東海島軟基處理項(xiàng)目三期勘探方法的評(píng)價(jià)探討

[摘要]2018年7月，中德共同簽署非約束性合作諒解備忘錄。德國(guó)巴斯夫項(xiàng)目作為國(guó)家重大戰(zhàn)略項(xiàng)目，將在廣東省湛江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)東海島石化產(chǎn)業(yè)園建設(shè)全球領(lǐng)先的一體化石化項(xiàng)目。為了滿足工程建設(shè)需求，需采用鉆探的方式查明場(chǎng)地內(nèi)巖土層分布特征，為東海島產(chǎn)業(yè)用地的軟基處理工程設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量控制提供初步的資料和依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]軟基處理；地下水；地表水；分析；探討

1.項(xiàng)目背景

湛江開(kāi)發(fā)區(qū)是1984年11月29日經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的首批國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)之一，當(dāng)年批準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)面積為9.2km2。2006年6月26日，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，湛江開(kāi)發(fā)區(qū)在東海島擴(kuò)區(qū)10km2。2009年10月，獲廣東省批準(zhǔn)，湛江開(kāi)發(fā)區(qū)與廣東省湛江東海島經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)合并，組建新的湛江開(kāi)發(fā)區(qū)。湛江開(kāi)發(fā)區(qū)的管理范圍是中國(guó)目前最大的國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)之一。建區(qū)多年來(lái)，湛江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)以國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策為導(dǎo)向，認(rèn)真貫徹落實(shí)“以提高吸收外資質(zhì)量為主，以發(fā)展現(xiàn)代制造業(yè)為主，以?xún)?yōu)化出口結(jié)構(gòu)為主，致力于發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，致力于發(fā)展高附加值服務(wù)業(yè)，促進(jìn)國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)向多功能綜合性產(chǎn)業(yè)區(qū)發(fā)展”的可持續(xù)發(fā)展方針，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)各項(xiàng)事業(yè)得到快速發(fā)展。

巴斯夫計(jì)劃在湛江建設(shè)包括100萬(wàn)噸/年乙烯生產(chǎn)在內(nèi)的13個(gè)石腦油裂解、石油和化工項(xiàng)目，2030年左右完工，項(xiàng)目投資總額預(yù)計(jì)將達(dá)到100億美元，而第一批裝置最晚將于2026年竣工。

湛江市東海島石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)將引進(jìn)德國(guó)巴斯夫等一體化石化產(chǎn)業(yè)，在石化產(chǎn)業(yè)進(jìn)駐石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)前，需對(duì)石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)進(jìn)行軟基處理，軟基處理包括填土造地和軟基處理兩部分工程，整理后場(chǎng)地滿足石化產(chǎn)業(yè)后續(xù)建設(shè)的用地要求。

湛江東海島產(chǎn)業(yè)用地分期實(shí)施，其中首期工程面積約23.1×104m2，于2019年底完成軟基處理施工，東海島產(chǎn)業(yè)用地二期工程面積約376.9×104m2，于2020年6月開(kāi)始進(jìn)行軟基處理施工，預(yù)計(jì)2021年6月底完成施工。

東海島產(chǎn)業(yè)用地三期工程占地總面積約27.5×104m2，三期范圍分兩個(gè)區(qū)域，其中Ⅰ區(qū)面積約22.7×104m2，Ⅱ區(qū)面積約4.8×104m2。場(chǎng)地內(nèi)存在較厚的吹填土（淤泥）層、淤泥（夾砂）和淤泥質(zhì)粘土層，需進(jìn)行填土及軟基處理。

項(xiàng)目場(chǎng)地位于廣東省湛江市東海島的北部，場(chǎng)地北側(cè)、西側(cè)鄰規(guī)劃的東海島產(chǎn)業(yè)配套用地，南側(cè)鄰疏港公路和東海島鐵路，東側(cè)為正在施工的東海島產(chǎn)業(yè)二期用地。

1.1建設(shè)規(guī)模

東海島產(chǎn)業(yè)用地項(xiàng)目所在場(chǎng)地的土地屬?lài)?guó)有建設(shè)用地，軟基處理工程分三期實(shí)施，其中：

