魏甸閘地質(zhì)勘察

劉 建 劉 磊 魯永紅

（天津市寧河縣河道管理所 中國 天津 301500）

1 魏甸閘概況

魏甸閘位于天津市寧河縣魏甸村西， 還鄉(xiāng)河分洪道左岸，小新河與還鄉(xiāng)河分洪道交匯處。 其主要作用就是宣泄上游河道的澇水，攔擋還鄉(xiāng)河分洪道的洪水，兼顧蓄水的綜合功能。

本次勘察工作的主要任務(wù)是：查明閘基工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，提出地基土的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，就閘基的主要工程地質(zhì)問題進(jìn)行評價，并提出相應(yīng)的處理措施和建議。 本次勘察過程中采用了鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、土工試驗等勘察手段，用以了解和揭示本場地土的工程地質(zhì)特性。

2 地質(zhì)概況

2.1 自然地理

魏甸閘位于天津市寧河縣東北部西魏甸村西，行政隸屬天津市寧河縣。

區(qū)內(nèi)屬溫帶季風(fēng)型大陸性氣候， 冷暖干濕差異明顯，四季分明。 春季干燥，雨量稀少；夏季高溫，炎熱多雨；秋季天高氣爽， 降溫很快， 冬季寒冷少雪。 多年平均降水量為566.6mm，主要集中在6～9 月，年最大凍土深度60cm，無霜期196 天。

2.2 地形地貌

工程區(qū)位于華北平原東北部，屬于薊運河沖積—海積平原地貌，地勢平坦。 該建筑物位于還鄉(xiāng)河分洪道左岸，小新河與還鄉(xiāng)河分洪道交匯處。 小新河與還鄉(xiāng)河是區(qū)內(nèi)主要的河流。

2.3 地層巖性

2.4 地質(zhì)構(gòu)造與地震

根據(jù)根據(jù)1/400 萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本區(qū)地震動峰值加速度為0.20g；相應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度。

按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）判定，本工程區(qū)土的類型為軟弱土，場地類別為Ⅳ類。

工程區(qū)地震動峰值加速度為0.20g，按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）附錄P 土的液化判別,根據(jù)室內(nèi)顆分試驗，場區(qū)內(nèi)飽和少粘性土和無粘性土的粘粒含量為0～22.4%，經(jīng)過初判，存在可能液化土層。

對初步判定為可能液化的土層進(jìn)行復(fù)判，復(fù)判采用標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)法。

經(jīng)判別，場區(qū)內(nèi)存在可液化土層。 建議設(shè)計根據(jù)建筑物等級和型式考慮對液化層采取相應(yīng)的處理措施。

2.5 水文地質(zhì)

工程區(qū)地下水均為第四系孔隙型潛水，主要賦存于第四系全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)的粘性土、粉土及砂土層中。 淺層地下水主要接受地表水和大氣降水補(bǔ)給， 以蒸發(fā)及徑流形式排泄。 地下水與地表水之間補(bǔ)給、排泄關(guān)系隨時間和季節(jié)而發(fā)生變化， 水力聯(lián)系密切。 勘探期間測得地下水埋深為3.60～3.80m，地下水位高程0.99～0.80m。

根據(jù)室內(nèi)土工（滲透）試驗成果，依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008），對各土層的滲透性進(jìn)行分級、統(tǒng)計。 統(tǒng)計結(jié)果表明，大多數(shù)土體滲透性在10-6～10-5 級，具有微～弱透水性，透水能力較差，少量粉土、砂土在10-4 級，具有中等透水性。

為判定環(huán)境水對混凝土及鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性，本次勘察采取了地下水水樣2 組、河水1 組，進(jìn)行水質(zhì)簡分析試驗。

根據(jù)試驗成果依據(jù) 《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）附錄L 環(huán)境水腐蝕性評價，評價如下：

淺層地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有弱腐蝕性；對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性為中等腐蝕性。

地表水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有弱腐蝕性；對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性弱腐蝕性。

3 閘基工程地質(zhì)條件與主要工程地質(zhì)問題

3.1 地層結(jié)構(gòu)

3.1.1 人工堆積層（Qml）

該層主要分布在建筑物兩側(cè)，還鄉(xiāng)河左堤上，為素填土。素填土（土層編號①）：黃褐～灰褐色，濕～飽和，可塑～軟塑，含銹斑及植物根，土質(zhì)不均勻，主要為粘土和粉質(zhì)粘土，局部夾粉土薄層。為中等～高壓縮性土，弱透水性，標(biāo)貫擊數(shù)5.0 擊（2組）。 層厚3.10m，層底高程1.70～1.69m。

該層主要分布在建筑物兩側(cè)，還鄉(xiāng)河左堤上。 巖性為黃褐～灰褐色粘土。

粘土（土層編號②-1）：黃褐～灰褐色，飽和，可塑～軟塑，含銹斑及有機(jī)質(zhì)，土質(zhì)不均勻，局部夾粉土薄層。 為中等～高壓縮性土，弱透水性，標(biāo)貫擊數(shù)2.0～4.0 擊，平均3.5 擊。 層厚4.10～4.40m,層底高程-2.41～2.70m。

該層全區(qū)分布，巖性主要以黑灰～灰色淤泥質(zhì)粘土、粘土為主，局部夾粉土、粉細(xì)砂透鏡體。 巖性較為復(fù)雜，工程地質(zhì)性質(zhì)總體較差。

