高瑞濤， 馬青蓮

(青海工程勘察院，青海 西寧 810016)

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花土溝民用機(jī)場鹽漬土地基處理試驗(yàn)分析

高瑞濤*， 馬青蓮

(青海工程勘察院，青海 西寧 810016)

花土溝機(jī)場為鹽漬土場地，通過對花土溝機(jī)場場地內(nèi)實(shí)驗(yàn)區(qū)采用的土工布包裹混山石隔離法和土工布包裹砂礫石隔離法處理鹽漬土地基的效果比較，級配砂礫石的壓實(shí)效果優(yōu)于混山石，混山石的隔鹽效果比級配砂礫石的好，綜合考慮級配砂礫石與混山石的壓實(shí)效果及隔鹽效果等因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果建議地基處理時(shí)，以1.5 m厚隔鹽層結(jié)構(gòu)底部采用0.3 m厚混山石，上部1.2 m厚采用級配砂進(jìn)行處理．

鹽漬土；地基處理；試驗(yàn)；質(zhì)量檢測

花土溝機(jī)場為青海省鹽漬土場地建設(shè)的第一個(gè)機(jī)場，機(jī)場場道鹽漬土地基處理方案及效果尤為重要．如果鹽漬土地基處理不當(dāng)，就會引起基礎(chǔ)甚至上部道面結(jié)構(gòu)的鹽脹或溶陷破壞，從而影響機(jī)場的正常使用．基于此，為達(dá)到合理經(jīng)濟(jì)地處理鹽漬土地基的目的，在場地內(nèi)選擇有代表性的地段進(jìn)行鹽漬土地基處理試驗(yàn)．

1 花土溝機(jī)場工程地質(zhì)概況

(1) 花土溝機(jī)場概況:花土溝民用機(jī)場的性質(zhì)為國內(nèi)小型支線機(jī)場，主要的服務(wù)區(qū)域及對象為海西蒙古族藏族自治州及青海石油管理局，同時(shí)兼顧到周邊省份、青海省內(nèi)相鄰地區(qū)．

(2) 場地地形地貌特征:花土溝機(jī)場場址位于花土溝鎮(zhèn)南側(cè)，直線距離約5.3 km，場區(qū)地形開闊，地面起伏不大，地勢總體為東南高，西北低，高程在2 885～2 918 m之間．場區(qū)地貌屬于洪積作用形成的山前傾斜平原．

(3) 場地巖土類型及特征:根據(jù)青海工程勘察院2012年4月完成的《青海海西花土溝民用機(jī)場工程場地巖土工程勘察報(bào)告》[1]，場區(qū)地表土層主要以砂礫石和少量粘性土為主，30 m深度以內(nèi)以砂土為主，局部地段夾有透鏡體狀砂礫和薄層粉土，屬于第四紀(jì)全新世山前洪積作用形成的陸相洪積層．

(4) 場地水文地質(zhì)特征:場地處于山前洪積帶，地形開闊，強(qiáng)降雨期間極易形成洪流，流經(jīng)場區(qū)的6條沖溝均為東南-西北流向，與跑道縱向夾角約70°，最大寬度約7 m，最大深度約0.7 m．場區(qū)地下水位埋深3.7～22.4 m(自西北向東南埋深逐漸增大)，屬孔隙性潛水，整體呈西北淺、東南深的趨勢，地下水位年變化幅度為0.3～0.5 m，每年10月份至次年5月份(最高)為高水位期．

(5) 地質(zhì)構(gòu)造特征:擬建場地周圍5 km范圍內(nèi)無活斷層通過，且未發(fā)現(xiàn)第四紀(jì)全新世活動斷裂跡象，屬穩(wěn)定性場地．場區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂、泥石流等不良地質(zhì)作用．場地抗震設(shè)防烈度為7度．場地?zé)o地震液化土層．

