湛江組黏性土層的工程特性淺析

寇銀川

摘 要：本文是通過(guò)對(duì)廣東省湛江地區(qū)雷州電廠配套碼頭工程的巖土進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)，根據(jù)設(shè)計(jì)部門(mén)提出的勘察技術(shù)及相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求，通過(guò)對(duì)雷州電廠配套碼頭巖土層進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查、鉆探、取樣、原位測(cè)試等手段，用以查明湛江整個(gè)市區(qū)粘性土層的性質(zhì)、分布規(guī)律、物理力學(xué)指標(biāo)、巖土特性等各項(xiàng)指標(biāo)，以便為后期湛江地區(qū)地質(zhì)的穩(wěn)定性、適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為后期工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)基礎(chǔ)參考資料。

關(guān)鍵詞：湛江;黏性土;特性;地質(zhì)

1 湛江黏性土層的地質(zhì)條件

1.1湛江黏性土的工程地質(zhì)條件

雷州電廠配套碼頭工程項(xiàng)目位于廣東省湛江市雷州市烏石鎮(zhèn)北部灣海域，具體位置為烏石港與流沙港之間的三教港，水路上距離烏石港約9km，距離流沙港24km。1995 年，北部灣 6.1級(jí)地震即發(fā)生在烏石凹陷邊界北東東向斷裂與北西向斷裂的交匯部位。北部灣盆地不同凹陷新生代以來(lái)沉降的幅度存在差異，特別是烏石凹陷沉降幅度較大，這也導(dǎo)致了新構(gòu)造活動(dòng)的差異性?？眳^(qū)揭示巖土層主要為第四系全新統(tǒng)海相沉積層、風(fēng)化殘積層及生物沉積層，下更新統(tǒng)湛江組海陸交互沉積、海相沉積地層及火山巖。主要沉積物為碎石土、黏性土、砂性土及玄武巖等。

1.2湛江黏性土的水文地質(zhì)條件

區(qū)地下水含水層主要為第四系中粗砂與粉細(xì)砂層。砂層厚度大，分布連續(xù)，貫通性好，透水性強(qiáng)，地下水賦存量較大。勘區(qū)地表水主要為海水，本次勘察采取海水樣 1 組進(jìn)行了水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)，具體水

化學(xué)分析情況見(jiàn)水質(zhì)分析成果報(bào)告。擬建工程位于海域，具備遭受物理性腐蝕和化學(xué)類(lèi)腐蝕的環(huán)境條件。按環(huán)境類(lèi)型分類(lèi)，本工程具備混凝土直接臨水的條件，屬 I 類(lèi)環(huán)境。

2巖土層物理力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析

2.1黏性土層的物理力學(xué)性能

本次工程地質(zhì)層（或單元土體）的劃分主要根據(jù)其形成年代、成因類(lèi)型和土層的物理力學(xué)指標(biāo)等綜合考慮，以野外現(xiàn)場(chǎng)劃分為基礎(chǔ)，結(jié)合巖土試驗(yàn)指標(biāo)最終確定，共分為6個(gè)大的工程地質(zhì)層，進(jìn)一步細(xì)分為 13個(gè)小工程地質(zhì)層。

就黏性土層而言，湛江組區(qū)內(nèi)第四系黏性土層均屬于下更新統(tǒng)湛江組黏性土層。湛江組黏性土層有其自身的工程特性，屬?gòu)?qiáng)結(jié)構(gòu)性土。在原始狀態(tài)下力學(xué)強(qiáng)度高，壓縮性低，很多時(shí)候其自身強(qiáng)度能滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)的應(yīng)力需求，但是抗擾動(dòng)能力差，一經(jīng)擾動(dòng)，強(qiáng)度急劇降低，壓縮性大大增強(qiáng)。因此，對(duì)于湛江組黏性土層，室內(nèi)試驗(yàn)得出的數(shù)值往往偏低。本場(chǎng)區(qū)基槽開(kāi)挖極易對(duì)湛江組黏性土層造成一定的擾動(dòng)，破壞其應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致其強(qiáng)度降低。

2.2黏性土層地質(zhì)的分布特征

本次勘察場(chǎng)區(qū)土層主要由第三系和第四系地層組成，根據(jù)巖土的成因劃分為 4 層，主要地層如下：

①基巖（上新世～下更新世）：玄武巖β 3

②海積沉積層 Q 4 m ：軟土（淤泥、淤泥質(zhì)粘土）

③陸相沖積層 Q 3 al （粘土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂和中粗砂）

④海相沉積層 Q 3 m （粉細(xì)砂、中粗砂、粘土和粉質(zhì)粘土）

勘察場(chǎng)地內(nèi)的巖土層按自上向下的順序進(jìn)行分層，綜合考慮了巖土

層成因、力學(xué)性質(zhì)，地層黏土部分分布特征如下：

1 淤泥：深灰色、灰色及灰黃色，流塑-軟塑，含貝殼碎屑，含中粗砂，偶夾碎石。本層位于海底表面，其平均厚度僅為 0.33 米，但為了詳細(xì)描述該層在勘察區(qū)域內(nèi)的分布特點(diǎn)而獨(dú)立劃分出來(lái)，該層頂?shù)茁裆顬?15.20～-16.90 米，隨地形略有起伏，在鉆孔 ZK27 中厚度為 1.10 米。標(biāo)貫擊數(shù)為 1～2 擊。

