花土沟民用机场盐渍土地基处理试验分析

高瑞涛， 马青莲

(青海工程勘察院，青海 西宁 810016)



花土沟民用机场盐渍土地基处理试验分析

高瑞涛*， 马青莲

(青海工程勘察院，青海 西宁 810016)

花土沟机场为盐渍土场地，通过对花土沟机场场地内实验区采用的土工布包裹混山石隔离法和土工布包裹砂砾石隔离法处理盐渍土地基的效果比较，级配砂砾石的压实效果优于混山石，混山石的隔盐效果比级配砂砾石的好，综合考虑级配砂砾石与混山石的压实效果及隔盐效果等因素，实验结果建议地基处理时，以1.5 m厚隔盐层结构底部采用0.3 m厚混山石，上部1.2 m厚采用级配砂进行处理．

盐渍土；地基处理；试验；质量检测

花土沟机场为青海省盐渍土场地建设的第一个机场，机场场道盐渍土地基处理方案及效果尤为重要．如果盐渍土地基处理不当，就会引起基础甚至上部道面结构的盐胀或溶陷破坏，从而影响机场的正常使用．基于此，为达到合理经济地处理盐渍土地基的目的，在场地内选择有代表性的地段进行盐渍土地基处理试验．

1 花土沟机场工程地质概况

(1) 花土沟机场概况:花土沟民用机场的性质为国内小型支线机场，主要的服务区域及对象为海西蒙古族藏族自治州及青海石油管理局，同时兼顾到周边省份、青海省内相邻地区．

(2) 场地地形地貌特征:花土沟机场场址位于花土沟镇南侧，直线距离约5.3 km，场区地形开阔，地面起伏不大，地势总体为东南高，西北低，高程在2 885～2 918 m之间．场区地貌属于洪积作用形成的山前倾斜平原．

(3) 场地岩土类型及特征:根据青海工程勘察院2012年4月完成的《青海海西花土沟民用机场工程场地岩土工程勘察报告》[1]，场区地表土层主要以砂砾石和少量粘性土为主，30 m深度以内以砂土为主，局部地段夹有透镜体状砂砾和薄层粉土，属于第四纪全新世山前洪积作用形成的陆相洪积层．

(4) 场地水文地质特征:场地处于山前洪积带，地形开阔，强降雨期间极易形成洪流，流经场区的6条冲沟均为东南-西北流向，与跑道纵向夹角约70°，最大宽度约7 m，最大深度约0.7 m．场区地下水位埋深3.7～22.4 m(自西北向东南埋深逐渐增大)，属孔隙性潜水，整体呈西北浅、东南深的趋势，地下水位年变化幅度为0.3～0.5 m，每年10月份至次年5月份(最高)为高水位期．

(5) 地质构造特征:拟建场地周围5 km范围内无活断层通过，且未发现第四纪全新世活动断裂迹象，属稳定性场地．场区内未发现断裂、泥石流等不良地质作用．场地抗震设防烈度为7度．场地无地震液化土层．

(6) 盐渍土概况:场地表层普遍分布一层盐壳，厚度0.3～0.5 m，由于盐的溶滤和结晶作用呈明显的蜂窝状、酥软状态，鼓胀现象明显．根据《青海海西花土沟民用机场工程场地岩土工程勘察报告》[1]，飞行区场地10 m深度内土层大部分易溶盐含量超过0.3%，最高达12.4%，属盐渍土．2 m以上以氯盐和亚氯盐盐渍土为主，2 m以下以硫酸盐和亚硫酸盐盐渍土为主．

2 盐渍土地基处理设计方案与方法

2.1 盐渍土地基处理方案

方案1：将槽底设计标高下1.5 m深度范围内的隔盐层材料改为土工布包裹混山石．即在槽底设计标高下1.5 m处设置两布一膜的复合土工布，其上依次铺设0.05 m厚细砂(保护土工布)、1.25 m厚混山石(最大粒径150 mm，机械无法摊铺时可用人工摆放)、0.2 m 厚级配碎石(最大粒径37.5 mm，保证道面基础施工时摊铺机械平稳行走)．