首期工程占地面積23.1×104m2，2020年1月已完成施工并交付使用。

二期工程占地面積376.9×104m2，于2021年6月30日完成施工。

三期工程占地總面積27.5×104m2，分為三期Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)共2個(gè)地塊，其中：

（1）三期Ⅰ區(qū)面積22.7×104m2，于2021年12月30日完成軟基處理。

（2）三期Ⅱ區(qū)面積4.8×104m2，于2022年4月30日完成軟基處理。

產(chǎn)業(yè)用地三期Ⅰ區(qū)場(chǎng)地部分位于調(diào)山村內(nèi)及調(diào)山村周邊蝦塘，部分蝦塘目前正在吹填土（淤泥或砂）形成陸域。Ⅱ區(qū)場(chǎng)地位于既有外海堤西側(cè)的魚(yú)塘區(qū)。產(chǎn)業(yè)用地場(chǎng)地軟基處理后滿足東海島石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)的石化產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目建設(shè)用地的要求。

1.2建設(shè)目標(biāo)

東海島石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)石化基地項(xiàng)目，是石化核心生產(chǎn)區(qū)用地，分三期實(shí)施，其中，產(chǎn)業(yè)用地三期場(chǎng)地總面積27.5×104m2，填土及軟基處理過(guò)程需土石方總量約189.5×104m3，其中疏浚土約55.1×104m3，中砂方約19.5×104m3，土方約113.1×104m3，石方約1.8×104m3。工程完成后，可實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）土地平整度、地基承載力和工后沉降等滿足石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)后續(xù)用地要求，提供石化產(chǎn)業(yè)建設(shè)用地。

（2）為石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)后續(xù)項(xiàng)目的進(jìn)入奠定良好的基礎(chǔ)，提升區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)社會(huì)和建設(shè)的發(fā)展。

2.關(guān)于東海島軟基處理項(xiàng)目三期項(xiàng)目勘探評(píng)價(jià)方法的分析

2.1勘探的目的任務(wù)

本次勘察目的是初步查明場(chǎng)地內(nèi)巖土層分布特征，為東海島產(chǎn)業(yè)用地的軟基處理工程設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量控制提供初步的資料和依據(jù)，主要任務(wù)如下：初步查明場(chǎng)地的巖土工程條件、各巖土層的地質(zhì)成因，水平和垂直方向的排布，排水層和夾砂層的埋深和厚度，并提供各巖土層的物理力學(xué)指標(biāo)；提供待處理軟土的先期固結(jié)壓力、壓縮性參數(shù)、固結(jié)特征參數(shù)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，對(duì)場(chǎng)地所存在的工程地質(zhì)問(wèn)題作出分析和評(píng)價(jià)；了解軟土下臥各巖土層的強(qiáng)度、變形特性，對(duì)其穩(wěn)定性和沉降等問(wèn)題作出評(píng)價(jià)，提出承載力以及與復(fù)合地基有關(guān)的摩阻力和端阻力設(shè)計(jì)指標(biāo)；查明地下水的埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度。并判斷水、土的腐蝕性；查明場(chǎng)地的地形和地貌，調(diào)查場(chǎng)地周邊或場(chǎng)地內(nèi)的地下管線等；查明場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造、地震設(shè)防烈度、工程地震特征及不良地震情況；根據(jù)工程地質(zhì)條件，對(duì)場(chǎng)地所存在的工程地質(zhì)問(wèn)題作出分析和評(píng)價(jià)，并提出在設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)注意的問(wèn)題及建議。

2.2野外鉆探評(píng)價(jià)

場(chǎng)地共布置勘察鉆探孔106個(gè)，鉆孔編號(hào)ZK1～ZK106，其中控制性鉆孔46個(gè)，一般性鉆孔60個(gè)。鉆孔深度：一般性鉆孔為35.00m，且穿過(guò)軟弱土層進(jìn)入下臥土層2.0m；控制性鉆孔為45.00m，且穿過(guò)軟弱土層進(jìn)入下臥土層10.0m。采用HT-1型150m油壓鉆機(jī)，以回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、泥漿護(hù)壁、全孔取芯的方法進(jìn)行鉆探施工。

2.3土工試驗(yàn)評(píng)價(jià)

