银川河东机场工程地质环境及工程地质适宜性研究
摘 要：工程地质环境及工程地质适宜性是机场工程勘察的重要内容，银川河东机场位于黄河东岸银川灵武市，大地构造位于华北断块一侧，属阴山断块隆起的一部分，地貌上处于鄂尔多斯台地与银川黄河冲积平原过渡地带，工程地质条件复杂，地质灾害易发，对其工程地质环境及工程地质适宜性进行研究，直接影响机场设计及安全性，对机场的建设周期与成本预算都具有重要意义。
关键词：银川河东机场；工程地质环境；适宜性；勘察
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.073
1 引言
银川河东机场位于黄河东岸银川灵武市，大地构造位于华北断块一侧，属阴山断块隆起的一部分，地貌上处于鄂尔多斯台地与银川黄河冲积平原过渡地带，第四纪活动断裂-黄河隐伏断裂平行通过场地西部，处于华北地震区的银川-河套地震带东部。工程地质条件复杂，地质灾害易发，对其工程地质环境及工程地质适宜性进行研究，为机场建设的设计和施工提供精确的地勘资料，设计人员可根据工程地质条件及存在的工程地质问题采取合理有效、针对性更强的地基处理措施，对机场的建设周期与成本预算具有重要意义。
2 研究区工程地质条件分析
2.1 水文地质环境情况
研究区属于温带气候区北部气候，全年多晴空，夏季午后时易有出现雷雨冰雹；秋季多云雨，地下水主要赋存于第四系冲洪积卵石层中，接受大气降水和径流的侧向补给，自东西向排泄于黄河，地下水位年变幅为1.5-2.0m。
2.2 地形地貌
研究区地貌单元属黄河河漫滩与盐池台地冲刷形成的山前冲洪积扇，地势东高西低、南高北低，相对较平坦，净空条件较好。
2.3 地质构造
研究区位于华北断块一侧，属阴山断块隆起的一部分，地貌上处于鄂尔多斯台地与银川黄河冲积平原过渡地带，第四纪活动断裂-黄河隐伏断裂平行通过场地西部。研究区位于华北地震区的银川-河套地震带东部，拟建机场位于两条活动断裂之间，距离均大于10km。
2.4 地层岩性
研究区揭露的最大深度为15.4m，主要地层为第四系松散堆积物，根据土层的岩性特征及物理力学性质的差异，将场地地层分为5个主层和6个亚层。现按从上至下的顺序将各层土的岩性特征分述如下：
（1）素填土层（层序号①）：第四系人工堆积物，层厚为1.7-9.1m，杂色，主要由卵砾石及砂土构成，构成物均性差，含量在75-90%之间，该层分布于场地东侧填方地段；（2）粉土层（层序号②）：第四系冲洪积地层（Q4al+pl），层厚为0.6-5.9m，黄褐色，土质较均，可见薄层状水平沉积韵律，局部夹薄层细砂；（3）粉砂层（层序号②-1）：第四系冲洪积地层（Q4al+pl），层厚为0.4-1.7m，淡黄色，主要矿物成份为石英、长石，含有少量云母，粒径较均；（4）卵石层（层序号②-2）：第四系冲洪积地层（Q4al+pl），层厚为0.3-3.9m，青灰色，最大粒径为12cm左右，一般粒径为2～4cm左右，粒径大于2cm的颗粒质量占总质量的55-65%左右，次圆状，该层在场地内分布不连续；（5）粉质粘土层（层序号②-3）：第四系冲洪积地层（Q4 al+pl），层厚为0.6-2.0m褐黄色，摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，坚硬，偶含粘土团块。该层在拟建场地内分布不连续，在局部地段缺失；（6）卵石层（层序号③）：第四系冲洪积地层（Q4 al+pl），层厚为0.5-6.9m，青灰色，最大粒径为15cm左右，一般粒径为2～5cm左右，粒径大于2cm的颗粒质量占总质量的55-65%，次圆状为主，局部夹薄层粉土和粉细砂，中密。该层在整个场地内分布连续；（7）粉砂层（层序号③-1）：第四系冲洪积地层（Q4 al+pl），层厚为0.7m，淡黄色，主要矿物成份为石英、长石，含有少量云母，粒径较均，粒径大于0.075mm的颗粒质量占总质量75%，该层在场地内呈透镜状分布；（8）细砂层（层序号③-2）：第四系冲洪积地层（Q4 al+pl），层厚为1.3m，青灰色，主要矿物成份为石英、长石，含有少量云母，粒径较均，粒径大于0.075mm的颗粒质量占总质量90%，该层在场地内呈透镜状分布；（9）粉质粘土层（层序号③-3）：第四系冲洪积地层（Q4 al+pl），层厚为1.2m，褐黄色，摇振反应无，稍有光滑，干强度中等，韧性中等，硬塑，偶含粘土团块。该层在场地内呈透镜状分布；（10）卵石层（层序号⑤）：第四系冲洪积地层（Q4 al+pl），本次勘察未揭穿，揭露最大层厚为1.5m，青灰色，最大粒径为16cm左右，一般粒径为2～5cm左右，充填物以中粗砂为主，含量为25%左右，局部夹薄层中砂，含少量粘性土，该层在整个场地内分布连续。
