吹填區(qū)珊瑚砂地基壓實(shí)技術(shù)研究

劉愛軍

摘? 要：珊瑚砂具有保水性差、級(jí)配穩(wěn)定性差和孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜等諸多特點(diǎn)，用于地基填筑須充分壓實(shí)，為了探究吹填區(qū)珊瑚砂地基壓實(shí)工藝，該文以馬爾代夫維拉納國際機(jī)場改擴(kuò)建部分吹填區(qū)地基處理工程為依托，將振動(dòng)碾壓與沖擊碾壓處理后的地基干密度、承載力及沉降量進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：隨振動(dòng)碾壓或沖擊碾壓遍數(shù)增大，地基壓實(shí)度、變形模量、反應(yīng)模量、CBR均顯著提高，沉降量變化率逐漸減小，二者均可有效提高珊瑚砂地基壓實(shí)度及承載力，但振動(dòng)碾壓的壓實(shí)度、壓實(shí)效率及地基承載力均優(yōu)于沖擊碾壓。

關(guān)鍵詞：珊瑚砂;地基;干密度;承載力;沉降量;壓實(shí)

中圖分類號(hào)：U842? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

珊瑚砂為珊瑚礁、死珊瑚或貝殼被海水沖擊破碎后形成的碎屑物，在巖土類別中屬于碳酸鹽類土或鈣質(zhì)土，其不同于常規(guī)地基填筑材料，具有保水性差、級(jí)配穩(wěn)定性差、孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜等諸多特點(diǎn)，用于地基填筑材料時(shí)，須根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求對(duì)珊瑚砂地基進(jìn)行壓實(shí)。

目前珊瑚砂地基壓實(shí)技術(shù)研究已有所進(jìn)展，賀迎喜采用低能強(qiáng)夯和振動(dòng)碾壓相結(jié)合的工藝壓實(shí)珊瑚砂地基，壓實(shí)后地基土CBR大于30%，壓實(shí)度達(dá)95%以上，后期沉陷基本消除。王新志測量珊瑚砂地基力學(xué)參數(shù)，得出人工回填鈣質(zhì)土地基回彈模量隨壓實(shí)度的增大而增大，地基沉降量很小。邱偉健對(duì)比振沖擠密法加固前后珊瑚砂地基的CPT、SPT檢測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)振沖后加固區(qū)地基CPT段阻平均值及SPT擊數(shù)明顯提高。李洋洋認(rèn)為珊瑚砂地基的沉降量僅為經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值的50%～67%，且隨密實(shí)度增大而減小，承載能力和變形模量隨密實(shí)度增大而增大。張雷根據(jù)機(jī)場飛行區(qū)珊瑚砂地基受力特性和工程特性，對(duì)比沖擊碾壓與振動(dòng)碾壓地基壓實(shí)試驗(yàn)效果，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)碾壓壓實(shí)效果更佳。何紹衡對(duì)南海珊瑚砂進(jìn)行等向和K0固結(jié)的三軸排水剪切試驗(yàn)，認(rèn)為固結(jié)路徑對(duì)珊瑚砂的剪切行為有顯著影響。

1 工程概況

馬爾代夫維拉納國際機(jī)場位于首都馬累島東北部2 km處，為了滿足A380等F類機(jī)型的使用，擬新建一條跑道及部分附屬設(shè)施，長3 400 m，寬60 m，道肩寬7.5 m，新建跑道方位與現(xiàn)有跑道方位一致，由于原有陸域面積有限，采用珊瑚砂材料將部分海域吹填成人造地基。

2 壓實(shí)試驗(yàn)方案

為了探究合適的吹填區(qū)地基碾壓方案，根據(jù)改擴(kuò)建區(qū)域1號(hào)試驗(yàn)區(qū)吹填厚度將試驗(yàn)區(qū)分為1～18號(hào)試驗(yàn)點(diǎn)，如圖1所示，試驗(yàn)區(qū)全長100 m，全寬25 m，場地標(biāo)高1.7 m，對(duì)1～6號(hào)測試點(diǎn)進(jìn)行振動(dòng)碾壓，對(duì)7～18號(hào)測試點(diǎn)進(jìn)行沖擊碾壓。其中振動(dòng)碾壓采用徐工26 t單鋼輪壓路機(jī)，以2 km/h～4 km/h的速度碾壓，