根據(jù)不同土性及狀態(tài)采用不同的取土器采取土試樣，軟土采用薄壁取土器、一般黏性土采用厚壁敞口取土器重錘少擊方式采樣。原狀土試樣等級(jí)達(dá)到Ⅰ～Ⅱ級(jí)；砂樣利用鉆探巖芯采集。

其中6組樣兼作易溶鹽分析、43組樣兼作固結(jié)快剪、9組樣兼作無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、6組樣兼作三軸固結(jié)不排水剪切（CU）試驗(yàn)、9組樣兼作三軸不固結(jié)不排水剪切（UU）試驗(yàn)、2組樣兼作有機(jī)質(zhì)含量；取擾動(dòng)樣79組（其中23組砂樣兼作黏粒含量試驗(yàn)），地表水的腐蝕性分析樣2組、地下水的腐蝕性分析樣2組。

2.4野外試驗(yàn)評(píng)價(jià)

根據(jù)工程需要，在野外進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（測(cè)定砂層及黏性土層的密實(shí)度）、十字板剪切試驗(yàn)（測(cè)定軟土的靈敏度）、靜力觸探試驗(yàn)（了解淤泥質(zhì)土層的錐阻力和側(cè)阻力）。

3.場(chǎng)地工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

3.1氣象與水文

本區(qū)屬邊緣熱帶濕潤(rùn)型氣候區(qū)，受海洋性氣候的影響，炎熱多雨，夏長(zhǎng)冬短，多年平均氣溫22.7～23.5℃，極端最高氣溫38.5℃，0℃以下低溫極少見(jiàn)，多年平均降雨量1259.2～1704.0mm，降雨多集中于5～9月份。多年平均蒸發(fā)度1774.1mm。年平均風(fēng)速3～4m/s，偏東風(fēng)是主導(dǎo)風(fēng)向，5～9月份吹東、東南風(fēng)為主，10月至翌年4月吹北-東北風(fēng)為主。6～10月常遭熱帶風(fēng)暴（或臺(tái)風(fēng)）襲擊，風(fēng)力7～10級(jí)，最大12級(jí)以上，并伴有暴雨。冬天無(wú)降雪，偶有霜凍，不存在凍土。本區(qū)多雷暴，平均每年有雷日一百天以上。擬建場(chǎng)地及附近地表水體為海水及塘水，地表水與地下水水力聯(lián)系密切，對(duì)工程建設(shè)影響大。

擬建場(chǎng)地北側(cè)臨近湛江港，湛江港屬不規(guī)則半日潮港，平均高潮位3.4米、平均低潮位1.24m、最大潮差5.45m、平均潮差2.16m、平均海平面為2.20m。最高潮位為1980年7月22日的6.79m，最低潮位為1975年1月28日的-0.57m。區(qū)內(nèi)最大漲潮流速0.5～0.7m/s，最大落潮流速0.5～1.3m/s。

3.2地形地貌

擬建場(chǎng)地地貌類(lèi)型主要有湛江組臺(tái)地和海成階地，湛江組臺(tái)地主要分布在場(chǎng)地中部及南部，地形呈緩狀起伏；海成階地主要分布在場(chǎng)地北側(cè)及西側(cè)，地勢(shì)低洼平緩，北側(cè)部分場(chǎng)地已吹填形成陸域；場(chǎng)地內(nèi)分布有蝦塘、墳地、北側(cè)臨近湛江港，南側(cè)地表存在大量硬砼、鋼筋等建筑垃圾。場(chǎng)地內(nèi)存在光纖、高壓電線、抽砂管道（分布在北側(cè)吹填區(qū)內(nèi)，敷設(shè)于地表）。

