【民航實務】高永志 課程精講班教案 11-第2章-2.2-飛行區(qū)巖土工程（五）

2.2飛行區(qū)巖土工程2.2.5巖土工程排水飛行區(qū)場地應做好原地基排水、填筑體內(nèi)部排水、坡面排水和臨時排水等工程。地下水應做好原地基排水，以疏為主，確保排水暢通；可設盲溝、截水溝或涵洞將地下水引至場外。填筑體內(nèi)宜根據(jù)填料情況設置水平排水層，填方邊坡穩(wěn)定影響區(qū)應設置填筑體內(nèi)部排水系統(tǒng)，并與坡面排水相銜接。填料透水性較好時可不設填筑體內(nèi)部排水系統(tǒng)。坡面排水應包括截水溝、排水溝、跌水和急流槽等，并結(jié)合地形、原有水系和機場排水系統(tǒng)合理布設，防止出現(xiàn)堵塞、漫溢、滲漏、淤積、沖刷和凍結(jié)等現(xiàn)象。場地平整施工階段應做好臨時排水，滿足地下水、地表水等的排放要求，有條件時應結(jié)合機場的永久性排水設施設置。高寒地區(qū)機場應采取措施防止涎流冰。1.巖土工程排水一般規(guī)定（1）排水系統(tǒng)的布置應充分利用有利地形和自然水系，并結(jié)合機場排水系統(tǒng)，全面規(guī)劃，合理布置，防止沖刷農(nóng)田、魚塘和村莊等（2）排水設計應注意環(huán)境保護，防止水土流失（3）對水文地質(zhì)條件復雜的地區(qū)，應進行專項研究。（4）排水設施結(jié)構(gòu)形式應根據(jù)當?shù)亟ㄖ牧系膩碓础⑸喜亢奢d以及專項研究成果綜合確定。（5）施工過程中應做好臨時排水，滿足地下水、地表水和坡面水等的排放要求。有條件時應結(jié)合機場的永久性排水設施設置。2.原地基排水（1）原地基排水應確保原有水系排水暢通，對地表有積水或泉水露頭處，應設盲溝、截水溝或涵洞引至場外。原地基存在泉眼、原地面水系因填筑被改變時，應設置原地基排水設施。（2）排水設施應有充分的排水能力，原地基排水量小時，可采用盲溝、排水管、網(wǎng)狀排水帶等形式；原地基排水量大時，可采用水平排水層和管涵等形式。排水設施應滿足反濾要求。（3）盲溝、排水管、網(wǎng)狀排水帶、水平排水層、管涵的設置應符合《民用機場高填方工程技術(shù)規(guī)范》MH/T5035-2017的要求3.填筑體排水（1）填筑體內(nèi)宜根據(jù)填料情況設置盲溝、水平排水層和管涵等排水設施，并與坡面排水相銜接。填筑A類填料時可不設內(nèi)部排水。（2）應根據(jù)填筑體內(nèi)水的來源確定排水設施的位置，對地表大氣降水的下滲水，應在填筑體上部設置排水設施；對填筑體內(nèi)可能壅高的地下水，應在填筑體內(nèi)設置排水設施。寒冷地區(qū)的排水體出口，應采取防凍措施。（3）填筑體排水設施應符合反濾要求。（4）填筑體排水形式應結(jié)合排水量、材料來源等情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定，并應符合下列要求：①.排水層的厚度應滿足排水要求，厚度不宜小于一層填筑碾壓層厚，排水層最小厚度應滿足反濾層最小厚度的要求。②.當缺乏砂、卵石、礫石、碎石或排水量很大時，可采用塑絲排水籠或塑料排水管周圍應設反濾層。4.邊坡排水（1）邊坡排水系統(tǒng)的平面布置應根據(jù)地形地貌、水文及邊坡填筑設計等條件，與填筑體排水及場外排水相互結(jié)合，在坡頂、坡面、坡腳等部位設置截水、集水和排水設施，將水引至場外排水系統(tǒng)。（2）坡面排水設施可采用豎向和橫向排水溝，并應采取防止沖刷、滲漏等加固措施。其末端應設置消能、沉淀等設施，避免集中水流對地表的沖蝕，并應符合下列規(guī)定：①.豎向可每30~50m設置一道排水溝，溝底可設置跌水臺階，邊坡底部出水口可設置消力池。②.馬道內(nèi)側(cè)設截水溝，豎向排水溝與截水溝在馬道銜接。（3）邊坡坡腳排水溝的出水口應結(jié)合地形設置，將水排引至場外排水設施。（4）邊坡排水系統(tǒng)中截水、集水、排水等各種溝體的斷面尺寸和縱向坡度應根據(jù)邊坡高度、匯水面積、地形等因素，經(jīng)水力計算確定，并應符合下列規(guī)定：①.排水溝縱坡坡度的設計，應使溝內(nèi)水流的流速不超過排水溝的最大允許流速，否則應對溝壁采取防沖刷措施。②.坡頂、坡腳排水溝底縱坡坡度應≥0.1%，馬道排水溝底縱坡坡度應≥0.5%。