方案2：道槽区槽底设计标高下1.5 m深度范围内进行隔盐处理，隔盐层材料为土工布包裹砂砾石，土工布不仅可以防止下部土层中的盐份随毛细水上升迁移而破坏道面基础，还可以防止道面结构中的水分渗入土基引起地基溶陷．

为了验证土工布包裹混山石隔离法的具体施工工艺和施工效果，并增强隔盐层材料的对比性，在场地内选一60 m长、宽度为跑道全宽的试验区域，其中一半采用土工布包裹混山石隔离法，一半采用土工布包裹砂砾石隔离法．见表1.

表1 试验方案布置1)

1)表中所用材料均要求易溶盐含量小于0.3%．

2.2 土工布包裹混山石试验过程

(1) 铺设复合土工布:土方平整至槽底设计标高下 1.5 m 处后，铺设两布一膜的复合土工布[4]，复合土工布的技术指标见表 2．相邻两幅土工布采用热焊法连接，焊接时其接头顺着坡度方向，搭接宽度约为12 cm．

表2 土工布技术指标要求

(2 )铺设细砂保护层:经过水洗后的细砂经检测易溶盐含量为0.058%，满足易溶盐含量不大于0.3%的要求．人工铺设5 cm厚．

(3) 混山石碾压顺序:按照《盐渍土地区公路设计与施工指南》[5]的要求，复合土工布上第一层填料(含保护层)的厚度不得小于30 cm．施工时第一层混山石的虚铺厚度为45 cm(含保护层)，压实厚度为40 cm．第二、三层混山石的压实厚度都按40 cm控制．第四层(为了保证道面结构中水稳层施工车辆行走的需要，1.5 m厚隔盐层顶部采用级配碎石)为级配碎石层，级配碎石的最大粒径37.5 mm，粒径20～40 mm的颗粒约占60%，粒径10～20 mm的颗粒约占30%，粒径0～10 mm的颗粒约占10%．虚铺厚度为33 cm，压实厚度为30 cm．混山石为花岗岩质，经检测易容盐含量为0.158%，满足隔盐层材料要求．

(4) 混山石碾压:第一、三层摊铺平整后，先用装载机整平并稳压两遍，再用20 t的振动压路机先静压一遍，振动压实两遍，再静压一遍；第二层的碾压方法为：先静压二遍，再振动压实两遍，最后再静压一遍．压路机行走速度为1.8 km/h．

2.3 土工布包裹砂砾石隔离法试验施工过程

土工布包裹砂砾石隔离法与土工布包裹混山石隔离法试验段都位于西防吹坪区域，同时进行施工，施工工序与土工布包裹混山石隔离法的施工工序基本相同．

土工布包裹砂砾石隔盐层下部为1.2 m厚(包括5 cm厚细砂保护层)级配砂砾(粒径为5～50 mm)，顶部为30 cm厚天然级配砂砾(最大粒径为 53 mm)．天然级配砂砾虚铺厚度为 33 cm，压实厚度为30 cm，摊铺平整后、碾压前需洒水．级配砂砾、天然砂砾经检验，其中易溶盐含量均为0.054%，满足设计要求．

3 地基处理试验质量检测结果分析

3.1 隔盐层分层碾压质量检测方法

隔盐层材料每层碾压密实后，分别在土工布包裹砂砾石区域和土工布包裹混山石区域各取3处检测固体体积率或压实度指标，以验证隔盐层材料的压实效果．其中混山石和级配碎石采用灌水法检测固体体积率指标，级配砂砾采用灌砂法检测固体体积率指标，天然砂砾采用灌砂法检测压实度指标．通过每层填料的密实度对比，确定砂砾石隔盐层与混山石隔盐层填料的分层碾压效果．