3.3區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

1.地層巖性：根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，區(qū)內(nèi)地層為第四系全新統(tǒng)海相沉積層（Q4m）及第四系下更新統(tǒng)湛江組海陸交互沉積層（Q1zmc）。第四系全新統(tǒng)海相沉積層巖性主要有淤泥質(zhì)土、中砂，湛江組海陸交互相沉積層巖性主要有粘土、粉質(zhì)粘土、中砂和中粗砂等。①層雜填土場(chǎng)地施工106個(gè)鉆孔中僅6個(gè)鉆孔揭露，層厚0.80～4.20m；②層素填土場(chǎng)地施工106個(gè)鉆孔中共55個(gè)鉆孔揭露，層厚0.70～5.90m；③層淤泥質(zhì)土場(chǎng)地施工106個(gè)鉆孔中共51個(gè)鉆孔揭露，層厚0.90～13.70m；④中砂場(chǎng)地施工106個(gè)鉆孔中共27個(gè)鉆孔揭露，層厚0.80～9.40m；⑤層中粗砂場(chǎng)地施工106個(gè)鉆孔中共57個(gè)鉆孔揭露，層厚0.60～13.00m；⑥層黏土場(chǎng)地施工106個(gè)鉆孔中共97個(gè)鉆孔揭露，層厚0.50～16.80m；⑥-1層中砂共52孔揭露，層厚或單層厚0.80～11.10m；⑦層黏土場(chǎng)地施工106個(gè)鉆孔中共105個(gè)鉆孔揭露，層厚1.00～35.50m；⑦-1層粉土共13孔揭露，層厚或單層厚1.50～15.65m；⑦-2層中砂共47孔揭露，層厚或單層厚0.40～10.10m。

2.地質(zhì)構(gòu)造：據(jù)1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)資料，場(chǎng)區(qū)位于華南褶皺系雷瓊斷陷北部，基底是華南粵西加里東褶皺變質(zhì)巖系的延伸部分。距場(chǎng)區(qū)較近、規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂主要為北東向斷裂，北西向斷裂，臨近基底形成湛江斷陷。湛江斷陷是雷州半島新生代的局部斷陷，區(qū)域上該斷陷以多條基底斷裂構(gòu)成基底斷層構(gòu)造的格架。湛江市麻章區(qū)以南斷陷較深，新生代沉積層厚度達(dá)千余米。在麻章區(qū)至湖光鎮(zhèn)以西地區(qū)，基底斷裂的復(fù)活控制了新生代基性火山熔巖噴發(fā)，斷陷范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)第四紀(jì)火山口8座，并在湛江組中形成了近東西軸向的短軸平緩背斜及向斜。擬建場(chǎng)區(qū)未見(jiàn)區(qū)域斷裂分布，據(jù)地面調(diào)查和鉆孔的鉆探資料，地層中無(wú)構(gòu)造形跡。

區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為早更新世地殼的間歇升降活動(dòng)，中晚更新世基底斷裂深切活動(dòng)加強(qiáng)，并控制了多期次基性火山巖噴發(fā)；全新世地殼及地幔物質(zhì)處于重力均衡調(diào)整活動(dòng)狀態(tài)，地殼以間歇性緩慢上升為主；現(xiàn)代地殼以緩慢的差異升降活動(dòng)為主，基底斷裂仍有弱的活動(dòng)，導(dǎo)致地勢(shì)釋放并形成地?zé)岙惓^(qū)，小地震時(shí)有發(fā)生。

擬建場(chǎng)區(qū)在全新地質(zhì)時(shí)期區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)性弱，地殼穩(wěn)定性較好，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)建設(shè)工程影響小。

3.4地震烈度

雷州半島地區(qū)地震活動(dòng)較為頻繁，根據(jù)湛江市地震局資料記載，自1356年有地震記錄以來(lái)共發(fā)生有感地震78次，其中歷史（1356～1970年）有感地震64次（震級(jí)M>4.5級(jí)14次，最大為5.75級(jí)）；現(xiàn)代有感地震（1971～1999年）14次。鄰區(qū)如北部灣、瓊州海峽等發(fā)生的強(qiáng)震對(duì)本區(qū)也有影響，但鄰區(qū)強(qiáng)震對(duì)本區(qū)造成的破壞烈度不超過(guò)Ⅵ度。

4.場(chǎng)地地表水和地下水對(duì)工程的影響

4.1地表水

場(chǎng)地內(nèi)地表水體主要為蝦塘和淺海，場(chǎng)地內(nèi)北側(cè)及西側(cè)主要為淺海，其余地段地表水體多為蝦塘，海水及蝦塘水與場(chǎng)地淺層地下水具密切水力聯(lián)系。

4.2地下水

在鉆孔揭露的土層中，地下水類(lèi)型主要為孔隙潛水及孔隙微承壓水。孔隙潛水以同層地下水側(cè)向補(bǔ)給和降雨下滲補(bǔ)給為主，與海水、蝦塘水具互補(bǔ)關(guān)系，大氣蒸發(fā)、側(cè)向徑流是其主要排泄方式；微承壓水其補(bǔ)給來(lái)源以同層側(cè)向徑流補(bǔ)給為主，次為上層地下水下滲補(bǔ)給，側(cè)向徑流是其主要排泄方式。

