我国西南地区复杂地质条件下地基处理研究

低碳技术

我国西南地区复杂地质条件下地基处理研究

易光伟

12

袁罗俊

（广东泛珠勘察设计有限公司，广东广州；广东广州）上海民航新时代机场设计研究院有限公司广州分公司，

1.5105105104052.

【摘要】

我国西南地区高海拔尧红黏土尧溶洞尧高地震烈度等复杂地质环境条件给机场工程地基处理带来了较大困难遥本文以

西南地区某大型机场扩建工程地基处理为例袁分析了设计重难点袁妥善处理了工后沉降尧高填方边坡稳定尧岩溶尧与现状搭接尧

红黏土等问题袁提供了西南地区复杂地质条件下的一种设计思路袁为其他工程设计尧施工提供参考遥

【关键词】

机场工程曰红黏土曰高填方曰地基处理

【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】（）

TU443A2095-2066202103-0100-03

0引言

我国西南地区由于其高海拔、红黏土、溶洞、高地震烈度

等复杂地质环境条件，一直是岩土工程技术理论研究的重点

地区。在机场工程中，由于高填方、大型面状填筑的特点，上述

工程地质条件所带来的岩土工程问题尤为突出。

谢春庆、邱存家等对西南地区红层软基采用孔内深层

[1-2]

强夯桩法处理进行了研究；叶先鸿等对我国西南片区机场深

[3]

厚复杂软土采用桩处理进行研究；韩照等对西南地区

CFG

[4]