淤泥質(zhì)粘土（土層編號③-4）：黑灰色，飽和，流塑，含大量有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)、貝殼碎屑。土質(zhì)不均勻，局部粘性較大。為高壓縮性土， 標(biāo)貫擊數(shù)1.0～2.0 擊， 平均1.5 擊。 層厚3.70～5.20m，層底高程-6.81～-8.58m。

粘土（土層編號③-1）：灰色，飽和，可塑～軟塑，含有機(jī)質(zhì)、貝殼碎屑，土質(zhì)不均勻，局部夾粉土團(tuán)塊。 為中等～高壓縮性土，標(biāo)貫擊數(shù)2.0～5.0 擊，平均3.4 擊。 厚度1.40～6.60m 不等，層底高程-8.93～-13.41m。

粉土（土層編號③-3）：灰色，濕～稍濕，稍密，含有機(jī)質(zhì)及貝殼碎屑，粘粉互層狀，分布不連續(xù)，以透鏡體形式存在，可見厚度1.40m。 為中等～低壓縮性， 微～弱透水性， 標(biāo)貫擊數(shù)6.0～7.0 擊，平均6.5 擊。

粉細(xì)砂（土層編號③-4）：灰色，濕，稍密，含有機(jī)質(zhì)及貝殼碎屑。 土質(zhì)不均勻，局部夾粉土薄層。 分布不連續(xù)，以透鏡體形式存在，可見厚度3.60m。

該層全區(qū)分布。 巖性主要為灰黃～褐黃色粉質(zhì)粘土。

粉質(zhì)粘土（土層編號④-1）：灰黃～褐黃色，飽和，多呈可塑，局部呈軟塑狀，含銹斑及姜石。 頂部偶見0.40m 厚泥碳層，黑灰色，軟塑，含有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)。 局部粘性較大，土質(zhì)不均勻，夾粉土團(tuán)塊。 為中等壓縮性，極微～弱透水性，標(biāo)貫擊數(shù)4.0～5.0 擊，平均4.8 擊。 層厚5.30～5.90m，層底高程-18.20～-19.28m。

該層全區(qū)分布。 巖性主要由黃褐～褐色粘土、粉土組成粘土（土層編號⑤-1）：黃褐色，飽和，多呈可塑，局部呈軟塑狀，含銹斑及姜石。 土質(zhì)不均勻，局部夾粉質(zhì)粘土、粉土薄層。為中等壓縮性，標(biāo)貫擊數(shù)6.0～8.0 擊，平均7.3 擊。 厚度4.50～5.80m，層底高程-21.70～-25.31m。

粉土（土層編號⑤-2）：灰黃色，稍濕～濕，中密～密實，含銹斑及姜石。 土質(zhì)不均勻，局部夾粘性土或砂土薄層。 為中等～低壓縮性，微～中等透水性，標(biāo)貫擊數(shù)13.0～34.0 擊，平均24.0 擊。 一般厚度2.30～3.50m， 最小僅0.90m。 層底高程-26.20～-27.78m。

該層全區(qū)分布，巖性主要為黃灰色粉質(zhì)粘土。

粉質(zhì)粘土（土層編號⑥-1）：黃灰色，飽和，可塑，含有機(jī)質(zhì)，局部土粘性較大，土質(zhì)不均勻，夾粉土團(tuán)塊。 為中等壓縮性，大多土體具極微透水性，局部為中等透水性，標(biāo)貫擊數(shù)8.0～9.0 擊，平均8.3 擊。 僅在DJ03 鉆孔揭穿，一般層厚3.90～4.00m，最小厚度1.50m，層頂高程-26.20～-27.78m。

該層僅在DJ03 鉆孔中揭露，在最大30.00m 深度范圍內(nèi)未揭穿。 巖性為灰黃色細(xì)砂。 最大可見厚度2.80m。

細(xì)砂（土層編號⑦-1）：灰黃色，稍濕，密實，土質(zhì)不均勻，局部夾粉砂層。 為低壓縮性，具中等透水性，標(biāo)貫擊數(shù)39.0～45.0 擊，平均42.0 擊，最大可見厚度2.80m。

3.2 土體物理力學(xué)性質(zhì)

本次勘察除對所取原狀土樣進(jìn)行常規(guī)物理力學(xué)性質(zhì)試驗、顆粒分析試驗外，還在部分鉆孔做了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗。 試驗方法嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

魏甸閘工程各土體物理力學(xué)指標(biāo)建議值見表1。

4 結(jié)論與建議

4.1 本工程區(qū)土的類型為軟弱土，場地類別為Ⅳ類。 工程區(qū)地震動峰值加速度0.20g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度。

4.2 工程區(qū)環(huán)境水對混凝土為硫酸鹽性弱腐蝕性、碳酸型弱腐蝕性；在干濕交替環(huán)境中對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有弱腐蝕性；對鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。

表1 土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值表

4.3 工程區(qū)20m 深度范圍內(nèi)， 飽和少粘性土和無粘性土存在液化問題，液化等級為輕微～中等。

4.5 工程區(qū)最大凍土深度為0.60m。

［1］GB/T50123-1999 土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

［2］GBJ145-90 土的分類標(biāo)準(zhǔn)[S].

［3］GB50021-2001 巖土工程勘察規(guī)范[S].

［4］GB50007-2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

［5］GB50011-2001 建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].

［6］GB50487-2008 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].