（5）坡頂匯水宜排入場內(nèi)或場外排水系統(tǒng)，不宜通過邊坡排水。（6）邊坡排水結(jié)構(gòu)可采用砌石結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等，寒冷地區(qū)宜采用混凝土結(jié)構(gòu)并滿足抗凍要求。2.2.6監(jiān)測及動態(tài)控制1.巖土工程的監(jiān)測內(nèi)容機場巖土工程應對原地基、填筑體、邊坡區(qū)、道面進行施工期和工后期的監(jiān)測，一般包括原地基沉降、填筑體分層沉降和表面沉降、邊坡的表面位移和內(nèi)部位移、支護結(jié)構(gòu)位移和應力、道面表面沉降、孔隙水壓力和地下水位等。監(jiān)測內(nèi)容可根據(jù)不同階段工程特點適當調(diào)整，監(jiān)測點的布設、監(jiān)測儀器元件的安裝埋設、監(jiān)測的周期和頻率，可根據(jù)不同階段的監(jiān)測方案執(zhí)行。軟土地基工程監(jiān)測項目參照表2.2-13，高填方工程監(jiān)測項目參照表2.2-14。2.巖土工程的監(jiān)測要求地基變形監(jiān)測和邊坡監(jiān)測應符合《民用機場勘測規(guī)范》MH/T5025-2011的相關(guān)規(guī)定，挖方邊坡和支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測應符合《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013的相關(guān)規(guī)定。施工期測點周圍應設置明顯標志并進行編號，監(jiān)測期間應保護測點，重要部位監(jiān)測點應加密。監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄應注明監(jiān)測日期和時間、天氣，施工期監(jiān)測尚應記錄填筑高度、填料情況、填筑方法、測點布置和保護狀況等。遇變形速率增大、暴雨、地震及其他意外情況，應立即監(jiān)測并加密監(jiān)測頻率。3.巖土工程的監(jiān)測分析應收集勘察、設計、施工、檢測等資料，包括地基土類型、地基處理方法、填料類型、填筑方法等，并建立分析模型。巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)用于預測工后沉降和工后差異沉降，綜合評價邊坡的穩(wěn)定性。監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析方法主要包括：（1）利用原地基的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以繪制原地基沉降量時程曲線，計算原地基的固結(jié)度和沉降速率。（2）利用填筑體監(jiān)測數(shù)據(jù)可以繪制各類填料分層壓縮時程曲線、計算各分層填料壓縮完成情況和沉降速率，通過擬合法、灰色系統(tǒng)理論法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡法、遺傳算法等方法對填筑體進行沉降預測。（3）利用表面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)可以繪制表面沉降時程曲線、沉降等值線，計算地表總沉降量、沉降速率，對工后沉降和工后差異沉降進行預測。（4）通過邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)可以掌握邊坡表面及內(nèi)部位移變化情況，根據(jù)邊坡位移情況評價邊坡穩(wěn)定性。（5）通過支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以掌握支護結(jié)構(gòu)的位移情況，結(jié)合填筑情況，評價支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（6）利用道面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)可以繪制道面沉降時程曲線、沉降等值線，計算道面總沉降量、沉降速率，對工后沉降和工后差異沉降進行評價。