陈荣波

(广东有色工程勘察设计院，广东 广州 510080)

潮汕机场深厚复杂软土地基处理效果分析

陈荣波

(广东有色工程勘察设计院，广东 广州 510080)

阐述了潮汕机场复杂的工程地质条件，深厚软土地基堆载处理方案。分析了深厚复杂软弱土层处理前后的工程特性及处理效果，得出堆载预压处理效果随深度减弱，处理深度也与深部土层的排水效果密切相关，为处理类似深厚复杂软土地基工程实践提供参考和借鉴。

机场；软土地基；地基处理；效果分析

随着全球经济的快速增长，发达城市的土地资源严重匮乏，尤其是满足工程建设的优势资源，使许多重要工程不可避免地面临复杂地质条件的挑战。软土地基处理是现代工程建设中常见的工程项目，已向深、厚复杂地层发展，对工后沉降的要求越来越高。潮汕机场拟建场地地基土层为滨海相与河湖相交互沉积的深厚(厚达60 m)软弱地层，结构复杂，对工程建设非常不利。本文通过对拟建场地软土地基的工程特性介绍及处理效果分析，旨在积累处理深厚复杂软土地基经验，指导更多的工程实践。

1 工程地质条件

潮汕民用机场是广东省“十一五”规划重点建设项目，属国内中型机场。按照机场主体工程规划及构筑物特征，岩土工程分为区飞行区、航站区和公用设施区。区飞行区主体工程包括跑道及滑行道系统，长2 800 m、宽45 m。

场地位于潮汕平原西南，登岗镇北侧，榕江流域中下游，以海陆交互相沉积平原为主、夹低矮残丘地貌，海拔标高0.50～110.24 m。大地构造位于莲花山深断裂带的南东盘，属于粤东沉积构造区，钻孔揭露场地岩土层按成因类型自上而下为：①人工填土层(Q4ml)、②第四系海陆交互相沉积层 (Qmc+Qal+pl)、③第四系坡积层(Qdl)、④第四系残积土层(Qel)、⑤侏罗系下统岩石风化带(J1)。

其中：第四系海陆交互相沉积层非常发育，分布广、厚度大，总厚度在60 m以上，土性较为复杂，主要由淤泥或淤泥质土、粘性土、为砂等组成，呈细-粗的韵律沉积，至上而下分为14个亚层，即：②-1淤泥层、②-2粉细砂层、②-3粉质粘土层、②-4中粗砂层、②-5淤泥质土层、②-6粉细砂层、②-7粉质粘土层、②-8中粗砂层、②-9淤泥质土层、②-10粉质粘土层、②-11粗砂层、②-12粉质粘土层、②-13粘土层、②-14含砾粗砂层。

淤泥层和淤泥质土层力学性能低、工程特性差、强度低，是地基处理研究的主要对象(见表1)。②-1淤泥层:深灰-灰黑色，流塑状，土质较细腻粘滑，味稍臭，局部含贝壳碎片、腐殖质及朽木。分布连续，埋深0.00～19.90 m，层厚0.50～21.40 m；②-5淤泥质土层：灰黑-深灰色，软塑状，土质粘滑，具臭味，含较多腐殖质及朽木。分布连续、层位较稳定。埋深5.20～38.70 m，层厚0.70～15.30 m；②-9淤泥质土层：深灰色，软塑状，土质粘滑，含有机质。分布较广、呈透镜状产出、局部缺失，埋深18.40～51.60 m，厚0.00～24.30 m。

2 地基处理方案

据设计要求，场地软基部分地势低洼，回填高度达5～10 m，软基为淤泥或淤泥质土与粘性土及砂层组成的韵律沉积，总厚度达60 m以上，砂层是良好的横向排水层，若竖向排水畅通，有利于竖向应力传递和软土层排水固结。故地基处理方案采用堆载预压是较为经济、便宜的方法。堆载预压排水系统采用塑料板+砂井竖向排水与自然砂层平面排水构成柱面排水系统，堆载采用填土荷载。经试验施工参数为：塑料排水板选用B型板、断面尺寸100 mm×4 mm、间距为1.3 m、插入深度 16～25 m；砂井直径为377 mm、间距为2. 5～3 m、井深16～30 m；工后沉降量和差异沉降要求按20年计、沉降量不大于40 cm、沉降差不大于3. 0‰[1]。施工顺序为：清理表土-回填素土整平-铺砂垫层-凿孔沉入塑料排水板或施工砂井—填素土压实-埋设排水盲沟-填土堆载-预压-填土堆载，填土采用分层压实回填。

3 处理效果分析

为准确评价处理效果，分析选用场地处理前后相近位置钻孔的测试资料统计分析。土工试验结果表明：处理后软土地基的物理力学性质指标都有改善，淤泥层比淤泥质土层提高的幅度大，含水量、孔隙比、液性指数均降低了30%左右，压缩模量提高78%、内摩擦角提高了107%，增加效果明显(见表1)。软基在经过堆载预压处理后，淤泥层或淤泥质土层中的水缓慢排出而固结[4]，土被挤密、容重增加，孔隙比降低、塑性减弱、压缩性降低、粘聚力及内摩擦角增大，强度提高。

表1 软土层处理前后物理力学及工程特性指标变化情况

图1 淤泥层处理前后原位十字板剪切试验强度与深度关系

原位十字板剪切试验表明：处理后的淤泥层顶面降低了3米左右，淤泥层处理前后原状土、重塑土的强度随深度变化不明显，强度变化形态基本一至，处理后的原状土、重塑土的强度明显提高(见图1)。处理后原状土的强度增加了44%，重塑土的强度增加了111%，灵敏度降低了42%(见表2)。堆载预压后淤泥层的结构更为紧密，稳定性增强，强度大幅度提高。淤泥层抗剪强度[2，3]计算公式如下：

Cu=10K′ξRy

表2 淤泥层处理前后原位十字板剪切试验强度变化情况

4 结语

(1) 地基处理结果经过相关部门验算其强度和变形满足设计要求，地基中的三层软弱土层经堆载预压处理后物理力学性质均得到改善，表明设计方案对深厚软土层的处理可行。

(2)堆载预压处理效果随深度的增加逐渐减弱，本案处理深度达到60 m，应力传递的深度离不开准确的设计试验方案，也与地基土层中韵律沉积的砂层排水密切相关。

(3)浅部淤泥层的处理效果虽然明显，但仍有提升空间，建议在类似的工程中适度加密浅部竖向排水装置试验设计，以进一步提高地基受力层的处理效果。

[1]朱森林.堆载预压技术在潮汕机场大面积深厚软土地基处理中的应用[J].长江科学院院报.2014.31(9).

[2]工程地质手册[K].北京，中国建筑工业出版社.1992.

[3]中华人民共和国行业标准.土工试验规程SL237-1999.中国水利水电出版社.

[4]杨建学，赵剑豪.十字板剪切试验在某地基处理工程中的应用[J].福建建筑.2008.12.

2017-03-29

陈荣波(1964-)，男，广东汕头人，高级工程师，主要从事岩土工程勘察、设计、施工及水工环地质工作。

P642.13+3

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1004-1184(2017)04-0238-02