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地区工程地势特点评析

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作者:蔡泽明梁文成单位:中交第四航务工程勘察设计院有限公司

构造特征

根据区域地质资料和南沙港区所在地的构造体系,场区附近主要有3个断裂构造,代号分别为III7、IV5和IV6,其中III7号樟木头断裂为早期新华夏断裂构造,推测断层走向为NE40°~60°,与规划深圳一中山通道在珠江中间相交;IV5号沙角-太子山断裂更靠近东岸,走向为NW320°~330°,与规划深圳一中山通道在珠江东侧相交;IV6号弯曲断裂沿蕉门水道,走向为NW320°~330°,向SE方向延伸可能与深圳一中山通道和樟木头断裂在珠江中间交汇。上述断裂构造可能会影响港区场地的稳定性,断裂经过处可能会出现风化深槽。从分布走向看,断裂构造对南沙港区的影响不大,但规划的深圳一中山通道有必要进行断裂构造的勘察工作,评估其对场地稳定性的影响。根据《中国地震动参数区划图》,深圳一中山通道所在场区的地震基本烈度为VII度,地震动峰值加速度为0.1g,周边地区的历史地震震级均在4~5级以下,规划深圳一中山通道应进行地震安全性评估。

第四纪覆盖层的总体特征

根据相关研究资料,珠江三角洲地区10万a来经历了3次海进沉积,最大沉积层厚度约60m,南沙港区位于珠江伶仃洋出海口附近,是潮汐水道向河流-潮汐水道的过渡段,水域动力条件比较复杂,场区内的地层条件也比较复杂,港区的第四纪覆盖层主要为6.5万a以来的沉积物,港区地层大致包括Q32-1、Q32-2、Q33-Q41、Q42-1、Q42-2和Q43等亚层。

南沙港区内主要地层的分布特征

南沙港区内的海陆交互相覆盖层,上部的全新统地层以淤泥和淤泥土为主,一般情况下土层底高程约为-8.0m;中部的全新统一晚更新统过渡地层呈现出软硬层交互分布的特征,土层底高程可达-15.0m,局部分布有胶结层;下部的晚更新统地层内砂层和粘性土层交互分布,基岩为下古生界的区域变质岩。工程地质勘察资料揭示的覆盖层大致可分为:1)人工填土层;2)淤泥、淤泥质土;3)粘土、粉质粘土;4)淤泥质土;5)混粘粒的砂性土;6)淤泥质土;7)粉质粘土;8)淤泥质-粉质粘土;9)粉细砂、中粗砂;10)淤泥质-粉质粘土;11)粉细砂、中粗砂;12)粘土、粉质粘土;13)粉细砂、中粗砂;14)残积土。港区内地层的层次多且空间分布复杂,在一期工程和二期工程北段的道路堆场区、二期工程码头区的中、南段,均较完整地揭示了粘性土与砂性土交互分布的地层特征,密实砂层间的粘性土层的厚度较大,可作为持力层的密实砂层埋藏较深,一般在-30.0m左右;在一期工程码头区和二期工程码头区的北段,地基中部的软弱地层较薄,可作为持力层的密实砂层厚度很大、埋藏较浅,一般在-18.0m左右,密实砂层间的粘性土层很薄甚至缺失。从总体地层分布趋势上,在一期工程码头区和二期工程码头区北段区域内,密实砂层埋藏浅、厚度大,向W、向S密实砂层的埋藏深度逐渐变大,砂层间的粘性土层也逐渐变厚。场区内的基岩,顶面高程一般在-40.0~-35.0m之间。南沙港区内具有代表性的地质断面包括:

1)典型断面1位于横门东水道西侧的岸边地带,规划深圳一中山通道里程22.5km北侧约1.0~2.0km处,地面高程约1.0~2.0m。上部软土层厚度超过15.0m,中部为软塑-可塑状的粘性土与中密状中粗砂交互,下部为很厚的密实中粗砂和卵石,基岩顶面高程约-60.0m,埋藏较深。该断面处应为古河床。

2)典型断面2位于南沙港区三期工程范围内,在深圳一中山通道A4线里程31.0km北侧约2.0km处,地面高程约-2.0~0.0m。上部软土层厚达20.0~30.0m,下部为密实砂层与可塑状粘性土交互,基岩顶面高程约-50.0~-40.0m,埋藏较深。

3)典型断面3在深圳一中山通道东岸的北侧,该断面的1#钻孔位于深圳一中山通道A4线里程39.0km北侧约4.0km处,靠近岸边的2#钻孔位于A4线里程43.0km北侧约3.0km处,地面高程约-5.0~-4.0m。上部软土层厚约5.0~10.0m,中部主要为粘性土,基岩埋藏较浅但强风化岩的很厚,强风化岩面高程约-25.0m,2#钻孔的强风化层厚达14.0m、1#钻孔更厚达33.0m。根据钻孔揭示,如此巨厚的强风化岩其基岩很可能是混合岩,1#钻孔可能处在IV5号沙角-太子山断裂造就的风化深槽上。

南沙港区内主要的岩土工程问题

南沙港区内普遍分布着较厚的软土层,软土层含水率高、孔隙比大、压缩性高、强度低,会产生岸坡稳定和沉降问题。通过工程勘察,查明了软土层的分布情况和工程性质,结合原位模型试验成果,在工程设计采用“真空预压+堆载预压”的方法对软土层进行处理;港区地表以下20.0m内较广泛地分布有松散的砂土层,基本属于可液化土,工程建设时应对其进行密实处理。

南沙港区局部分布有铁质胶结、砂质胶结层和填石层,对码头结构型式和施工设备的选择有一定影响。码头建设中在挖除填石层的基础上选用沉箱结构方案,港池疏浚施工时选用挖掘能力强的抓斗式挖泥船或链斗式挖泥船,消除了胶结层的影响。场区内持力层埋深变化较大,码头设计时分段考虑持力层和基础埋深,分段进行码头结构验算。

鉴于深圳一中山通道工程的重要性,应关注断裂构造对场地稳定性的影响,开展针对断裂构造的详细勘察,并进行地震安全性评估。应重点查明基岩的风化情况,选择下部的完整基岩作为桩基的持力层。在断裂构造附近地带应查明因断裂构造引起的风化深槽,东岸应查明强烈风化带的基岩岩性,西岸应查明古河床地下水的承压性,评估其对桩基工程施工的影响。

结语

通过搜集南沙港区各期工程的勘察资料,比较全面、深入地总结了南沙港地区的工程地质特征。全面论述港区的地貌、基岩、构造、地震、第四纪覆盖层、地层分布、代表性地质剖面和主要岩土工程问题,并提出相关建议。这既是对前期勘察工作的全面总结,也可为南沙港区后续的勘察工作和规划深圳一中山通道的建设提供参考。

地区工程地势特点评析责任编辑:陈老师    阅读:人次