（7）利用地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)可以掌握地下水位變化情況，預測地下水位的變化及對原地基和填筑體的影響。（8）通過孔隙水監(jiān)測數(shù)據(jù)可以掌握孔隙水壓力變化情況，預測孔隙水壓力的變化及對原地基的影響。4.巖土工程的動態(tài)控制監(jiān)測數(shù)據(jù)突變時應進行復測、分析原因并采取相應措施。邊坡變形速率或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力異常時應提出預警并制定控制預案。沉降監(jiān)測的重要目的之一是確定道面鋪設起始時間，該時間是以設計要求允許的工后沉降為控制指標來確定的，工后沉降需要通過沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)來預測。確定變形穩(wěn)定周期是一個時間離散化問題，周期長短主要取決于變形值的大小和速率，通過對沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，建立沉降與時間的關(guān)系曲線，根據(jù)工后沉降標準，反算沉降速率，從而確定沉降穩(wěn)定控制標準。采用沉降速率來判定沉降是否穩(wěn)定（即工后沉降是否滿足設計要求）對工程更為方便，而沉降穩(wěn)定的判別標準需要結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)分析進行專項研究。預測的填筑體表面工后沉降或工后差異沉降不滿足設計要求時，應延長自重沉降期，或采取加快沉降穩(wěn)定的措施，并繼續(xù)進行沉降監(jiān)測。加快沉降穩(wěn)定的措施包括堆載預壓、強夯、沖擊碾壓等，堆載預壓附加應力作用范圍內(nèi)的填筑體壓縮會加快，堆載的荷載較大時，可以加快下部填筑體沉降，強夯可以加快填筑體上部沉降，影響深度和強夯能級有關(guān)，強夯能級越大影響深度越大，沖擊碾壓可以加快填筑體淺部沉降，強夯沖擊碾壓后可在道基淺部形成強度和剛度相對較大的硬殼層，增大應力擴散角。12.1.2施工過程中的質(zhì)量控制重點及檢測要求1.民航機場場道工程質(zhì)量檢查與檢驗1）土基施工質(zhì)量控制重點與檢測要求（1）施工質(zhì)量控制重點：土基密實度是土石方施工重點質(zhì)量控制內(nèi)容，為了保障土基密實度達到相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范要求，主要應從以下方面采取措施：①控制土壤的含水量，碾壓前應盡量使實際含水量接近最佳含水量；②合理確定松鋪土的碾壓厚度；③針對土壤及各類碾壓設備的特點，合理選擇碾壓設備。（2）施工質(zhì)量檢查程序：土基工程施工質(zhì)量控制項目有壓實度、高程、平整度和寬度。土基區(qū)的質(zhì)量檢測程序見圖12.1-1。（3）施工質(zhì)量控制要求：道面影響區(qū)土石方壓實度應符合設計要求且不低于表12.1-1的規(guī)定。為保證施工質(zhì)量，應按規(guī)定檢查土基的壓實度、土基頂面高程和平整度，填土施工質(zhì)量應符合表12.1-2的規(guī)定。【背景資料】【2022A1-2】某機場飛行區(qū)擴建，甲施工單位承接土石方及道面工程，土石方工作面分為ABC三個區(qū)域。（2）B區(qū)為填方區(qū)，最大高度為25m；土面區(qū)質(zhì)量檢測項目見表1，填方施工歷時一個月完成并通過了分部驗收，甲施工單位隨即開始道面結(jié)構(gòu)施工；土面區(qū)質(zhì)量檢測項目表。升降帶土面區(qū)檢測項目檢測頻率檢測方法高程a水準儀b每層2000㎡測一點3m直尺問題：2.請?zhí)顚懕?中a，b代表的內(nèi)容。答案：a-按20m×20m方格網(wǎng)頻率檢查；b-平整度。補充知識：壓實度評定附錄B壓實度評定【MH5007-2017】B.0.1土方、基層、底基層及墊層標準密度的擊實標準應符合設計要求，可采用環(huán)刀法、灌砂法、蠟封法等方法；瀝青混凝土面層（包括上面層、中面層和下面層）壓實度的標準密度以馬歇爾穩(wěn)定度擊實成型標準為準。