侯謙儒，劉 平，王 慶

(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091)

新疆庫(kù)車民用機(jī)場(chǎng)遷建工程地質(zhì)條件及地基處理分析

侯謙儒，劉 平，王 慶

(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091)

新疆庫(kù)車民用機(jī)場(chǎng)遷建工程建設(shè)項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)屬于庫(kù)車河沖洪積平原中游洪泛區(qū)，場(chǎng)地內(nèi)地下水水位埋深較淺，對(duì)場(chǎng)區(qū)地基土含鹽量、場(chǎng)區(qū)地下水埋深及富水性、場(chǎng)區(qū)溶陷性及濕陷性地基土的承載力和變形特征等對(duì)場(chǎng)區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)條件進(jìn)行分析，查明場(chǎng)地大部分地段地基土對(duì)混凝土、鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)均有不同程度的強(qiáng)腐蝕作用，地基土按含鹽量分類為強(qiáng)—中鹽漬土。場(chǎng)地地基土不適宜做為天然地基，需對(duì)場(chǎng)地地基進(jìn)行地基處理，應(yīng)對(duì)地下水位線以上土層采用強(qiáng)夯法和分展碾壓法進(jìn)行地基處理，提高地基承載力，改善地基均勻性，為建設(shè)工程提供基礎(chǔ)條件。

庫(kù)車河沖洪積平原中游洪泛區(qū)；巖土工程勘察；工作方法；認(rèn)識(shí)

1 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

庫(kù)車民用機(jī)場(chǎng)遷建工程建設(shè)項(xiàng)目位于庫(kù)車縣城西南約8 km，南疆水利指揮部以東約500 m處,為庫(kù)車河沖洪積平原中游洪泛區(qū)。地勢(shì)相對(duì)平緩，北高南低，坡降5‰～13‰，場(chǎng)區(qū)內(nèi)植被主要以蘆葦、駱駝刺為主，場(chǎng)地東部有小型沙丘和沙壟分布。

1.2 地層

該區(qū)內(nèi)地基土從上到下一般分布規(guī)律為：粉土—中砂—粉土—細(xì)砂。從西向東，沉積物顆粒由細(xì)變粗。場(chǎng)地地下水位埋深變化較明顯，水位從西側(cè)到東側(cè)逐漸增高。通過跑道區(qū)勘探孔揭露，可將該區(qū)地基土在豎向上分層如下：

1.2.1 粉細(xì)砂

主要分布于場(chǎng)區(qū)以東，地層巖性為細(xì)砂、粉砂，該層在勘察區(qū)分布不連續(xù)，在地表分布不穩(wěn)定，多呈鏈狀，多為固定半固定沙丘，通過勘探孔揭露，結(jié)合地形測(cè)量成果分析，該層厚度多在4～8 m，礫砂層呈灰白色—青灰色，干燥，結(jié)構(gòu)稍密—中密，主要成分：石英、云母。

1.2.2 粉土

土黃色，干燥—稍濕，屬低液限粉土，富含植物根系，韌性中等，刀切面光滑。在水平上分布相對(duì)均勻，該段粉土層分布深度在1.2～6.3 m之間。

1.2.3 中砂

灰黃色，干燥，結(jié)構(gòu)稍密—中密，主要成分：石英、云母。粘粒含量約占3%，主要分布于跑道區(qū)西側(cè)。該層分布不連續(xù)，主要分布在ZK73、ZK74、ZK65以西，該層厚度0.8～5.10 m。

1.2.4 粉土

土黃色，該層分布大多在水位以下，多為濕—飽和，屬低液限粉土，富含植物根系，韌性中等，刀切面光滑。在水平上分布相對(duì)均勻，深度在2.10～15.00 m之間，該層厚度0.6～10.20 m。

