安海堂 刘 平

（1.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北武汉 430014；2.新疆地质工程勘察院，新疆乌鲁木齐 830091）

1 工程概况

1.1 项目概况

拟建场地位于新疆南疆阿克苏地区，塔克拉玛干沙漠北缘，为库车河冲洪积平原西侧细土平原区。该项目为民用机场迁建工程建设项目。该项目包括机场跑道、航站楼、办公楼及附属建筑若干。

1.2 地形地貌

场区地势相对平缓，北高南低，坡降0.5%～1.3%，场区内分布一条季节性洪水冲沟，场区内植被主要以芦苇、骆驼刺为主，场地东部有小型沙丘和沙垄分布。

1.3 地层及构造

1）地层

场地所处的山前冲洪积砾质平原区，第四系厚度一般超过100 m。场区地层岩性主要为第四系上更新统冲洪积粉土、中砂，第四系上更新统风积粉细砂层。其中风积层以零星分布为主。

2）构造

场区区域上位于南天山海西褶皱带与塔里木台地之间的库车坳陷带内。克孜尔断裂和却勒塔格断裂，两断裂为近代活动断裂，距场区40 km以上。亚肯背斜为一平缓稳定的直线背斜，其特征是北翼受断裂控制，南翼平缓倾斜，沿轴线分布有波状起伏的丘陵台地，库车短轴背斜长12 km，宽4 km，位于勘察区北部。

2 勘察工作方法

根据现场条件，确定勘察方法包括：①资料收集、②工程测量、③综合地质测绘、④勘探、⑤原位测试、⑥室内土工试验。重点采用了静探、标贯、浸水载荷等有针对性的手段结合土工试验中粉土黏粒含量测试，对液化土、盐渍土进行了测试；通过抽水试验和长观数据分析，为机场勘察中关键数据的取得提供了依据［1］。

3 勘察过程中典型问题分析

3.1 地下水的影响分析

本次岩土工程勘察区位于库车河冲洪积平原西侧边缘、急倾斜砾质平原与细土平原过度区段，场地内地下水类型为第四系松散岩类孔隙水，地下水含水层具有潜水-承压水双层结构的特性。根据收集的地下水资源评价钻孔长观资料分析，场地内地下水位埋深自北向南埋深从2 m逐渐变为7 m，水位年变幅在0.46～0.55 m（见图1、图2）。

图1 机场北侧地下水位长期观测变化曲线

图2 机场南东侧053孔地下水位长期观测变化曲线

根据本次地下水位埋深及变幅的调查，可以为砂土液化判别、盐渍土分布、地基处理提供依据：①对砂土液化的影响，饱和带范围分布判定；②地下水位以上的毛细水上升区是盐渍土分布最为广泛的地段，重点关注地下水位以上盐渍土的分布及影响；③分析地下水变化对承载力的影响。

3.2 液化问题

结合场区内地下水的分布，判定场地内存在饱和粉土和砂土，通过标准贯入试验对砂土和粉土进行液化判别。

1）粉土层液化判别

通过对粉土层取黏粒含量分析，黏粒含量平均值为15，根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）4.3.3第2条：在Ⅷ度区粉土黏粒含量大于13，判定为不液化。

2）砂土层液化判别

利用本次勘察标贯击数对场区地震液化进一步进行判别，共布置标准贯入试验孔44个，在场区15 m范围内，对液化判别标准贯入锤击数临界值进行了计算。通过对细砂、粉砂层进行了标准贯入试验成果进行了分析，对试验过程中的异常值进行了剔除，参与统计分析的共有408点次，通过对试验数据的分析计算，整个场区内具有液化点6点，液化层在水平分布不存连续性，在竖向上液化深度无变化规律。

3.3 腐蚀性问题

南疆地区蒸发量大，土壤含盐量高，水土腐蚀性测试是勘察中的重要环节。勘察过程中按照刻槽取样的方法在地下水位以上采取了易溶盐样，地下水位以下采取了地下水水样进行简分析测试，通过试验数据表明，场地地基土对混凝土有强腐蚀性，对混凝土中钢筋有中腐蚀性；对钢结构强腐蚀性（地基土电阻率在2～90Ω·m，本次评价时取平均值45Ω·m）。对东侧砂丘取样进行含盐量分析，含盐量在0.423～2.2 g/l，对混凝土有弱—中腐蚀性，对混凝土中钢筋有弱—中腐蚀性，对钢结构强腐蚀性。

3.4 盐渍土问题

1）盐渍土判别

新疆蒸发量大，易溶盐类随水从高处带到低洼地带，经蒸发作用盐分聚集，形成内陆型盐渍土［2］。

经勘察数据分析显示（见表1），场地内地基土1.0 m以上易溶盐含量一般大于3000 mg/kg（大于0.3%），地基土在表层0.5 m内含盐量最高可达37955.4 mg/kg。场地内地基土按含盐量分类为强—中盐渍土，通过测试成果分析，场地地基土在1.0 m以上主要为强—中盐渍土，中盐渍土在整个场地1.0 m以上连续分布，厚度在地基土0～1.0 m。强盐渍土在整个场地内分布不连续，仅分布在TK190孔0～0.5 m、TK204孔0～0.75 m、TK215—TK219孔0～0.25 m。