(6) 鹽漬土概況:場地表層普遍分布一層鹽殼，厚度0.3～0.5 m，由于鹽的溶濾和結(jié)晶作用呈明顯的蜂窩狀、酥軟狀態(tài)，鼓脹現(xiàn)象明顯．根據(jù)《青海海西花土溝民用機(jī)場工程場地巖土工程勘察報(bào)告》[1]，飛行區(qū)場地10 m深度內(nèi)土層大部分易溶鹽含量超過0.3%，最高達(dá)12.4%，屬鹽漬土．2 m以上以氯鹽和亞氯鹽鹽漬土為主，2 m以下以硫酸鹽和亞硫酸鹽鹽漬土為主．

2 鹽漬土地基處理設(shè)計(jì)方案與方法

2.1 鹽漬土地基處理方案

方案1：將槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高下1.5 m深度范圍內(nèi)的隔鹽層材料改為土工布包裹混山石．即在槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高下1.5 m處設(shè)置兩布一膜的復(fù)合土工布，其上依次鋪設(shè)0.05 m厚細(xì)砂(保護(hù)土工布)、1.25 m厚混山石(最大粒徑150 mm，機(jī)械無法攤鋪時(shí)可用人工擺放)、0.2 m 厚級配碎石(最大粒徑37.5 mm，保證道面基礎(chǔ)施工時(shí)攤鋪機(jī)械平穩(wěn)行走)．

方案2：道槽區(qū)槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高下1.5 m深度范圍內(nèi)進(jìn)行隔鹽處理，隔鹽層材料為土工布包裹砂礫石，土工布不僅可以防止下部土層中的鹽份隨毛細(xì)水上升遷移而破壞道面基礎(chǔ)，還可以防止道面結(jié)構(gòu)中的水分滲入土基引起地基溶陷．

為了驗(yàn)證土工布包裹混山石隔離法的具體施工工藝和施工效果，并增強(qiáng)隔鹽層材料的對比性，在場地內(nèi)選一60 m長、寬度為跑道全寬的試驗(yàn)區(qū)域，其中一半采用土工布包裹混山石隔離法，一半采用土工布包裹砂礫石隔離法．見表1.

表1 試驗(yàn)方案布置1)

1)表中所用材料均要求易溶鹽含量小于0.3%．

2.2 土工布包裹混山石試驗(yàn)過程

(1) 鋪設(shè)復(fù)合土工布:土方平整至槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高下 1.5 m 處后，鋪設(shè)兩布一膜的復(fù)合土工布[4]，復(fù)合土工布的技術(shù)指標(biāo)見表 2．相鄰兩幅土工布采用熱焊法連接，焊接時(shí)其接頭順著坡度方向，搭接寬度約為12 cm．

表2 土工布技術(shù)指標(biāo)要求

(2 )鋪設(shè)細(xì)砂保護(hù)層:經(jīng)過水洗后的細(xì)砂經(jīng)檢測易溶鹽含量為0.058%，滿足易溶鹽含量不大于0.3%的要求．人工鋪設(shè)5 cm厚．

(3) 混山石碾壓順序:按照《鹽漬土地區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工指南》[5]的要求，復(fù)合土工布上第一層填料(含保護(hù)層)的厚度不得小于30 cm．施工時(shí)第一層混山石的虛鋪厚度為45 cm(含保護(hù)層)，壓實(shí)厚度為40 cm．第二、三層混山石的壓實(shí)厚度都按40 cm控制．第四層(為了保證道面結(jié)構(gòu)中水穩(wěn)層施工車輛行走的需要，1.5 m厚隔鹽層頂部采用級配碎石)為級配碎石層，級配碎石的最大粒徑37.5 mm，粒徑20～40 mm的顆粒約占60%，粒徑10～20 mm的顆粒約占30%，粒徑0～10 mm的顆粒約占10%．虛鋪厚度為33 cm，壓實(shí)厚度為30 cm．混山石為花崗巖質(zhì)，經(jīng)檢測易容鹽含量為0.158%，滿足隔鹽層材料要求．