1.2.5 細(xì)砂

灰白色—青灰色，濕—飽和，結(jié)構(gòu)中密—密實(shí)，主要成分：石英、云母。粘粒含量約占3%，含少量礫石。該層貫穿于整個(gè)場(chǎng)地，為主要的工程地質(zhì)層，不同地段夾有粉土、中砂、礫砂及少量圓礫的透鏡體，在水平上分布相對(duì)均勻，該層最大揭露厚度14 m。

2 水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)條件

2.1 水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地內(nèi)地下水類型為第四系松散巖類孔隙水，地下水含水層具有潛水-承壓水雙層結(jié)構(gòu)的特性。地下水的主要補(bǔ)給來源為庫(kù)車河上游地段地表水(河流、渠系、田間灌溉以及暴雨洪流)滲入補(bǔ)給，以地下逕流的方式向下游地段逕流排泄。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)成果資料結(jié)合我單位2007—2008年完成的庫(kù)車縣地下水資源評(píng)價(jià)鉆孔長(zhǎng)觀資料分析，場(chǎng)地內(nèi)地下水位年變幅在0.46～0.55 m。場(chǎng)地內(nèi)地下水水位受地勢(shì)高差影響自西向東水位埋深由淺變深，埋深由1.0 m漸變?yōu)?.7 m。地下水逕流方向?yàn)楸睎|向南西。

2.2 環(huán)境地質(zhì)條件

通過對(duì)場(chǎng)區(qū)進(jìn)行簡(jiǎn)單的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，擬建場(chǎng)內(nèi)分布一季節(jié)性洪水沖溝，呈南北向分布，最寬可達(dá)30 m，深1～2 m，屬季節(jié)性泄洪沖溝。在降水集中的豐水期會(huì)發(fā)生季節(jié)性洪流，洪流經(jīng)泄洪沖溝向南匯入躍進(jìn)水庫(kù)，對(duì)場(chǎng)區(qū)產(chǎn)生一定的影響。場(chǎng)區(qū)東側(cè)，沙丘分布較多，沙化現(xiàn)象較嚴(yán)重。

3 地基勘察步驟

場(chǎng)地地基土存在交通條件較差，沙丘分布較多，場(chǎng)地沙化現(xiàn)象較嚴(yán)重，地基土具有鹽脹性及濕陷性，地下水位埋深較淺，場(chǎng)地地表土富含植物根系且場(chǎng)地土存在點(diǎn)狀液化等問題，應(yīng)重點(diǎn)查清場(chǎng)區(qū)地基土含鹽量、場(chǎng)區(qū)地下水埋深及富水性、場(chǎng)區(qū)溶陷性及濕陷性地基土的承載力和變形特征等。主要勘察應(yīng)包括：資料收集、工程測(cè)量、綜合地質(zhì)測(cè)繪、勘探、原位測(cè)試、室內(nèi)土工試驗(yàn)和資料整理及報(bào)告編寫等步驟。

3.1 資料收集

對(duì)建設(shè)場(chǎng)地范圍內(nèi)及周邊地區(qū)的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)資料進(jìn)行分析，確定建設(shè)場(chǎng)地的基礎(chǔ)地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及工程地質(zhì)條件，特別是場(chǎng)地周邊地區(qū)地基土的工程地質(zhì)特性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 工程測(cè)量

對(duì)航站區(qū)、跑道東端及跑道西端、DVOR/DME臺(tái)址方圓300m地段進(jìn)行1：500或1：1000的地形測(cè)量。并對(duì)所有工程勘探點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)放。

3.3 綜合工程地質(zhì)測(cè)繪

采用1：2000比例尺對(duì)擬建庫(kù)車遷建機(jī)場(chǎng)場(chǎng)區(qū)區(qū)域范圍進(jìn)行了工程地質(zhì)測(cè)繪。

3.4 勘探

本次工作勘探主要為鉆探、井探及物探，通過鉆探和井探工作，有效地揭露建設(shè)場(chǎng)地的地層巖性，同時(shí)在勘探點(diǎn)進(jìn)行原位測(cè)試及取樣工作，了解和確定場(chǎng)地土的工程地質(zhì)特性。

