巖土工程勘察中的地表土問題探討
——以昆明長水國際機場改擴建工程為例

許漢華，槐以高，余紹維，龔憲偉，秦勇光，肖經光，彭勇勝

（中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院有限公司，云南 昆明 650051）

1 地表土分類

地表土除按《巖土工程勘察規范（2009 年版）》（GB50021-2001）[1]進行巖土分類外，還根據《民用機場勘測規范》（MH/T5025-2011）[2]地表植物狀況進行分類，其劃分標準根據見表1。

表1 地表土劃分標準表

根據《民用機場勘測規范》（MH/T5025-2011）[2]地表植物狀況分類，結合場區實際情況，昆明長水國際機場改擴建工程按地表土劃分標準分布圖，如圖1 所示。

圖1 昆明長水國際機場改擴建工程按地表土劃分標準分布圖

依據工程地質測繪，結合已有的區域地質資料和《民用機場勘測規范》（MH/T5025-2011）[2]表1 以及勘察范圍內的實際情況，將研究區內的地表土劃分為地表素土和植物土兩類。

地表素土主要由褐灰色黏性土混少量植物根莖組成，結構松散～稍密，稍濕，零星分布于場區范圍，主要分布在居民區附近及道路。

植物土主要由褐灰、褐紅色黏性土混少量植物根莖組成，結構松散～稍密，稍濕。主要為分布于喬木區的喬木林區、灌木區的灌木林區表層，淺表層含腐殖質；果木區的土壤改良區、耕植區的農作物耕植區、草木區的草地、洼地、及沖溝底部表層，淺表層含腐殖質。

2 地表土的測試成果及特性評價

本次勘察地表土進行了地表土物質成分X 衍射檢測分析，對地表土工程性質分析有很大作用。地表土物質成分X 衍射檢測結果統計見表2 和表3，地表土化學成分報告數據統計見表4。

根據試驗結果分析可知，有機質含量低于3%的地表土含水量較高，均勻性差，壓縮性高，密實度低，結構松散，工程性質差，可作為表層綠化覆土；有機質含量3%～5%的地表土和有機質含量大于5%的地表土含水量高，有機質含量高，壓縮性高，密實度低，不適合作為場內填料，建議直接挖除或集中堆放晾曬，待含水率降低以后作為表層綠化覆土。

表2 地表土物質成分數據統計表

表3 地表土物質成分數據統計表

表4 地表土化學成分報告數據統計表

3 地表土分區

依據設計技術要求、《民用機場勘測規范》（MH/T5025-2011）[2]地表土劃分標準表以及勘察范圍內的實際情況，將研究區內的地表土劃分為有機質含量低于3%的地表土、有機質含量3%～5%的地表土、有機質含量大于5%的地表土三類。其中有機質含量低于3%的地表土多為非農林用地、樹身矮小，沒有明顯主干的灌木林區、蔬林區、草木區、果林區等；有機質含量3%～5%的地表土和有機質含量大于5%的地表土多為樹身高大的喬木林區。

根據設計技術要求及地表土類別劃分將地表土分為三大區域：有機質含量大于5%的地表土區域（A表示）、有機質含量3%～5%的地表土區域（B 表示）和有機質含量低于3%的地表土區域（C 表示）。

由于場區區域較大，結合實驗室做出的有機質含量將有機質含量大于5%的地表土區域劃分為2個子區域（A1、A2），有機質含量3%～5%的地表土區域劃分為5 個子區域（B1、B2、B3、B4、B5），有機質含量低于3%的地表土區域劃分為9 個子區域（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9）。分布情況如圖2 所示（深色區域為有機質含量大于5%的地表土分布區域，淺色區域為有機質含量3%～%的地表土分布區域，淺灰色區域為有機質含量低于3%的地表土分布區域）。

圖2 昆明長水國際機場改擴建工程地表土分區示意圖

4 地表土儲量估算

4.1 計算方法

因場區內地表土地層厚度變化不大且鉆孔密度較大，所以采用平均厚度法計算地表土方量。平均厚度取值為所圈定區域內所有鉆孔地表土厚度的平均值，平均厚度法其特點是計算方便快捷，當鉆孔數量越多，網格越密時，計算的精度越高。

土方量計算采用投影面積乘以視厚度的原則計算，通過換算得知，采用投影面積乘以視厚度計算出來的方量與通過坡體面積乘以真厚度通過換算兩者得到的方量計算結果一致。

4.2 估算結果

根據平均厚度法，通過采用投影面積乘以視厚度的計算原則，對場區內地表土進行方量估算，通過計算得出：有機質含量大于5%的地表土土方量為1506263m3，有機質含量3%～5%的地表土土方量為1007250m3，有機質含量低于3%的地表土土方量為2322185m3，地表土總土方量為4835699m3。詳見表5、表6 和表7。

表5 有機質含量大于5%的地表土方量估算表

表6 有機質含量3%～5%植物土方量估算表

表7 有機質含量小于3%的地表土方量估算表

5 地表土工程評價

1）場地內有機質含量大于5%的地表土主要分布凈空區樹身高大的喬木林區表面，以松樹、雜木為主，該土多為巖石風化形成，松樹、雜木等植物根系發育深度主要為0～0.6m，植物根系主要發育于該土上部，使得該土含水量大，有機質含量高，不可作為場區回填料，建議直接清除或挖出后集中堆放晾曬，待含水率降低后可作為飛行區土面區及航站區、工作區及邊坡區的表層綠化覆土，對于下部隨著植物根系發育減少，含水量隨之減小，主要為全風化泥質粉砂巖性質，因此可作為對飛行區土面區的填料。

2）場地內有機質含量3%～5%的地表土主要分布在喬木林區中，以雜木為主，挖方區、填方區、飛行區、凈空區內地層表面均有分布，分布面積較廣而大，上部0.1～0.2m 植物根系發育，結構松散，建議挖出后直接作為飛行區的土面區及航站區、工作區及邊坡區的表層綠化覆土。下部植物根系發育較少，挖方區、填方區、飛行區部分主要表現為粘性土性質，凈空區部分主要表現為全風化泥質粉砂巖性質，均可作為土面區填料。

3）場地內有機質含量低于3%的地表土主要分布于灌木林、草木區、農作物耕植區中，以板栗、櫻桃、蔬菜、核桃、草地等為主，，主要位于擬建場地南部，雜填土主要分布在居民區周圍，分布范圍較小，建議直接挖除；場地內素填土主要分布在居民區附近及道路，其中，居民區附近素填土主要為黏性土組成，為新近覆土，其結構松散，含大量植物根系，建議挖出后直接作為飛行區土面區及航站區、工作區及邊坡區的表層綠化覆土。道路路基主要為黏性土及碎石組成，上部0～0.3m 范圍植物根系發育較多，結構松散，建議直接清除處理；0.3m 以下植物根系發育較少，結構中密～密實，多位于填方區、飛行區，部分位于挖方區，可不進行特殊處理。

4）通過地表土物質成分數據統計表分析，地表素土或植物土的伊利石和高嶺石的含量均較低，研究區內地表土不具膨脹性或膨脹性弱，地表土可不考慮膨脹性的影響。

5）依據國家標準 《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）[3]6.3.6 第5 條規定，不得使用淤泥、耕土、凍土、膨脹性土以及有機質含量大于5%的土。故場區內淤泥、耕土以及有機質含量大于5%的地表土不能用于填土地基填筑。其中，黏土不能直接作為填料使用，必須摻和一定碎石或粗顆粒土混合使用。用粉質粘土做填料時，其含水量宜為最優含水量。