(4) 混山石碾壓:第一、三層攤鋪平整后，先用裝載機(jī)整平并穩(wěn)壓兩遍，再用20 t的振動壓路機(jī)先靜壓一遍，振動壓實(shí)兩遍，再靜壓一遍；第二層的碾壓方法為：先靜壓二遍，再振動壓實(shí)兩遍，最后再靜壓一遍．壓路機(jī)行走速度為1.8 km/h．

2.3 土工布包裹砂礫石隔離法試驗(yàn)施工過程

土工布包裹砂礫石隔離法與土工布包裹混山石隔離法試驗(yàn)段都位于西防吹坪區(qū)域，同時(shí)進(jìn)行施工，施工工序與土工布包裹混山石隔離法的施工工序基本相同．

土工布包裹砂礫石隔鹽層下部為1.2 m厚(包括5 cm厚細(xì)砂保護(hù)層)級配砂礫(粒徑為5～50 mm)，頂部為30 cm厚天然級配砂礫(最大粒徑為 53 mm)．天然級配砂礫虛鋪厚度為 33 cm，壓實(shí)厚度為30 cm，攤鋪平整后、碾壓前需灑水．級配砂礫、天然砂礫經(jīng)檢驗(yàn)，其中易溶鹽含量均為0.054%，滿足設(shè)計(jì)要求．

3 地基處理試驗(yàn)質(zhì)量檢測結(jié)果分析

3.1 隔鹽層分層碾壓質(zhì)量檢測方法

隔鹽層材料每層碾壓密實(shí)后，分別在土工布包裹砂礫石區(qū)域和土工布包裹混山石區(qū)域各取3處檢測固體體積率或壓實(shí)度指標(biāo)，以驗(yàn)證隔鹽層材料的壓實(shí)效果．其中混山石和級配碎石采用灌水法檢測固體體積率指標(biāo)，級配砂礫采用灌砂法檢測固體體積率指標(biāo)，天然砂礫采用灌砂法檢測壓實(shí)度指標(biāo)．通過每層填料的密實(shí)度對比，確定砂礫石隔鹽層與混山石隔鹽層填料的分層碾壓效果．

3.2 級配砂礫、混山石分層碾壓質(zhì)量檢測結(jié)果

按照《民用機(jī)場飛行區(qū)土(石)方與道面基礎(chǔ)施工技術(shù)規(guī)范》(MH5014-2002)中的規(guī)定，土基區(qū)石方填筑的密實(shí)度應(yīng)采用固體體積率控制，應(yīng)不小于83%．

實(shí)測三組級配砂礫試樣的比重分別為2.64 g/cm3、2.65 g/cm3、2.64 g/cm3，平均為2.64 g/cm3；三組混山石試樣的比重分別為2.58 g/cm3、2.63 g/cm3、2.69 g/cm3，平均為2.63 g/cm3．第一、二、三層級配砂礫、混山石的固體體積率檢測結(jié)果見表3．

表3 級配砂礫、混山石固體體積率檢測結(jié)果

3.3 天然砂礫、級配碎石碾壓質(zhì)量檢測結(jié)果

實(shí)測混山石頂部的 30 cm 厚級配碎石壓實(shí)后的干密度分別為2.19 g/cm3、2.20 g/cm3、2.23 g/cm3，平均為 2.21 g/cm3，相應(yīng)的固體體積率分別為83%、84%、85%，平均為84%．滿足固體體積率不小于83%的要求．

級配砂礫頂部的30 cm厚天然級配砂礫采用重型擊實(shí)試驗(yàn)，測得其最大干密度為2.29 g/cm3，最佳含水量為5.56%．30 cm厚天然砂礫壓實(shí)后實(shí)測三組試樣的干密度分別為 2.26 g/cm3、2.27g/cm3、2.28 g/cm3，平均為2.27 g/cm3，相應(yīng)的壓實(shí)度分別為99%、99%、100%，平均為99%．滿足壓實(shí)度不小于98%的要求．

