南京漫滩地区岩土工程勘察探讨.pdf

岩土工程界 第11卷 第2期工程勘察 〔 收稿日期 〕 2007 - 7 - 30 南京漫滩地区岩土工程勘察探讨 刘 翔 唐青春 蒋洪涛 南京南大岩土工程技术有限公司 摘 要 漫滩软土在南京地区的分布相当广泛,漫滩的岩土工程勘察在南京地区显得尤为重要。本文根 据南京漫滩地区的岩土工程勘察经验,对南京地区漫滩岩土工程勘察进行了分析和探讨。 关键词 南京 漫滩 勘察 探讨 1 南京地区漫滩的成因 南京地处长江中下游,三面环山,一面濒水。由 于河床的侧向侵蚀作用,区内河道宽阔,岸线曲折, 近岸漫滩大小不一,其中长江近岸漫滩面积最大。 其次秦淮河漫滩、 滁河漫滩等以市区为中心的区域 故河道漫滩亦广泛分布,一并属长江河谷平原的一 个组成部分。 本区漫滩生成之初,地貌形态为丘陵岗地,长江 河道中心约在江心洲一线,由于水流湍急,沿岸侧向 侵蚀加剧,秦淮河以西逐渐成为波涛滚滚的港湾。 近岸处切割深度约30～45m,中心部位约50～65m。 后期漫滩的生成,是由于河道中心向西-西北 方向迁移,水流速度减缓,水中携带的泥砂逐渐沉积 下来。邻近岸边,水流受阻并与部分回流相遇,使流 速变慢,形成粉-粘粒的软粘性土沉积环境。远离 河岸地带,水流较急,形成细-粉粒的粉细砂砂带及 砂丘沉积环境。河床中心邻近地带,水流湍急,形成 粗-中粒的中粗砂及粗砾砂混卵砾石条带或团块的 沉积环境。 最终漫滩的生成,主要由于水流趋于缓慢-平 静,在原有沉积的基础上,间歇性的漫滩相软粘性土 陆续沉积下来,并历经近千年以来的沿岸筑坝拦洪 及人类劳作活动形成现有的地形地貌。 2 南京漫滩的分布特征 根据自南向北纵贯本区的各个大型或较大型工 程地质剖面及其两侧大量工程勘察资料的分析研 究,区内漫滩相土层结构组合及其分布特征大体如 下 2. 1 西南区长江漫滩 本区块土层结构组合类型自上而下为表层新、 老填土 沼泽相淤泥质粉质粘土、 粘土 漫滩相淤 泥质粉质粘土与粉土粉砂互层 漫滩相粉砂、 粉细 砂 河床相中粗砾砂、 粗砾砂混卵砾石。 1表层新、 老填土表层新填土杂填土为 近几年为平整场地和抬高地坪堆积,填料主要为老 城区旧城改造废弃的建筑垃圾房渣土 , 填积厚度 一般为1～115m,局部填塘填沟地段厚达4～6m,未 经分层碾压,土体呈松散状态。老填土素填土主 要为耕土,夹少量碎砖石及大量植物根茎,呈软-可 塑状态,厚度约1m左右。 2软粘性土在表层人工填土以下,通常分布 一层软 可塑状态的粉质粘土、 粘土,厚度在1～2m 之间,局部沟塘地段缺失。该土层原为沼泽相淤泥 质土,经漫长历史时期的人类活动及自然蒸发,改变 了土的性状,同表层老填土耕土一并成为地表 “ 硬壳 ” 层。 饱和软粘性土厚度10～30m不等,一般分为上 下两层上层为沼泽相淤泥质粉质粘土、 粘土,厚度 约5～10m,以质纯不夹砂和呈灰褐色为特征;下 层为漫滩相淤泥质粉质粘土与粉土粉砂互层,厚度 约10～20m,以具水平层理及呈灰色为特征。 3粉砂、 粉细砂、 中粗砾砂、 粗砾砂混卵砾石 上部粉砂、 中部粉细砂为漫滩相沉积、 下部中粗砾砂 及粗砾砂混卵砾石为河床相沉积,总厚度约20～ 30m。随深度加大,在颗粒级配上由细逐渐变粗,在 密实程度上由松逐渐变密。各层砂性土层中均夹有 薄层状的粉质粘土,静力触探曲线线型呈明显的锯 齿状,幅度变化大。 4本区所街一带,表层填土以下即为粉砂层, 上部呈松散-稍密,趋深渐呈稍-中密及中密-密 实,属砂土隆起砂丘地段。另外,河床底部的粗 砾砂混卵砾石层,卵砾石含量一般约20～30 , 17 工程勘察GEOTECHN ICAL ENGI NEER I NGWORLD VOL. 11 No. 2 局部约40左右,粒径约2～5cm,少量8～10cm,多 为石英质,磨圆度好,厚度一般为2～3m,部分地段 4～5m,局部河西奥体中心厚达15m之多。 212 西北区长江漫滩 本区块土层结构组合类型主要为表层新、 老填 土 沼泽相淤泥质粉质粘土、 粘土 漫滩相淤 泥质粉质粘土与粉土粉砂互层 漫滩相软-流塑 状至软-可塑状粉质粘土。其中,表层新、 老填土组 成及厚度同南区基本一致,中-下部土层同南区相 比,有显著差异,主要体现在由不同密度的砂性土变 为不同状态的粘性土层。 1沼泽相淤泥质粉质粘土、 粘土的厚度均在 10m左右,而不像南区那样厚薄不一,体现了沉积环 境的差异。静探曲线线型及幅度低ps 013～ 017MPa且较圆滑。 2漫滩相淤泥质粉质粘土、 软-流塑状粉质 粘土及软-可塑状粉质粘土均与极薄层-薄层粉土 粉砂互层,总厚度约30～40m。