岩土工程勘察中的地表土问题探讨——以昆明长水国际机场改扩建工程为例

许汉华，槐以高，余绍维，龚宪伟，秦勇光，肖经光，彭勇胜

（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南 昆明 650051）

1 地表土分类

地表土除按《岩土工程勘察规范（2009 年版）》（GB50021-2001）[1]进行岩土分类外，还根据《民用机场勘测规范》（MH/T5025-2011）[2]地表植物状况进行分类，其划分标准根据见表1。

表1 地表土划分标准表

根据《民用机场勘测规范》（MH/T5025-2011）[2]地表植物状况分类，结合场区实际情况，昆明长水国际机场改扩建工程按地表土划分标准分布图，如图1 所示。

图1 昆明长水国际机场改扩建工程按地表土划分标准分布图

依据工程地质测绘，结合已有的区域地质资料和《民用机场勘测规范》（MH/T5025-2011）[2]表1 以及勘察范围内的实际情况，将研究区内的地表土划分为地表素土和植物土两类。

地表素土主要由褐灰色黏性土混少量植物根茎组成，结构松散～稍密，稍湿，零星分布于场区范围，主要分布在居民区附近及道路。

植物土主要由褐灰、褐红色黏性土混少量植物根茎组成，结构松散～稍密，稍湿。主要为分布于乔木区的乔木林区、灌木区的灌木林区表层，浅表层含腐殖质；果木区的土壤改良区、耕植区的农作物耕植区、草木区的草地、洼地、及冲沟底部表层，浅表层含腐殖质。

2 地表土的测试成果及特性评价

本次勘察地表土进行了地表土物质成分X 衍射检测分析，对地表土工程性质分析有很大作用。地表土物质成分X 衍射检测结果统计见表2 和表3，地表土化学成分报告数据统计见表4。

根据试验结果分析可知，有机质含量低于3%的地表土含水量较高，均匀性差，压缩性高，密实度低，结构松散，工程性质差，可作为表层绿化覆土；有机质含量3%～5%的地表土和有机质含量大于5%的地表土含水量高，有机质含量高，压缩性高，密实度低，不适合作为场内填料，建议直接挖除或集中堆放晾晒，待含水率降低以后作为表层绿化覆土。

表2 地表土物质成分数据统计表

表3 地表土物质成分数据统计表

表4 地表土化学成分报告数据统计表

3 地表土分区

依据设计技术要求、《民用机场勘测规范》（MH/T5025-2011）[2]地表土划分标准表以及勘察范围内的实际情况，将研究区内的地表土划分为有机质含量低于3%的地表土、有机质含量3%～5%的地表土、有机质含量大于5%的地表土三类。其中有机质含量低于3%的地表土多为非农林用地、树身矮小，没有明显主干的灌木林区、蔬林区、草木区、果林区等；有机质含量3%～5%的地表土和有机质含量大于5%的地表土多为树身高大的乔木林区。

根据设计技术要求及地表土类别划分将地表土分为三大区域：有机质含量大于5%的地表土区域（A表示）、有机质含量3%～5%的地表土区域（B 表示）和有机质含量低于3%的地表土区域（C 表示）。

由于场区区域较大，结合实验室做出的有机质含量将有机质含量大于5%的地表土区域划分为2个子区域（A1、A2），有机质含量3%～5%的地表土区域划分为5 个子区域（B1、B2、B3、B4、B5），有机质含量低于3%的地表土区域划分为9 个子区域（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9）。分布情况如图2 所示（深色区域为有机质含量大于5%的地表土分布区域，浅色区域为有机质含量3%～%的地表土分布区域，浅灰色区域为有机质含量低于3%的地表土分布区域）。

图2 昆明长水国际机场改扩建工程地表土分区示意图

4 地表土储量估算

4.1 计算方法

因场区内地表土地层厚度变化不大且钻孔密度较大，所以采用平均厚度法计算地表土方量。平均厚度取值为所圈定区域内所有钻孔地表土厚度的平均值，平均厚度法其特点是计算方便快捷，当钻孔数量越多，网格越密时，计算的精度越高。

土方量计算采用投影面积乘以视厚度的原则计算，通过换算得知，采用投影面积乘以视厚度计算出来的方量与通过坡体面积乘以真厚度通过换算两者得到的方量计算结果一致。

4.2 估算结果

根据平均厚度法，通过采用投影面积乘以视厚度的计算原则，对场区内地表土进行方量估算，通过计算得出：有机质含量大于5%的地表土土方量为1506263m3，有机质含量3%～5%的地表土土方量为1007250m3，有机质含量低于3%的地表土土方量为2322185m3，地表土总土方量为4835699m3。详见表5、表6 和表7。

表5 有机质含量大于5%的地表土方量估算表

表6 有机质含量3%～5%植物土方量估算表

表7 有机质含量小于3%的地表土方量估算表

5 地表土工程评价

1）场地内有机质含量大于5%的地表土主要分布净空区树身高大的乔木林区表面，以松树、杂木为主，该土多为岩石风化形成，松树、杂木等植物根系发育深度主要为0～0.6m，植物根系主要发育于该土上部，使得该土含水量大，有机质含量高，不可作为场区回填料，建议直接清除或挖出后集中堆放晾晒，待含水率降低后可作为飞行区土面区及航站区、工作区及边坡区的表层绿化覆土，对于下部随着植物根系发育减少，含水量随之减小，主要为全风化泥质粉砂岩性质，因此可作为对飞行区土面区的填料。

2）场地内有机质含量3%～5%的地表土主要分布在乔木林区中，以杂木为主，挖方区、填方区、飞行区、净空区内地层表面均有分布，分布面积较广而大，上部0.1～0.2m 植物根系发育，结构松散，建议挖出后直接作为飞行区的土面区及航站区、工作区及边坡区的表层绿化覆土。下部植物根系发育较少，挖方区、填方区、飞行区部分主要表现为粘性土性质，净空区部分主要表现为全风化泥质粉砂岩性质，均可作为土面区填料。

3）场地内有机质含量低于3%的地表土主要分布于灌木林、草木区、农作物耕植区中，以板栗、樱桃、蔬菜、核桃、草地等为主，，主要位于拟建场地南部，杂填土主要分布在居民区周围，分布范围较小，建议直接挖除；场地内素填土主要分布在居民区附近及道路，其中，居民区附近素填土主要为黏性土组成，为新近覆土，其结构松散，含大量植物根系，建议挖出后直接作为飞行区土面区及航站区、工作区及边坡区的表层绿化覆土。道路路基主要为黏性土及碎石组成，上部0～0.3m 范围植物根系发育较多，结构松散，建议直接清除处理；0.3m 以下植物根系发育较少，结构中密～密实，多位于填方区、飞行区，部分位于挖方区，可不进行特殊处理。

4）通过地表土物质成分数据统计表分析，地表素土或植物土的伊利石和高岭石的含量均较低，研究区内地表土不具膨胀性或膨胀性弱，地表土可不考虑膨胀性的影响。

5）依据国家标准 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）[3]6.3.6 第5 条规定，不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀性土以及有机质含量大于5%的土。故场区内淤泥、耕土以及有机质含量大于5%的地表土不能用于填土地基填筑。其中，黏土不能直接作为填料使用，必须掺和一定碎石或粗颗粒土混合使用。用粉质粘土做填料时，其含水量宜为最优含水量。