沖擊碾壓采用沖擊勢能25 kJ的沖擊壓路機(jī)，以10 km/h～15 km/h的速度碾壓。壓遍數(shù)每單程行走一趟為一遍，每5遍灑一次水，撒水量35 kg/m2，灑水后靜置20 min～50 min再進(jìn)行碾壓處理，壓路機(jī)輪跡之間錯(cuò)開一輪，不必重疊。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 干密度試驗(yàn)

對(duì)試驗(yàn)區(qū)碾壓前后進(jìn)行干密度試驗(yàn)，振動(dòng)碾壓20遍后測2、4、6號(hào)點(diǎn)，振動(dòng)碾壓44遍后測1、3號(hào)點(diǎn)，振動(dòng)碾壓52遍后測5號(hào)點(diǎn)，沖擊碾壓30遍后測15、16、17、18號(hào)點(diǎn)，沖擊碾壓45遍后測11、12、13、14號(hào)點(diǎn)，沖擊碾壓55遍后測8、9、10號(hào)點(diǎn)，見表1。

由表1可知：隨著碾壓遍數(shù)的增加，地基干密度均值及填料干密度標(biāo)準(zhǔn)差減小，說明地基壓實(shí)質(zhì)量及均勻性提高。碾壓前地基干密度均值為1.53 g/cm3，振動(dòng)碾壓20遍或沖擊碾壓45遍，填料平均干密度高于設(shè)計(jì)要求的1.60 g/cm3，說明振動(dòng)碾壓的壓實(shí)效率比沖擊碾壓高。

如圖2所示，隨著碾壓遍數(shù)的增加，地基干密度漲幅有所降低并逐漸趨于穩(wěn)定，振動(dòng)碾壓52遍后地基干密度均值達(dá)到1.80 g/cm3，沖擊碾壓55遍后為1.68 g/cm3，說明振動(dòng)碾壓的壓實(shí)效果比沖擊碾壓好。

3.2 承載力試驗(yàn)

為了研究振動(dòng)碾壓與沖擊碾壓對(duì)珊瑚砂地基的加固效果，對(duì)比振動(dòng)碾壓及沖擊碾壓20遍前后地基的變形模量、反應(yīng)模量及CBR，見表2。碾壓后地基變形模量、反應(yīng)模量、CBR均大幅提高，振動(dòng)碾壓及沖擊碾壓處理均可有效提珊瑚砂地基的承載力。相較于沖擊碾壓，經(jīng)振動(dòng)碾壓后的地基具有更高的變形模量、反應(yīng)模量及CBR，說明經(jīng)振動(dòng)碾壓的地基承載力優(yōu)于沖擊碾壓。

3.3 沉降觀測

為了研究不同碾壓工藝下吹填區(qū)地基沉降特征，并確定適合于珊瑚砂地基加固方式及合理的經(jīng)濟(jì)碾壓遍數(shù)，在試驗(yàn)區(qū)1內(nèi)設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，沉降測試結(jié)果如圖3、圖4所示。碾壓過程中，各測點(diǎn)沉降量逐漸減小，振動(dòng)碾壓與沖擊碾壓分別在碾壓24遍和50遍后地基沉降量趨于穩(wěn)定，振動(dòng)碾壓50遍后累計(jì)沉降量為0.29 m，沖擊碾壓56遍后累計(jì)沉降量為0.14 m，振動(dòng)碾壓處理地基沉降量大于沖擊處理地基沉降量，振動(dòng)碾壓壓實(shí)效果更佳。

4 結(jié)語

地基壓實(shí)度及均勻性隨碾壓遍數(shù)的增大而增大。振動(dòng)碾壓20遍或沖擊碾壓45遍，填料平均干密度到達(dá)設(shè)計(jì)要求1.60 g/cm3，振動(dòng)碾壓的壓實(shí)效率比沖擊碾壓高。

振動(dòng)碾壓及沖擊碾壓后地基變形模量、反應(yīng)模量、CBR均大幅提高，二者均可有效地提高珊瑚砂地基承載力，且經(jīng)振動(dòng)碾壓的地基承載力優(yōu)于沖擊碾壓。

在碾壓過程中，各測點(diǎn)沉降量逐漸減少，振動(dòng)碾壓處理地基沉降量大于沖擊碾壓處理地基沉降量，振動(dòng)碾壓壓實(shí)效果更佳。

參考文獻(xiàn)

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