3.2 级配砂砾、混山石分层碾压质量检测结果

按照《民用机场飞行区土(石)方与道面基础施工技术规范》(MH5014-2002)中的规定，土基区石方填筑的密实度应采用固体体积率控制，应不小于83%．

实测三组级配砂砾试样的比重分别为2.64 g/cm3、2.65 g/cm3、2.64 g/cm3，平均为2.64 g/cm3；三组混山石试样的比重分别为2.58 g/cm3、2.63 g/cm3、2.69 g/cm3，平均为2.63 g/cm3．第一、二、三层级配砂砾、混山石的固体体积率检测结果见表3．

表3 级配砂砾、混山石固体体积率检测结果

3.3 天然砂砾、级配碎石碾压质量检测结果

实测混山石顶部的 30 cm 厚级配碎石压实后的干密度分别为2.19 g/cm3、2.20 g/cm3、2.23 g/cm3，平均为 2.21 g/cm3，相应的固体体积率分别为83%、84%、85%，平均为84%．满足固体体积率不小于83%的要求．

级配砂砾顶部的30 cm厚天然级配砂砾采用重型击实试验，测得其最大干密度为2.29 g/cm3，最佳含水量为5.56%．30 cm厚天然砂砾压实后实测三组试样的干密度分别为 2.26 g/cm3、2.27g/cm3、2.28 g/cm3，平均为2.27 g/cm3，相应的压实度分别为99%、99%、100%，平均为99%．满足压实度不小于98%的要求．

3.4 验证土工布完整性

为了验证土工布完整性，在试验段外侧10 m宽未铺设细砂保护层的砂、石料的卸料处(该处机械反复作用，对土工布的破坏最强烈)，用机械将土工布以上的混山石隔盐层挖除，验证土工布是否被刺破，现场查看5处，混山石底部的土工布均未被刺破，表明所选用的土工布强度符合要求，其上直接摊铺混山石并进行碾压施工，一般不会破坏土工布．

4 地基处理试验的结论

(1) 在虚铺厚度相同、碾压方法相同的条件下，级配砂砾的压实效果优于混山石．

(2) 在级配砂砾和混山石的虚铺厚度均为45 cm的条件下，采用20 t 的压路机进行碾压，先静压两遍，再振动压实两遍，最后再静压一遍的方法，碾压后级配砂砾的固体体积率达到84%(相应的干密度为2.22 g/cm3)，满足规范不小于83%的要求，混山石的固体体积率基本满足规范不小于83%的要求．

(3) 由于级配砂砾的空隙率小于混山石的，所以混山石的隔盐效果比级配砂砾的好．

(4) 30 cm厚级配碎石、30 cm厚天然砂砾压实后密实度满足相关规范的要求．

(5) 天然砂砾封层的压实效果优于级配碎石封层的压实效果．将来大面积施工时水泥稳定土摊铺机在天然砂砾封层上可以正常行走．

(6) 土工布上直接摊铺混山石并进行碾压施工，一般不会破坏土工布．

(7) 综合考虑级配砂与混山石的压实效果及隔盐效果等因素，建议地基处理时，1.5 m厚隔盐层结构底部采用0.3 m厚的混山石，上部1.2 m厚采用级配砂砾进行处理．

[1] 郑胜章.青海海西花土沟民用机场岩土工程详细勘察报告[R].青海工程勘察院, 2012:4-7.

[2] 宋碧宏，王梁，朱丹. 盐渍土地区路基设计与施工技术[J]. 路基工程,2011(2):160-162.

[3] 陈耀光，杨军，彭芝平,等. 饱和盐渍土地基处理孔隙水压力实测分析[J]. 岩土工程学报, 2010(S2):529-532.

[4] 魏戈锋，孙涛.复合土工膜在敦煌机场盐渍土地基处理中的应用[J].机场建设,2006，G00：53-55

[5] 新疆公路学会.盐渍土地区公路设计与施工指南[M].北京：人民交通出版社,2006．

责任编辑：龙顺潮

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

高瑞涛(1982-)，男，宁夏 贺兰人，工程师. E-mail:xjing1974@163.com

TU472

A

1000-5900(2016)02-0038-04