3 场地岩土综合分析评价
3.1 场地稳定性及适宜性
研究区位于机场场区地貌单元属黄河河漫滩与盐池台地冲刷形成的山前冲洪积扇。地势东高西低、南高北低，相对较平坦，根据揭露地层资料及区域地质资料研究区地层，场地内地基土主要由第四系冲洪积物组成；并且场地内无暗浜、空洞、采空区存在，无滑坡、泥石流威胁，研究区无需考虑震陷和地表破裂带来的影响，场地不存在活动断层。总体评价研究区属稳定性和适宜性较好的建筑场地，可以做拟建建筑工程场地。
3.2 地基土的湿陷性评价
在研究区内取原状土样进行湿陷性试验，试验结果表明，湿陷系数（δs）在0.003-0.013之间，自重湿陷系数（δzs）在0.003-0.009之间，研究区内无湿陷性。
3.3 地基土的腐蚀性评价
对研究区内地基土进行易溶盐进行试验，对试验结果进行统计，研究区环境类型为Ⅲ类，按A类进行判定，判定地基土对砼结构具有微腐蚀性、对砼结构中钢筋具有微腐蚀性。
3.4 地基土的综合评价
根据地基土的分布情况和拟建物特点，对研究区综合评价如下：
（1）层素填土层，该层在拟建场地内均有分布不连续，土质不均，厚度变化大， 欠固结，承载力低，不经处理不可作为拟建除冰坪的持力层；（2）层粉土层，该层在整个场地内均有分布，层位不稳定，厚度变化大，中压缩性，承载力一般，可做为除冰坪的持力层； 1）粉砂层，该层在整个场地内分布不连续，厚度小且厚度变化大，层位变化大，承载力较低，可作为除冰坪的持力层；2）卵石层，该层在整个场地内分布不连续，厚度变化大，层位不稳定，承载力高，可作为除冰坪的持力层；3）粉质粘土层，该层在整个场地内分布不连续，厚度变化大，层位不稳定，中压缩，硬塑，承载力较低，可作为除冰坪的持力层。（3）卵石层，该层在整个场地内分布不连续，厚度变化大，承载力高，是拟建除冰坪良好的持力层和下卧层；1）粉砂层，该层在场地内呈透镜状分布，厚度小，承载力一般，可作为除冰坪的持力层；2）细砂层，该层在场地内呈透镜状分布，厚度小，承载力一般，可作为除冰坪的持力层；3）粉质粘土层，该层在场地内呈透镜状分布，厚度小，承载低，可作为除冰坪的持力层。（4）卵石层，仅揭露于ZK35钻孔内，勘察未揭穿，承载力高，是拟建除冰坪良好的持力层和下卧层。
3.5 地基均匀性评价
研究区地层为人工堆积物和黄河高漫滩松散堆积物组成，其岩性种类多，层位不稳定，厚度变化较大，属不均匀地基。
4 工程适宜性评价
4.1 持力层的选择
研究区地层在平面分布上不均匀，岩性差异较大，将研究区分为二个区。Ⅰ区：位于填方地段，场地内素填土由东向西逐渐变厚，揭露厚度1.7-9.1m，在0.0-2.0m范围内有薄层呈透镜状分布的建筑垃圾，场地素填土成分较复杂，在平面和垂向分布不均匀，总体上呈稍密状，局部呈松散状，建议对该层处理后做为研究区的持力层；Ⅱ区：位于西侧冲沟内，低于现跑道北端约7-10m，该段施工时主要以填方为主，且该区上部地层主要为粉砂和卵石，均可做为填方的持力层。
4.2 地基处理方案的建议
综合前述分析，研究区需处理地段主要位于Ⅰ区内，地基处理方案如下：场地内素填土厚度变化大，密实度分布不均匀，且0.0-2.0m范围内分布有薄层状建筑垃圾，建议采用换填垫层法与强夯法相结合的处理方法。施工时，首先用强夯法对地基进行夯实处理，单夯夯击能可采用8000-12000kN·m，主夯结束后建议对地基以1000kN·m夯击能满夯2遍，强夯工作结束后对2.0m范围内素填土用换填垫层法进行处理。
5 结论
研究区地层主要为第四系冲洪积物，主要可分为5层和6个亚层，拟建场地范围内不良地质体主要为现跑道南端东西向发育冲沟，与拟建跑道、滑行道近垂直分布，建议在进行机场施工时进行改道处理，保证机场安全运行，地基土对砼结构具有微腐蚀性、对砼结构中钢筋具有微腐蚀性。研究区内未发现有断层、地下空洞等不良地质体。
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作者简介：尹茂（1985-），男，工程师，主要从事：岩土工程勘察、水文地质勘察、地质灾害评估、勘查。