3.5 原位測(cè)試

主要包括標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)孔內(nèi)波速測(cè)試等目的是為確定場(chǎng)地工程地質(zhì)物理力學(xué)參數(shù)及地基承載力提供原始數(shù)據(jù)。

動(dòng)探及標(biāo)貫：根據(jù)不同地基的土質(zhì)，采用重型動(dòng)探以及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，判定土的基本物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。

載荷試驗(yàn)：對(duì)重要建(構(gòu))筑物，根據(jù)不同基礎(chǔ)埋深和地基土質(zhì)進(jìn)行載荷試驗(yàn)，直接取得土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)特征值。載荷試驗(yàn)深度依據(jù)基礎(chǔ)埋深設(shè)計(jì)為2 m。目的是為確定場(chǎng)地土體巖土工程物理力學(xué)參數(shù)及地基承載力提供原始數(shù)據(jù)。

靜力觸探試驗(yàn)：為估算土的塑性狀態(tài)或密實(shí)度、強(qiáng)度、壓縮性、地基承載力，進(jìn)行液化判別等，在勘察區(qū)布置靜力觸探試驗(yàn)工作。

3.6 抽水試驗(yàn)

為取得場(chǎng)地土相應(yīng)的水文地質(zhì)參數(shù)，可能存在的地基處理及工程降水等工程的設(shè)計(jì)提供了必要的基礎(chǔ)資料和相關(guān)參數(shù)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)的擬建機(jī)場(chǎng)跑道、停機(jī)坪及航站樓地段，控制性選擇鉆孔擴(kuò)孔成井至水文孔，按照規(guī)范要求進(jìn)行抽水試驗(yàn)工作。

3.7 室內(nèi)土工試驗(yàn)

本次室內(nèi)土工試驗(yàn)主要為土常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目和土特殊試驗(yàn)項(xiàng)目。

1)土常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目：密度、比重、天然含水率、孔隙比、飽和度、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力、壓縮系數(shù)、壓縮模量等。

2)土特殊試驗(yàn)項(xiàng)目：直剪、濕陷性試驗(yàn)、重型擊實(shí)試驗(yàn)、易溶鹽、顆粒分析試驗(yàn)等。

3.8 資料整理及報(bào)告編寫

資料整理分為兩個(gè)階段，第一階段為野外資料整理，主要對(duì)井探、鉆探的地質(zhì)資料進(jìn)行整理、檢查、審核；第二階段為室內(nèi)資料整理，主要是對(duì)地質(zhì)資料、原位測(cè)試資料進(jìn)行計(jì)算機(jī)成圖，分析野外測(cè)試參數(shù)的變異性及規(guī)律性。在上述兩個(gè)階段后進(jìn)行綜合分析、系統(tǒng)研究、編寫巖土工程勘察報(bào)告。

4 地基處理的必要性及方法分析

場(chǎng)地地層巖性主要以中砂、粉土和粉細(xì)砂為主，地層厚度變化小，屬中軟場(chǎng)地。據(jù)標(biāo)貫、載荷試驗(yàn)確定地基土承載力特征值：水位以上粉土層承載力特征值fak=135 kPa；水位以下粉土②層承載力特征值fak=115 kPa；中砂層地基土承載力特征值fak=150 kPa；細(xì)砂層地基土承載力特征值fak=150 kPa。場(chǎng)地地基土-2 m承載力特征值fak=150 kPa。場(chǎng)區(qū)東側(cè)風(fēng)積沙丘根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果和靜力觸探成果，綜合確定該層承載力特征值為fak=130 kPa。

航站樓區(qū)：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)分析，場(chǎng)地不內(nèi)存在液化。場(chǎng)地表層粉土厚度1.0 m范圍內(nèi)存在鹽脹性，場(chǎng)地水位以上的地基土具有輕微濕陷性，通過第一階段和本次勘察原狀土測(cè)試結(jié)果分析，場(chǎng)地土具有輕微(Ⅰ級(jí))的濕陷性，濕陷量在17.25～238.5 mm，為非自重濕陷性場(chǎng)地。通過勘察水位以下存在飽和粉土和砂土，水位以下粉土層承載力較低。