机场红黏土地基采用强夯处理进行了研究。

本文以西南地区某大型机场扩建工程地基处理为例，提

供了西南地区复杂地质条件下的一种设计思路，为其他工程

设计、施工提供参考。

图1场区现状地形

1工程概况

1.1工程简介

我国西南地区某大型机场扩建，新建公务机专机机坪

4F

及相关附属设施，即：停机坪、滑行道、服务车道、围界、航食道

口、进场路等。本工程新增个类停机位，个类停机位。

1E15C

该区域主要为土面区、一期边坡稳定影响区及航食路。局

部为某通航公司基地用地，建设有但没完工的主要建构筑物

为公务专机楼及楼前站坪。建成后由于发生了较大范围的工

后沉降，最大工后沉降达，机坪出现了较为严重的开裂，

40cm

见图。

1

1.2工程地质及水文地质条件

拟建场地原地貌总体为岩溶丘陵地貌，场地已回填整平，

根据原始地形图对比，场区回填土深度达，回填土已

15耀38m

经过压实处理。抗震设防烈度为度，设计基本地震加速度值

峪

为，第三组。拟建场地为厚大填土区，为建筑抗震不利

0.30g

地段。场地土主要以、（）和第四、第四系素填土

淤Q于淤淤

412

ml

图2典型地质剖面

100

系残积层（）红黏土和下伏基岩二叠系阳新组栖霞段

Q盂

4

el

（）灰岩组成，见图。

P2

11

y

2主要岩土工程问题

场区地下水埋深较大，勘探深度范围内未揭露到地下水。

根据勘察资料和前期工程建设经验，本场地主要岩土工

程问题如下：重新挖设的减震沟，其沟深不应小于所需保护构筑物的埋深，

（）表层腐殖土、杂填土问题：表层腐殖土、杂填土含有较沟底宽与沟深相同，同时沟体两侧采用放坡开挖，坡比为。

11:0.5

多的树根等有机物杂质，密实度低，表现为承载力差，压缩性（）有关管线的地基处理：本期供电、通信管线穿越原通

高，且有机质腐坏将产生一定的次固结沉降，属不良土层。航公司机坪，采用混凝土包封，结构埋深较大、开挖换填厚度

（）道槽区地基工后沉降问题：场区普遍分布有素填土也较大。该部分内容的地基问题已在管线设计图纸中考虑，本

2

层，成分较为复杂，厚度较大；素填土、红黏土属欠固结工程不再考虑。

淤于

土，不仅本期建设附加荷载将使其产生沉降，在其自重荷载作本期供油等管线穿越原通航公司机坪，原通航公司机坪

用下也将产生较大沉降。剩余沉降较大；承受较大变形时，输油管钢结构有承受较大挠

（）高填方边坡稳定问题：本工程填方边坡高度较高，最曲、漏油的风险，需要进行地基处理。对供油管线区域，本期采

3

高处达，且前期以预留发展区标准所填土石方（主要是用袖阀管注浆处理。孔距，排距，排，在前

25m1.6m1.0~1.1m2~3

黏性素填土）仍有一定剩余沉降量；本工程为机场局部扩建工进方向上左右交替布孔。注浆孔孔径约，加固深度

程，部分坡段有足够的用地空间可保证采用较缓的坡率放坡至首层素填土层底以下，并应注浆至输油管沟槽底面

以保证其稳定性，可仅对边坡稳定影响区以内的基岩上覆土以下处。结合供油管线的埋深情况，袖阀管注浆平均注

层进行处理；部分区域由于用地需要，需要设置挡墙。浆长度为，实际施工时，应结合输油管线实际坡率调整

（）岩溶问题：本区域为岩溶发育区，不稳定的地下溶洞注浆顶面的标高，以实际的素填土层底标高到输油

4淤-0.2m

将导致地面塌陷，对机场道面造成损坏，甚至影响机场运营安管沟槽底标高确定每孔注浆长度。

全。本次建设范围内，在机场前期建设中已进行过地表岩溶和

地下岩溶的处理，可暂时不考虑岩溶对地基的不利影响。

（）与现状边坡、道面、挡墙的搭接问题：本期建设要与上

5

期已建高边坡、道面及挡土墙搭接，搭接面处理不好时会产生

较大的工后差异沉降，而强夯处理又会对现状道面（管线）、挡

墙产生不利影响。

（）红黏土弱膨胀性填料问题：红黏土、次生红黏土，以及

6

由红黏土构成的素填土等具有弱膨胀性，遇水膨胀，失水收

缩，当将该种土填筑于道床范围内时，会对道面造成破坏，应

避免这种情况的发生。

3地基处理方案

3.1减小工后沉降与提高原地基稳定性的处理方案

地基沉降主要由素填土、红黏土产生，素填土局部厚度较

大，应为本工程地基处理的重点。虽然部分区域工后沉降值满

足设计要求，但考虑到差异沉降问题，仍对全场的素填土层都

进行处理。

根据黏性素填土、红黏土的厚度分布情况及本期荷载大

小、沉降计算结果等，地基处理分区如下。

（）深层处理：对本期荷载相对较大、工后沉降不满足要

1

求或边坡沉降可能造成坡顶较大变形的区域，本次采用碎石

桩复合地基处理，主要处理深层黏性素填土红黏土。碎石桩

+

桩径，桩距，正方形布置，桩长应至基岩顶面；由

500mm1.8m

于前期填筑的土石混合料不利于振动沉管施工，应首先将上

覆土石混合料挖除后再进行碎石桩复合地基施工，即平均开

挖后再进行振动沉管施工。施工完成后应尽量回填透水

4m

性调料或土石混合料至原地面标高。

（）浅层处理：对工后沉降满足要求的区域，为减少不均

2

沉降，考虑到本期填筑体滑动面切穿坡脚的深度及场内素填

土的厚度普遍大于的情况，采用遍·点夯

10m24000kNm+

11000kNm1.0m

的中风化白云岩）。

遍·满夯处理，碎石垫层厚度（采用借土区

结合场道工程—排水工程设计，尽量利用本期建设需要

拆除的现状排水沟作为减震沟。经调查，本次扩建区域内排水

沟深度普遍都大于，对道面和管线的隔震效果较好。需

2.5m

低碳技术

3

90耀110mm

淤0.2m

0.2m

10.9m

-0.2m

3.2与现状边坡尧道面尧挡墙搭接的处理方案

与现状边坡、道面、挡墙的搭接时，工后差异沉降、地基刚

度差异会造成道面断板、破裂。

与现状高边坡坡面相接时，为保证新老填筑体搭接良

-

好，对现状边坡区域挖台阶处理，台阶高宽比为，宽度不小

1:2

于。

2m

与现状道面相接时，为保证处理深度，靠近现状道面的区

域应先进行开挖，开挖深度，换填面原地基采用冲击碾

2.5m

压法补强。回填土碾压密实度不低于（采用石方时，

MH/96%

固体体积率不低于），除此之外应满足地基处理、土石方

81%

工程其他要求。为协调不均匀沉降，回填土回填时，应在槽底

设计标高以下处设置一层高强度土工布，反包段长度为

1m

1.2m

与现状挡墙相接时，两侧为新老填方，挡墙坡度接近垂

。

直，极易出现工后差异沉降过大的问题。同时，为削弱挡墙与

周围填筑体的刚度差异，应在挡墙临空侧土体填至一定高度

时，破碎并换填距离槽底设计标高范围内的挡墙墙体，换

3m

填料采用黏性土，分层碾压密实。

3.3红黏土弱膨胀性填料问题

根据《民用机场岩土工程设计规范》，对弱膨胀土地基，

[5]

