王 淼，劉辰麟，蘇旭興

（甘肅中建市政工程勘察設(shè)計研究院，甘肅 蘭州 730000）

蘭州中川國際機場三期擴建工程場地范圍內(nèi)地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，地層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為典型沖洪積堆積成因，沉積韻律交錯混雜，根據(jù)設(shè)計文件，擬建蘭州中川國際機場三期擴建工程綜合交通中心（GTC）為地下二層結(jié)構(gòu)，基底標(biāo)高為-12.6m及-11m，基底主要位于第四系上更新統(tǒng)沖洪積粉土層中，該層巖土物理力學(xué)參數(shù)的確定，對于工程設(shè)計、施工來說是非常重要的，不僅關(guān)乎工程建設(shè)的質(zhì)量安全，而且與結(jié)構(gòu)設(shè)計選型、成本和工程進度密切相關(guān)。

1 工程概況及場區(qū)工程地質(zhì)概述

蘭州中川國際機場三期擴建工程綜合交通中心（GTC）總建筑面積27×104m2，兩側(cè)車庫部分共5層，地上2層，地下3層；中部換乘大廳共4層，地上2層，地下共2層，基底標(biāo)高為-12.6m及-11m。綜合交通中心正負零絕對標(biāo)高為1941.35m，結(jié)構(gòu)設(shè)計擬采用樁基+筏板基礎(chǔ)方案。

工程場地地貌單元屬秦王川沖洪積平原地貌單元，區(qū)內(nèi)地勢較平坦，地形平緩、開闊，起伏較小，場地地面高程一般為1932.56～1939.12m。依據(jù)巖性、顆粒組成、成因、綜合原位測試等指標(biāo)，將地基土劃分為第四系全新統(tǒng)素填土，第四系全新統(tǒng)沖洪積黃土狀粉土、礫砂、角礫，第四系上更新統(tǒng)沖洪積粉土、角礫，第四系中更新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土、角礫，新近系上新統(tǒng)泥巖等（見圖1）。結(jié)合根據(jù)設(shè)計文件，基礎(chǔ)將主要位于④-1第四系上更新統(tǒng)沖洪積粉土層中，該層土淺黃色，稍濕，中密狀，以粉粒為主，具大孔隙，局部為粉細砂、礫砂薄層或透鏡體，場地基本分布連續(xù)，層位較穩(wěn)定，中壓縮性，不具濕陷性。

圖1 擬建綜合交通中心工程（GTC）地質(zhì)剖面示意圖

2 取樣與試驗結(jié)果

鑒于場地表層多分布一層角礫層，針對④-1粉土層原狀土采取人工開挖及洛陽鏟開挖均存在較大困難，在實際的勘察實踐中，由于受到諸多因素的影響，對于該類地基土普遍采用薄壁敞口取土器、厚壁取土器及巖芯管包樣等方法。傳統(tǒng)的敞口厚壁取土器（內(nèi)裝鐵皮）、全靠地面錘擊法取樣，采取的土樣容易受到擾動；或為了節(jié)省工期快速取樣，采用巖芯管回轉(zhuǎn)鉆進切取樣品作為原狀樣，這兩種取樣方法對土樣的擾動情況不同，取樣質(zhì)量差異很大，質(zhì)量難以保證，導(dǎo)致室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)失真。為確保Ⅰ級原狀樣的采取，勘察中采用?600mm的長螺旋麻花鉆引孔，將表層角礫層挖穿后再采用機械洛陽鏟探井車開挖探井（見圖2），采取原狀樣，并進行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗，試驗結(jié)果見表1。

表1 ④-1粉土物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計表

圖2 “麻花鉆+洛陽鏟”開挖探井

通過天然孔隙比、含水量和《巖土工程勘察規(guī)范》（DB62/T 25-3063-2012）查表確定④-1 粉土承載力特征值，壓縮模量則由室內(nèi)試驗確定，參數(shù)詳見表2。

表2 ④-1粉土的孔隙比和含水量確定的承載力特征值

3 旁壓測試結(jié)果

為了獲?、?1粉土層必要的巖土物理力學(xué)指標(biāo)，為工程設(shè)計提供可靠的力學(xué)參數(shù)，在工程中對于該層土開展了預(yù)鉆式旁壓試驗工作。預(yù)鉆式旁壓試驗通過旁壓器在預(yù)先打好的鉆孔中對孔壁施加橫向壓力，使土體產(chǎn)生徑向變形，利用儀器量測壓力與變形關(guān)系，測求地基土的力學(xué)參數(shù)。

本次旁壓試驗所用儀器為江蘇省溧陽市天目儀器廠PM-2B型預(yù)鉆式旁壓儀，成孔時采用XY-150型鉆機進行，為防止孔壁塌孔掩埋旁壓器，先用孔徑127mm的鉆頭進行開孔，再用孔徑152mm的鉆頭進行擴孔至目標(biāo)土層時下放套管，用孔徑97mm的鉆頭進行成孔，試驗鉆孔要保證成孔質(zhì)量，鉆孔垂直，孔壁要光滑，防止孔壁坍塌。試驗孔宜比旁壓器略大（一般大2～5mm），試驗段孔深應(yīng)比預(yù)定最終試驗深度略深（一般大30～50cm），以保證旁壓器測量腔在受壓膨脹時有足夠的空間，鉆孔成孔后宜立即進行試驗，以免縮孔和塌孔。本次在目標(biāo)地基土層不同深度下進行了16組旁壓試驗，均得到較完整的旁壓曲線，旁壓試驗結(jié)果統(tǒng)計見表3。

表3 ④-1粉土旁壓試驗成果統(tǒng)計表

根據(jù)《地基旁壓試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T69-2019），利用旁壓試驗按極限荷載法確定對地基承載力特征值進行了計算，通過《工程地質(zhì)手冊》（第五版）對壓縮模量進行了計算。通過旁壓試驗確定的④-1 粉土層地基土承載力、壓縮模量成果評價見表4。

表4 ④-1粉土旁壓試驗承載力、壓縮模量成果評價表

由于④-1 層粉土局部夾粉細砂、礫砂薄層或透鏡體，導(dǎo)致承載力指標(biāo)有差異，該層變形破壞形式主要以蠕變?yōu)橹?，破壞曲線發(fā)展較緩慢，屬蠕變破壞。

4 參數(shù)確定

根據(jù)勘探揭露地基土的巖性特征、埋藏條件，結(jié)合室內(nèi)土工試驗結(jié)果、旁壓試驗分析，結(jié)合場地條件與地區(qū)經(jīng)驗綜合評價，最終確定④-1粉土層地基承載力特征值及變形指標(biāo)統(tǒng)計及建議值見表5。

表5 ④-1粉土層巖土設(shè)計參數(shù)建議值

5 結(jié)語

（1）通過“麻花鉆+洛陽鏟”取樣、室內(nèi)土工試驗及旁壓試驗等多種手段對工程場地內(nèi)分布的粉土層進行綜合分析，從而獲取了準(zhǔn)確的地基承載力、壓縮模量等工程參數(shù)，充分挖掘和發(fā)揮深部地基土的承載潛力。

（2）旁壓試驗野外操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理較繁瑣，在常規(guī)工程勘察項目中應(yīng)用并不多，通過蘭州中川機場三期擴建工程中旁壓試驗的相關(guān)數(shù)據(jù)，得到深部粉土層的參數(shù)和結(jié)論，可為類似工程及地質(zhì)條件中的旁壓試驗提供經(jīng)驗和參照。