跑道區(qū)：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果結(jié)合靜力觸探成果分析，場(chǎng)地不內(nèi)存在液化。通過勘察跑道區(qū)地下水位埋深較淺，特別是西段，水位達(dá)到1 m，水位以下存在飽和粉土和砂土，地基承載力較低，場(chǎng)地表層粉土厚度1.0 m范圍內(nèi)存在鹽脹性，場(chǎng)地水位以上的地基土具有輕微濕陷性。

整個(gè)場(chǎng)區(qū)內(nèi)液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值大部分小于標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測(cè)錘擊數(shù)，不存在砂土液化，個(gè)別孔經(jīng)判別不同深度存在砂土液化，均為零星的液化點(diǎn)，場(chǎng)地液化點(diǎn)無論在水平分布范圍還是垂直分布范圍均無連續(xù)性，尤其在豎向分布上均為單點(diǎn)液化，與同一孔上下試驗(yàn)點(diǎn)對(duì)比無規(guī)律性，液化等級(jí)多為輕微，只有1點(diǎn)為中等，該場(chǎng)地地層以Q3為主，地層沉積較穩(wěn)定，充分利用我單位區(qū)域地質(zhì)資料并結(jié)合庫(kù)車當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定，本次地基處理對(duì)場(chǎng)地單點(diǎn)液化土層可不做針對(duì)性處理。場(chǎng)地地基土不適宜做為天然地基，需對(duì)場(chǎng)地地基進(jìn)行地基處理。

圖1 土工布包裹砂石隔離法結(jié)構(gòu)示意圖

針對(duì)該場(chǎng)地工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，涉及到的地基處理工程較復(fù)雜，考慮到本建設(shè)工程為重要工程，影響較重大，借鑒國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)頻發(fā)工程問題，項(xiàng)目(特別是機(jī)場(chǎng))運(yùn)行過程中頻發(fā)道面鹽脹或下沉等問題。提出了既簡(jiǎn)單又合理的地基處理方案：挖除表層1 m深度內(nèi)的鹽漬土層并建議采用復(fù)合土工布做隔鹽處理(見圖1)，以消除其鹽脹性和濕陷性。對(duì)地下水位線以上的土層建議采用強(qiáng)夯法和分層碾壓法進(jìn)行地基處理，提高地基承載力，改善地基土的均勻性。

5 結(jié)語

(1)庫(kù)車河中下游洪泛區(qū)地層顆粒較細(xì)，巖性以中砂、粉土和細(xì)砂為主。地下水位埋深較淺，地表土富含植物根系，且1m深度內(nèi)土層具有鹽脹性，場(chǎng)地水位以上的地基土具有輕微濕陷性。

(2)在該地段或地質(zhì)條件相似區(qū)域開展巖土工程勘察工作時(shí)(特別是道路或機(jī)場(chǎng)建設(shè))，應(yīng)重點(diǎn)考慮查清地基土含鹽量的分布規(guī)律。

(3)該區(qū)域場(chǎng)地地基土不適宜做為天然地基，需對(duì)場(chǎng)地地基進(jìn)行地基處理，針對(duì)該區(qū)域特殊地基土提出多個(gè)地基處理方案并進(jìn)行分析對(duì)比，最終確定最優(yōu)方案。

[1]工程地質(zhì)手冊(cè)(第四版).建筑書店.2007.4.

[2]巖土工程勘察設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2003.7.

[3]巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)GB50021-2001.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2009.

[4]侯謙儒，李強(qiáng)，葛俊俊，等.新疆庫(kù)車民用機(jī)場(chǎng)遷建工程巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告. 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì).2009.

2017-03-01

侯謙儒(1983-)，男，甘肅會(huì)寧人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)工作。

P641.1

B

1004-1184(2017)04-0203-02