应保证道床范围内不存在弱膨胀土，相应地对挖方区进行换

填、填方区道床范围内填料进行控制。该地基处理项目的实施

应在土方填筑阶段对土方施工进行控制。

4结语

经现场近一年的变形观测，地基处理效果良好。

（）对机场工程大范围高填方，采用碎石桩强夯处理深

1+

厚红黏土的处理方案，可较好地解决大厚度填方下红黏土工

后沉降较大的问题。

（）对局部小范围填土的加固，采用袖阀管注浆的处理方

2

案，解决了小范围地基处理经济性和有效性难以兼顾的问题。

（）对搭接两侧高差极大的情况，采用开挖冲碾高强土

3++

工布的处理方案，有效解决了较大高差情况下交界面过渡带

不能采用强夯时的处理难题。

（下转第页）

104

101

建筑·节能

热水系统供水温度无特定要求时，可采用设置灭菌消毒设施

的技术措施，供水温度可按规范相应降低；当项目对热水

5益

系统供水温度提出明确要求时（如国际品牌酒店有相关参数

要求），可采用设置电辅助加热器的措施，对空气源热泵制备

的热水进行二次定温加热，确保既满足项目要求，又最大限度

利用空气源热泵，达到节能目的。

参考文献

图1电辅助加热原理

中国计划出版建筑给水排水设计规范：—北京：

[2]GB500152003[S].

社，

2003.

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社，

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中国计划出版建筑给水排水设计标准：—北京：

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（第三版）中国建筑工业出版社，建筑给水排水设计手册北京：

[6][M].

2018.

2016.

[1].[R].2013

深圳市人民政府办公厅深圳市大气环境质量提升计划

（）电辅助加热器：当第二级储热水罐温包采集点处水

3

温时开启，至温度时停止；

臆58益逸60益

（）热水系统供水管网回水循环泵：受回水管网末端温度

4

控制，当回水点温度时开，至温度时停止。

臆57益逸60益

本项目年竣工并投入使用，到目前为止热水系统各

2018

设备运行正常，热水供应水温、水压稳定，满足该五星级酒店

对热水系统的各项指标要求。

5结语

集中生活热水供应系统采用空气源热泵具有运行效率

高、稳定可靠、安装维护方便、产业链完备等优点，且有较好的

经济和环境效益。但空气源热泵出水温度普遍在以下，

55益

极限情况下可达到，但同时导致值大幅下降，设备

60益COP

使用寿命降低。为了满足国家相关规范及特定项目对热水系

统供水温度的要求，需采用相应辅助解决措施。当项目本身对

收稿日期院2020-12-30

（—），男，汉族，山东郓城人，高级工程吴燕国

1982作者简介院

师，硕士研究生，研究方向为建筑给水排水设计、市政给水排

水设计。

（上接第页）

99

文海家，麻超超基于多源数据的蔡家坝特大型滑坡成因张岩岩，

.[4]

2048-2063.

的滑坡地质灾害防治工作打下良好的基础。

参考文献

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（）：勘察科学技术，

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收稿日期院2020-12-23

（—），男，汉族，云南禄丰人，工程师，章东顺

1988作者简介院

本科，主要从事水工环地质工作。

徐文杰（—），男，汉族，云南宣威人，工程师，本科，

1988

主要从事水工环地质工作。

（上接第页）

101

潘凯，张李东，等孔内深层强夯桩法在红层地区软基处谢春庆，

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民用机场岩土工程设计规范：—

收稿日期院2020-05-05

（—），男，汉族，河南信阳人，工程师，易光伟

1987作者简介院

硕士研究生，主要从事岩土工程勘察设计及机场规划设计相

关工作。

罗俊（—），男，汉族，广东广州人，工程师，硕士研究

1990

生，主要从事机场规划设计相关工作。

104