场地地基土按化学成份分类主要为亚硫酸-硫酸盐渍土，按含盐化学成份分类场地竖向上盐渍土类型变化不大，仅在个别孔的个别取样点盐渍土类型为亚氯-氯盐渍土。

表1 项目范围内易溶盐成分及深度分布统计表

2）盐渍土不良地质作用分析

盐渍土最主要的不良地质作用表现为溶陷性及盐胀性。

该地区进行勘察时，主要采用浸水载荷试验判定场地地基土的溶陷性，在场区内共布设了4组浸水载荷试验，分别是①跑道东端1#（ZK17）试验点；②航站区2#（ZK151）试验点；③跑道中端3#（ZK56）试验点；④跑道西端4#（TK95）试验点。各试验点的成果如下：试验最大加载量均为200 kPa，干法（自然湿度）最大沉降5.55～6.59 mm；湿法（浸水饱和）最大沉降24.46～32.55 mm。试验完成后挖开表明，浸水点渗透深度均大于1.2 m。

将4组浸水载荷试验数据按公式进行计算，场地盐渍土的溶陷系数δ=0.023，溶陷量为2.3 cm，按盐渍土溶陷性的判定标准，本场地盐渍土为非溶陷性土。

盐渍土盐胀性评价：按《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）6.8.4第五条规定，当土中硫酸钠含量不超过1%时，可不考虑盐胀性。通过对场地内盐渍土的分布结果，跑道区盐胀性土层分布范围在0～1.0 m之间，部分地段盐胀性土层分布范围在0～0.25 m，航站区盐胀性土层分布范围在0～1.0 m深度内地基土具有盐胀性。

3.5 地基处理问题

3.5.1 天然地基分析

通过勘察分析，场地表层粉土厚度1.0 m范围内存在盐胀性，场地水位以上的地基土具有轻微湿陷性，场地土具有轻微（Ⅰ级）的湿陷性，湿陷量在17.25～238.5 mm，为非自重湿陷性场地。通过勘察水位以下存在饱和粉土和砂土，水位以下粉土层承载力较低。

3.5.2 地基处理

通过对天然地基的勘察分析，本次针对盐渍土、地基承载力不足等问题提出地基处理方案，参考当地公路部门对盐渍土路基的处理经验的［3］，结合土方施工，挖除道槽区地表1 m深度内的盐渍土层，对下部的天然地基可以采取强夯法、分层碾压法和砂石桩法进行处理，对槽底设计标高以下1 m深度范围的隔盐处理。

1）天然地基处理

挖除道槽区地表1 m厚盐渍土后，其下3.5 m深度范围内为①层粉细砂，局部夹有②层粉土，其密实度和承载力均不满足场道工程对土基的要求。综合考虑造价、施工难易程度等因素，推荐地基处理采用施工工艺简单、经济实用的强夯法和分层碾压法。

2）换填隔盐处理

方案一：土工布包裹砂砾石隔离法［4］。在槽底设计标高下1 m处设置两布一膜的复合土工布，其上铺设1 m厚级配砂砾（要求含盐量小于0.3%，粒径0.6～53 mm），并用复合土工布将其侧壁包裹，在整个地基处理范围内形成连续的防水隔盐层。（见图3）

图3 土工布包裹砂砾石隔离法示意图

方案二：块、碎石隔离法。由槽底设计标高下1 m处开始，由下向上依次铺设：两布一膜的复合土工布、40 cm厚块石（粒径5～25 cm）、30 cm厚块石（粒径2～5 cm）、30 cm厚级配碎石，上述块、碎石材料要求含盐量小于0.3%。（见图4）

图4 块、碎石隔离法示意图（单位：m）

通过上述两种方案，一种是隔离毛细水上升通道，一个是通过碎石减小毛细水上升高度，通过两种方式均能很好的起到隔盐作用，很好的处理了盐渍土的盐胀及溶陷。下部的地基土通过强夯，达到承载力要求。通过最经济的手段，起到地基处理的作用。

4 结语

新疆南疆地区多数城镇位于环塔克拉玛干沙漠的绿洲带，该区域地下水沿山前向沙漠径流，地层以砂层、黏土层、粉土层为主，地下水多呈承压、半承压状态，蒸发量大，含盐量高。在该地区进行岩土工程勘察除需考虑查明地基条件外，对液化土、湿陷性土、盐渍土等特殊性土体需特别注意，分析特殊土体及地基的关系时应特别注意地下水的媒介作用，只有综合考虑到这些问题，才能有针对性地对地基处理进行处理，达到建设工程的目的。

收稿日期：2018-07-26