例,以期抛砖引玉。

结 语

土基压实施工过程中,分析影响压实因素是理论前提,改进施工控制时实际证明,需要双管齐下。而"存在-程度"控制法中,一般控制如同建筑的主干和框架,具体控制如同填充和装饰,只有这两方面控制都落实到位、万无一失了,土基压实才算圆满,施工质量才算完善,方能为场道上层施工提供坚强后盾和稳定支承。

参考文献:

1.王维主编.机场飞行区管理与场道施工.北京:人民交通出版社,2007

2.王维主编.机场道面设计.天津:中国民航大学,2003

3.陈希哲主编.土力学地基基础.北京:清华大学出版社,2004

4.中国民用航空局.MH5014-2002中华人民共和国行业标准民用机场飞行区土(石)方与道面基础施工技术规范.北京:2003年实施


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