3.4 驗(yàn)證土工布完整性

為了驗(yàn)證土工布完整性，在試驗(yàn)段外側(cè)10 m寬未鋪設(shè)細(xì)砂保護(hù)層的砂、石料的卸料處(該處機(jī)械反復(fù)作用，對土工布的破壞最強(qiáng)烈)，用機(jī)械將土工布以上的混山石隔鹽層挖除，驗(yàn)證土工布是否被刺破，現(xiàn)場查看5處，混山石底部的土工布均未被刺破，表明所選用的土工布強(qiáng)度符合要求，其上直接攤鋪混山石并進(jìn)行碾壓施工，一般不會破壞土工布．

4 地基處理試驗(yàn)的結(jié)論

(1) 在虛鋪厚度相同、碾壓方法相同的條件下，級配砂礫的壓實(shí)效果優(yōu)于混山石．

(2) 在級配砂礫和混山石的虛鋪厚度均為45 cm的條件下，采用20 t 的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，先靜壓兩遍，再振動壓實(shí)兩遍，最后再靜壓一遍的方法，碾壓后級配砂礫的固體體積率達(dá)到84%(相應(yīng)的干密度為2.22 g/cm3)，滿足規(guī)范不小于83%的要求，混山石的固體體積率基本滿足規(guī)范不小于83%的要求．

(3) 由于級配砂礫的空隙率小于混山石的，所以混山石的隔鹽效果比級配砂礫的好．

(4) 30 cm厚級配碎石、30 cm厚天然砂礫壓實(shí)后密實(shí)度滿足相關(guān)規(guī)范的要求．

(5) 天然砂礫封層的壓實(shí)效果優(yōu)于級配碎石封層的壓實(shí)效果．將來大面積施工時(shí)水泥穩(wěn)定土攤鋪機(jī)在天然砂礫封層上可以正常行走．

(6) 土工布上直接攤鋪混山石并進(jìn)行碾壓施工，一般不會破壞土工布．

(7) 綜合考慮級配砂與混山石的壓實(shí)效果及隔鹽效果等因素，建議地基處理時(shí)，1.5 m厚隔鹽層結(jié)構(gòu)底部采用0.3 m厚的混山石，上部1.2 m厚采用級配砂礫進(jìn)行處理．

[1] 鄭勝章.青海海西花土溝民用機(jī)場巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告[R].青海工程勘察院, 2012:4-7.

[2] 宋碧宏，王梁，朱丹. 鹽漬土地區(qū)路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J]. 路基工程,2011(2):160-162.

[3] 陳耀光，楊軍，彭芝平,等. 飽和鹽漬土地基處理孔隙水壓力實(shí)測分析[J]. 巖土工程學(xué)報(bào), 2010(S2):529-532.

[4] 魏戈鋒，孫濤.復(fù)合土工膜在敦煌機(jī)場鹽漬土地基處理中的應(yīng)用[J].機(jī)場建設(shè),2006，G00：53-55

[5] 新疆公路學(xué)會.鹽漬土地區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工指南[M].北京：人民交通出版社,2006．

責(zé)任編輯：龍順潮

Huatugou Civilian Airport Salty Soil Treatment Test Analysis

GAORui-tao*，MAQing-lian

(Qinghai Engineering Investigation Institute，Xining 810016 China)

Through Huatugou airport site in the experimental area of the geotextile part and parcel of mixed rocks isolation method and geotextile package sand gravel isolation method treatment of saline soil foundation effect, graded sand gravel compaction effect is better than that of mixed rocks, mixed rocks across the salt effect than of graded sand gravel, comprehensive consideration of graded sand gravel and mixed rocks of compaction effect and isolation effect of salt and other factors, subgrade treatment, 1.5 m thick insulation layer at the bottom of the structure using 0.3 m thick mixed rocks, upper 1.2 m thick with graded sand processing

saline soil；foundation treatment；test；quality inspection

2016-01-17

高瑞濤(1982-)，男，寧夏 賀蘭人，工程師. E-mail:xjing1974@163.com

TU472

A

1000-5900(2016)02-0038-04