(廣州海洋地質調查局,廣州,510760)
作者簡介:葉光輝,男,出生於1950,工程師。1977成都地質學院油氣勘探專業畢業。現從事石油地質、地震資料解釋、海洋地質和工程地質的綜合研究。
根據珠江口外防波堤場地18鉆孔的巖性特征,自上而下共分為7層。根據這些鉆探成果和試驗資料,通過綜合分析,認為建築物的持力層宜采用中粗砂夾淤泥層和中粗砂夾粘土層,花崗巖殘積土層為建築物的最佳持力層。
關鍵詞:工程地質單獨持力層外
1堤址地質調查
外伶仃島位於珠江口萬山群島最北端,地理位置優越,與香港隔海相望。石湧灣位於外伶仃(圖1)北部,距香港水域僅4 ~ 5公裏,常年有不少粵港澳漁船在此停泊和棲息。
石崇灣是壹個近似“牛軛”形狀的基巖灣。根據海底的地形特征,海灣可分為兩個區域:斜坡區和平坦區。斜坡區位於從灣岸到13m的等深線上。在斜坡區,東北海岸陡峭,西南海岸平緩。從13m等深線到17m等深線,地勢平坦。
石崇灣有丁玲峰天然屏障,為基巖海岸,水深和沈積速率較低(約0.08cm/a),可謂天然良港。防波堤建成後,將是理想的避風港。
鉆孔揭露的基巖與島上出露的巖石壹致,為燕山期花崗巖(),微風化-中風化。Q1-2期間,區內花崗巖強風化形成壹層殘積土(ⅵ層)。隨後,勘探區逐漸下沈,形成壹個淺的陸地凹陷,接受周圍風化物質的沈積。在此期間,窪地內的水由淺至深至淺交替變化,形成中粗砂混粘土(第ⅴ層)、粘土(第ⅳ層)和中粗砂混粉砂(第ⅲ層)。
Q3後期,勘探區進壹步下沈,海水入侵,成為海陸相互作用的潮間帶環境,沈積了壹套含有大量生物碎屑的細砂(ⅱ層)。此後,逐漸形成了石崇灣現在的面貌,沈積了壹套含有生物碎屑的藍灰色淤泥(I層)。
2路堤場地的工程地質特征
珠江口外防波堤處有18個鉆孔。根據堤址的土(巖)層結構,自上而下依次為(圖2):粉土、粉細砂、中粗砂夾粉土、粘土、中粗砂夾粘土、殘積土(砂質粘性土)、輕度-中度風化花崗巖。
表1地層巖性及土壤主要物理力學性質綜合統計表
圖1鉆孔位置圖
圖1鉆孔位置圖
第壹層:淤泥
藍灰色,含生物碎屑。根據代表性樣品分析(數據見附表,下同),粉土含水量63.2%,孔隙比1.752,液性指數1.64,均為飽和流塑狀態。該層厚度為4.6~7。Om,橫向變化相對穩定。海岸邊的斜坡地帶變成了貝殼碎片沈積地。根據樣品分析的主要指標含水量,粉土的基本承載力為50kPa,如果回歸修正系數為0.75,則標準值為37kPa。
ⅱ層:粉細砂。
青灰色,含大量生物碎屑,松散,厚度0.8~2.4m,橫向變化大。D9孔有貝殼碎屑沈積,東北岸坡帶D12孔有中細砂沈積,西南岸坡帶D1孔和D2缺失。
樣品分析主要指標:孔隙比在0.819-1.373之間,平均值為1.04,液性指數在0.8-1.77之間,平均值為1.14。
根據五個樣本的分析結果,回歸修正系數ψf=0.7123,承載力基準值f0為180kPa,標準值為128kPa。
ⅲ層:中粗砂夾粉砂。
灰白色、黃褐色,含礫石,礫石直徑2 ~ 3 mm,稍密~松散,飽和,層厚0.5~3.4m,厚度變化較大。東北岸坡帶D12鉆孔為礫質砂層,西南岸坡帶D1鉆孔和D2缺失。
樣品分析主要指標:孔隙比在0.462 ~ 1.619之間,平均值為0.77,壓縮性在0.021 ~ 0.165之間,平均值為0.056。
根據三個樣本的分析結果,回歸修正系數ψf=0.612,承載力基準值f0為250kPa,標準值為150kPa。
第四層:粘土
灰色,可塑,濕,厚度0.6 ~ 3.9m..該層僅分布於D1 ~ D6和D12孔。
樣品分析主要指標:孔隙比在0.711 ~ 1.705之間,平均值為1.08,液性指數在0.5 ~ 0.97之間,平均值為0.69。