粉質(zhì)粘土：褐黃色，堅(jiān)硬，混中粗砂，局部夾薄層粉細(xì)砂，偶

混碎石。本層位于海底淤泥以下，分布連續(xù)，局部與③1 粘土呈互層狀或互相穿插，平均厚度 2.00 米，頂?shù)茁裆顬?15.7～-20.45 米。平均標(biāo)貫擊數(shù)為 24 擊。

中粗砂Q 1al+m ：灰黃色，局部褐黃色，飽和，密實(shí)，局部中密。微有黏性，局部夾黏性土層，混貝殼屑，含云母。該層多呈透鏡體狀發(fā)育于④黏土的上部或下部或穿插其中。分布不均。一般層厚 0.70～5.40m，平均厚度為 2.20m。平均標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=61 擊（28～88 擊）。

3湛江黏性土層在巖土層當(dāng)中常見(jiàn)問(wèn)題研究

3.1黏性土在地基巖土層當(dāng)中地震效應(yīng)

場(chǎng)地土層中，軟弱土、中軟土、中硬土、堅(jiān)硬土及巖石等均有分布，深水區(qū)場(chǎng)地等效剪切波速在 250～500m/s 之間，平均等效剪切波速為 355.8799m/s;淺水區(qū)場(chǎng)地等效剪切波速在 250～500m/s 之間，平均等效剪切波速為393.62m/s。根據(jù)勘察資料，場(chǎng)區(qū)覆蓋層厚度>80m，綜合判別擬建場(chǎng)地類(lèi)型為中硬場(chǎng)地土，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。

場(chǎng)區(qū)位于濱海，場(chǎng)地土整體上屬于中硬土，僅海域深水區(qū)表層有一定厚度的淤泥及淤泥質(zhì)土，若予以清除，則可消除其震陷影響;且場(chǎng)區(qū)砂土層進(jìn)行砂土液化判別均為不液化。依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）中 4.1.1 條建筑場(chǎng)地抗震地段劃分標(biāo)準(zhǔn)，本場(chǎng)地地段屬于對(duì)建筑物抗震有利的地段。

3.2黏性土土層對(duì)地基基礎(chǔ)選型的參照分析

根據(jù)本次勘察成果，勘區(qū)主要地層為第四系地層，具有明顯的海相沉積和海陸交互相沉積特點(diǎn)，大部分地層在縱向和橫向上層位相對(duì)穩(wěn)定，巖性變化不大，連續(xù)性較好，局部呈楔形體、透鏡體分布。因此，根據(jù)勘區(qū)地層分布情況和地基土物理力學(xué)特性綜合分析，勘區(qū)地層屬較均勻地基土。

勘區(qū)水下地勢(shì)總體較平緩，屬海底平原，不存在滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。勘區(qū)砂土層經(jīng)液化判別后，均為不液化土層?？眳^(qū)存在的不良地質(zhì)作用主要為軟土震陷。設(shè)計(jì)時(shí)宜按有關(guān)規(guī)范考慮其不良影響。

雷州電廠配套碼頭泊位基槽開(kāi)挖后，基底地層部分為黏土和中粗砂層，部分為中粗砂層。重件泊位基槽開(kāi)挖后，基底地層則為黏土和中粗砂層。考慮到黏土為湛江組黏性土層的工程特性，開(kāi)挖后其力學(xué)強(qiáng)度可能降低且經(jīng)海水浸泡可能具有一定的脹縮性，應(yīng)注意不同基底地層產(chǎn)生沉降的不均勻性。在后期湛江其它工程地基的選擇過(guò)程當(dāng)中，可以根據(jù)地基黏性土體的性質(zhì)合理選擇地基的類(lèi)型。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)湛江雷州市區(qū)新建項(xiàng)目碼頭工程的地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，對(duì)于湛江組黏性土層而言，未發(fā)現(xiàn)影響其穩(wěn)定的現(xiàn)代構(gòu)造活動(dòng)形跡分布，工程區(qū)屬構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。但不排除未來(lái)會(huì)有發(fā)生地震的可能性?？梢愿鶕?jù)勘測(cè)報(bào)告上面的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，提早預(yù)防?？眳^(qū)海岸線穩(wěn)定，水深條件良好，地基穩(wěn)定，根據(jù)勘察資料揭示，未發(fā)現(xiàn)其他影響工程建設(shè)的不良地質(zhì)作用，適宜本工程建設(shè)。勘區(qū)場(chǎng)地內(nèi)分布有淤泥及淤泥質(zhì)土，該層屬軟土，具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性低、抗剪強(qiáng)度低，靈敏度高的特點(diǎn)，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工中均應(yīng)考慮其影響;

湛江地區(qū)地層主要為湛江組地層，該地層屬?gòu)?qiáng)結(jié)構(gòu)性土，具有在原始狀態(tài)下強(qiáng)度高、一經(jīng)擾動(dòng)強(qiáng)度急劇降低的特點(diǎn)，勘區(qū)場(chǎng)地土類(lèi)型為中硬場(chǎng)地土，勘區(qū)砂土不存在液化現(xiàn)象，這對(duì)于后期指導(dǎo)湛江組黏性土層上面的施工設(shè)計(jì)將有著重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳波，廣東大唐國(guó)際雷州電廠“上大壓小”新建工程項(xiàng)目配套碼頭工程，巖土工程勘察設(shè)計(jì)報(bào)告，中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，2015（4）.

（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院? 730030）