B.0.3當壓實度小于K0（設計規(guī)定值）的測點數(shù)不超過總測點數(shù)的5%、且任一測點壓實度均不小于極值時，壓實度評定為合格。極值取值如下：1.對于土面區(qū)土方，極值為K0-2%；2.對于瀝青混凝土面層、基層、底基層、墊層、飛行區(qū)道面影響區(qū)及填方邊坡穩(wěn)定影響區(qū)的土方工程，極值為K0-1%。【條文說明】本標準取消了原標準壓實度使用數(shù)理統(tǒng)計的方法，采用以合格率、極值雙重標準進行質(zhì)量檢驗評定。原因如下：首先，現(xiàn)場測點經(jīng)常存在小批量的數(shù)據(jù)，導致數(shù)理統(tǒng)計方法并不適用；其次，采用95%的合格標準，當單批次測點總數(shù)在小于20個時，則不允許有任何一個點不滿足要求，相當于點點滿足設計，也符合目前現(xiàn)場小批量檢測的執(zhí)行實際；再次，相對于數(shù)理統(tǒng)計而言，合格率標準更為直接和簡單，操作起來也更為方便?！?/20=5％】【2020A1-1】【背景資料】【2020A1-1】我國某新建支線機場飛行區(qū)指標為4D，跑道和機坪設計結(jié)構(gòu)為：水泥混凝土面層、水泥穩(wěn)定碎石基層，面層與基層間未設置隔離層。經(jīng)過公開招標，A施工單位中標跑道工程標段，B施工單位中標機坪工程標段。A單位對跑道道基頂面土基進行分項工程驗收，其中，道基頂面土基壓實度檢測結(jié)果見表1-1……問題：1.依據(jù)表1-1所列檢測數(shù)據(jù)，評定壓實度是否合格？說明理由。答案：評定合格，理由如下：依據(jù)《民用機場飛行區(qū)土（石）方與道面基礎(chǔ)施工技術(shù)規(guī)范》，本標段22個檢測點中，有一個不合格點（壓實度為97.3%）小于98%；合格率=21/22×100%=95.45%，依據(jù)《民用機場飛行區(qū)場道工程質(zhì)量評定標準》規(guī)定，保證項目合格率應不小于95%，95.45%＞95%，且壓實度實測值均大于97%（極限），應評定為合格。問題：2.若快速確定土基壓實度，在獲取土的實際干密度之前，A單位必須完成土的哪項試驗檢測工作？說明理由。答案：A單位必須提前檢測土的最大干密度。理由如下：依據(jù)壓實度計算公式：壓實度=（土的實際干密度/土的最大干密度）×100%，確定土基壓實度時需要檢測土的最大干密度。鑒于土的壓實度檢測時效性及最大干密度復雜性，若要隨時確定土的壓實度必須提前檢測土的最大干密度，這是快速確定土壓實度的基本條件。重型擊實試驗用到設備：天平，烘箱，干燥箱，環(huán)刀，直尺，擊實儀擊實試驗的參數(shù)：錘的質(zhì)量、落高、試桶容積、層數(shù)、每層擊數(shù)、擊實功。擊實試驗的方法步驟（1）將擾動土樣分層裝入擊實筒中，每鋪一層后均用擊錘按規(guī)定的落距和擊數(shù)錘擊土樣，最后被壓實的土樣充滿擊實筒。（2）由擊實筒的體積和筒內(nèi)被壓實土的總重計算出濕密度，并可計算出干密度：干密度=濕密度/（1+含水量）（3）由一組幾個不同含水量的同一種土樣分別按上述方法試驗，繪制擊實曲線。（4）曲線的最高點對應干密度為最大干密度，用試件干密度除以最大干密度可得到密（壓）實度。以灌砂法為例：【2011A3-1】節(jié)選某機場道面結(jié)構(gòu)層設計為：底基層采用10%的石灰土，厚度18cm……（2）試驗室提供的石灰土重擊實試驗曲線如下圖所示：問題：1.計算施工必須達到的干密度，寫出含水量控制范圍。答案：①石灰土擊實試驗曲線顯示，其最大密度ρdmax=1.89g/cmm3，施工必須達到的干密度為1.89×0.98=1.85g/cm3；②在擊實試驗曲線上所對應的含水量范圍為14.1%（在14%~14.5%之間均可）~18.2%（在18%~18.5%之間均可）?！颈尘百Y料】【2014A1-1】某施工單位承擔了圖1所示的某機場（飛行區(qū)指標為4E）除冰坪基、基層及水泥混凝上面層的施工任務。工程于2012年4月1日開工，12月20日竣工，部分工程資料如下土基屬濕陷性黃土，為消除其濕陷性，進行了強夯處理。施工單位在距平行滑行道邊緣5m處開挖寬5m、深4m的溝，待其他區(qū)域強夯結(jié)束后，對其進行了回填碾壓。竣工