根據四個樣本的分析結果,回歸修正系數ψf=0.7213,承載力基準值f0為180kPa,標準值為130kPa。
第五層:中粗砂混粘土。
灰白色,含礫石,礫石直徑2 ~ 3 mm,可塑,中密,稍濕,層厚0.7~3.4m,橫向變化大。該層西南岸坡缺失D1孔和D2。
樣品分析主要指標:孔隙比在0.524-0.904之間,平均值為0.68,液性指數在0.39-0.66之間,平均值為0.47。
根據四個樣本的分析結果統計,回歸修正系數ψf=0.7312,承載力基準值f0為280kPa,標準值為200kPa。
第ⅵ層:殘積土(砂質粘性土)
紅棕色至黃褐色,具褐色條紋,為基巖強風化殘積土。硬塑至可塑,稍濕,該層在D1孔和岸坡D2缺失。
樣品分析主要指標:孔隙比在0.534-0.972之間,平均值為0.69,液性指數在0.14-0.84之間,平均值為0.476。
根據五個樣本的分析結果,回歸修正系數ψf=0.7421,承載力基準值f0為320kPa,標準值為230kPa。
圖2丁玲外石湧灣防波堤區鉆孔地質剖面圖
圖2工程地質鉆孔柱狀圖
第七層:輕度-中度風化花崗巖。
棕黑色、灰白色、棕紅色等雜色為燕山期花崗巖,輕度-中度風化,不易破碎,堅硬。僅在孔D1、D2和D12中鉆孔。承載力基本值大於或等於4000 kPa。
3結論
1)防波堤場地工程鉆孔地質剖面自上而下依次為淤泥、粉細砂、中粗砂夾淤泥、粘土、中粗砂夾粘土、殘積土,基巖為燕山期花崗巖()。壹般來說,工程力學性質隨深度而變好。
2)ⅰ層為淤泥,工程地質力學條件差,不能作為任何建築物的持力層。
3)ⅱ層,粉細砂,松散,孔隙比0.819 ~ 1.373,平均1.04,液性指數0.8 ~ 1.77,平均1.14,呈飽和流塑狀態。松散的砂土(尤其是粉砂)在外力作用下會趨於密實。如果砂土被地下水飽和,這種變得密實的作用會導致孔隙水壓力突然增大,使原本通過砂粒接觸點傳遞的壓力減小,作用在砂粒上的荷載壓力將全部過渡到中性壓力。這樣會破壞砂體結構,當有效壓力完全消失時,砂體容易達到液化狀態,導致地面開裂、錯位、滑坡、不均勻沈降等地基失穩現象。所以這個樓層不能作為任何建築的承重層。
4)第三層,中粗砂混粉砂。承載力為150kPa。空隙率為0.462 ~ 1.619,平均值為0.77,壓縮系數為0.021 ~ 0.165,平均值為0.056。松散,高壓縮性。其下臥層為局部分布的塑性粘土層。這些因素都容易造成建築物的不均勻沈降。因此,在考慮該層作為建築物的持力層時,必須充分考慮這些不良工程地質條件。
5)ⅳ層,粘土層,僅分布於局部地區,不宜作為建築物的持力層。
6)ⅴ層,中粗砂夾粘土,承載力200kPa,適宜作為建築物的持力層。
7)ⅵ層,殘積土(砂質粘性土),為基巖強風化形成的砂質粘性土,承載力大,適宜作為建築物的持力層。
參考資料和材料
陳希哲。1989.土力學基礎。北京:清華大學出版社。
、薛、、馮、、等。1996.南海北部地質災害及海底工程地質條件評價。南京:河海大學出版社。
河北省建設委員會。1977.工業與民用建築工程地質勘察規範。北京:中國建築工業出版社。
珠江口伶仃洋大堤的工程地質特征
葉光輝
(廣州海洋地質調查局,廣州,510760)
文摘:18個堤防鉆孔位於珠江口外伶仃島石崇灣。根據巖性特征,從海底淺部到深部共劃分出7個壩層。根據大量的鉆探結果、試驗數據和綜合分析,可以得出以下結論:中粗砂夾淤泥層和中粗砂夾粘土層可以作為地基的壓縮層,而淤泥質粘土層是作為地基壓縮層的最佳選擇。
關鍵詞:工程地質壓縮層外伶仃島