為了解地表水（海水）與淺層地下水的補(bǔ)給關(guān)系，（引用本場(chǎng)地東北側(cè)工程資料，該工程名稱(chēng)為：《東海島產(chǎn)業(yè)用地軟基處理工程（二期）吹填區(qū)圍堰工程》，工程編號(hào)為：201911ZTGC257）。T1觀測(cè)點(diǎn)位于場(chǎng)地東北側(cè)，距場(chǎng)地東北側(cè)紅線角點(diǎn)約740m；T2觀測(cè)點(diǎn)位于場(chǎng)地東北側(cè)，距場(chǎng)地東北側(cè)紅線角點(diǎn)約1.3km；T3觀測(cè)點(diǎn)位于場(chǎng)地東側(cè)，距場(chǎng)地東側(cè)用地紅線直線距離約2.2km；3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)地下水位和潮水位同時(shí)觀測(cè)，地下水位隨潮水位升高而升高，觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3-1。

4.3地下水位

勘察期間測(cè)得鉆孔終孔混合水位埋深為0.00～4.80m（平均2.15m），水位高程為0.74～8.04m（平均4.89m）。地下水位隨氣候及漲退潮而變化，潮汐對(duì)地下水位影響明顯，在勘察期間，測(cè)得潮差約2.50m。

4.4地下水對(duì)樁基設(shè)計(jì)和施工的影響

地下水對(duì)樁基具上浮作用，如采用樁基礎(chǔ)，在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)算浮力。地下水埋藏較淺，本工程屬軟基處理工程，采用不同的處理方案時(shí)，應(yīng)考慮地下水對(duì)軟基處理的影響。

5.場(chǎng)地及周邊不良工程地質(zhì)現(xiàn)象

擬建場(chǎng)地原屬淺海灘涂地貌，原始地面較為平緩，后經(jīng)圍堰造陸形成建設(shè)用地。鉆探時(shí)測(cè)得鉆孔孔口地面高程為-1.73～8.77m；經(jīng)鉆探及野外地質(zhì)調(diào)查，擬建區(qū)及周邊數(shù)百米范圍內(nèi)未見(jiàn)有水下沖溝、活動(dòng)斷裂、泥石流、危巖、采空區(qū)等不良地質(zhì)作用，但場(chǎng)地北側(cè)ZK5～ZK9、ZK14～ZK18、ZK23～ZK27地段原為淺海，后經(jīng)人工吹填形成陸域，吹填物主要為砂土及少量黏性土，填土厚度3.8～7.3m，屬暗塘。③層淤泥質(zhì)土在強(qiáng)震作用下具震陷性；④層中砂為可液化土，液化等級(jí)總體屬輕微—中等。但經(jīng)加固、地基處理或樁基礎(chǔ)可消除其對(duì)建筑物危害，故不良工程地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)本工程建設(shè)影響較小。

6.軟基處理方案

場(chǎng)地局部地段位于不良工程性質(zhì)的③層淤泥質(zhì)土及④層可液化砂土層上，這兩層力學(xué)強(qiáng)度低，工程性質(zhì)差，建（構(gòu)）筑物建成后形成堆載加壓易引起下沉及側(cè)脹位移，加上填土自重沉降影響，會(huì)有緩慢而長(zhǎng)期的沉降過(guò)程。為消除沉降影響，對(duì)①～⑥層進(jìn)行地基處理加固，處理方法有高壓注漿、深層攪拌法等，以⑦～⑦—2層聯(lián)層作地基處理的持力層。

7.結(jié)語(yǔ)

總而言之，通過(guò)一系列的勘察手段，基本查明擬建場(chǎng)地的地質(zhì)情況，為東海島產(chǎn)業(yè)用地軟基處理工程三期項(xiàng)目提供了設(shè)計(jì)依據(jù)，為項(xiàng)目的正常進(jìn)行提供了保障。

[參考文獻(xiàn)]

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[4]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）（2016年版））.

[5]廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（DBJ/T15-38-2019）.

[6]廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ15-31-2016）.