而南区在此深度范 围为漫滩相粉砂、 粉细砂、 中粗砾砂,亦体现了南、 北 二区沉积环境的差异。 3底部河床相粗砾砂混卵砾石层厚度一般在 2m左右,尚未发现像南区那样较厚或很厚地段。 213 南区及中区秦淮河漫滩 本区块土层结构组合类型主要为表层新、 老填 土 漫滩相淤泥质粉质粘土 漫滩相粉土夹薄 层粉质粘土 晚更新世粉质粘土-粘土。其中, 表层新、 老填土组成及厚度各区基本稳定。中-下 部土层呈无规律突变型。漫滩相淤泥质粉质粘土和 漫滩相粉土夹薄层粉质粘土既有呈上下地层分布, 又有呈单一地层分布,还有互层现象。 1表层“ 硬壳层 ” 可塑粉质粘土的厚度均在 015～310m左右,厚薄不一,体现了沉积环境的差 异。地基承载力可达60～120kPa左右。 2漫滩相淤泥质粉质粘土及稍密粉土层,厚 度不一。静力触探曲线线型在淤泥质粉质粘土中极 为稳定,无明显的变化幅度,在粉土中呈较明显的锯 齿状,但幅度变化亦不大。层底界限十分清晰。 3底部可-硬塑粉质粘土-粘土工程性质良 好。该层土层顶埋深起伏较大,在有些区域由于漫 滩形成之初冲刷过于强烈而缺失。即从漫滩相软土 直接进入岩石层,中间多数夹一小薄层粗砂或砾石。 214 区内微型河湖漫滩 区内其他一些微型河湖漫滩土层结构组合类型 主要类似于秦淮河漫滩。也有是长江漫滩与秦淮河 漫滩的组合,主要是冲刷及沉积的先后顺序不同而 已。那些更近形成的小型漫滩结构比较简单,分层 较易。 3 南京漫滩地区的勘察要求 南京地区漫滩软土包括淤泥、 淤泥质土、 泥炭、 泥炭质土等饱和软粘性土及粉土,具有天然孔隙比 大、 透水性差、 低强度、 高压缩性、 高灵敏度以及欠固 结等不良工程地质特点。 软土地区的岩土工程勘察除应符合常规要求 外,尚应查明下列内容 1查明拟建场区土层成因类型、 成层条件、 分 布规律、 层理特征以及水平向和垂直向的均匀性,以 及其它物理力学性质,分析和评价地基的稳定性、 均 匀性和承载力; 2查明拟建场区内微地貌形态以及埋藏的暗 塘、 沟浜及河道等不良地质作用分布,确定其范围、 深度及评价其对工程的不利影响,提出整治方案的 建议; 3评价场地地震效应,判定建筑场地类别、 特 征周期,判别饱和粉土、 砂土液化; 4查明地下水类型、 埋藏条件、 变化幅度及水 和土对建筑材料的腐蚀性; 5查明可作为桩基持力土层的埋深、 厚度、 层 面起伏与下卧层情况,提供适用的桩基类型、 设计参 数及设计施工中应注意的问题; 6开挖、 回填、 支护、 工程降水、 打桩、 沉井等 对软土应力状态和变形性的影响。提出基坑设计及 降止水方案以及相关参数; 7固结历史、 应力水平和结构破坏对强度和 变形的影响; 8当地的工程经验。 4 南京漫滩的岩土工程勘察方法 南京漫滩地区软土分布广泛,随着工程建设的 不断发展,漫滩软土地区的岩土工程勘察已具有了 一定的经验。 4. 1 钻探 通过钻探揭露岩土层分布,结合现场的岩土芯 鉴定,可以最直观了解场地的岩土层分布;通过采取 岩土样的室内试验,取得各岩土层的物理力学指标; 通过钻探过程中的各种原位测试,可以评价各有关 岩土层的均匀性、 密实度、 强度等。 27 岩土工程界 第11卷 第2期工程勘察 在软土中钻探时,宜使用泥浆护壁,如使用套 管,应保持管内水位等于或稍高于地下水位,取样位 置应低于套管三倍孔径以上的距离。土样的采取应 采用快速静力压入法。 4. 2 原位测试 在软土地区用原位测试取代相当数量的钻孔, 不仅减少钻探取样和土工试验的工作量,缩短勘察 周期,而且可以提高勘察质量。静力触探是软土地 区十分有效的原位测试方法。通过双桥静力触探测 得的锥尖阻力、 侧壁摩擦力或单桥静力触探测得的 比贯入阻力,能直观、 准确的划分土层,并通过经验 公式计算出有关土层的物理力学参数。另外,标准 贯入试验对软土虽不太适应,但可以评价场地粉土、 粉砂层的液化趋势。 4. 3 波速试验 现场波速试验采用检层法,即单孔法。先由钻 机成孔,然后在离孔口115m左右的地面上铺设震 源板,压上重物。将带有气囊的三分量波速探头下 入到孔中不同试验深度间距为110m ,敲击震源 板使之振动,接收波从震源传到试验深度处的时间, 求出土层的波速值。计算各孔土层的平均波速值及 等效剪切波速,判别建筑场地类别,提供场地特征周 期。 5 漫滩地区岩土工程勘察中应注意的问题 1软土地区的岩土工程勘察,应根据拟建物 的荷载、 对沉降的要求、 场地岩土层分布情况综合确 定。一般来说,长江漫滩相沉积土层分布较稳定,应 以静力触探为主,结合机钻孔查明场区岩土层的分 布变化规律,特别应注意对浅部暗沟、 暗塘分布的查 明。对于高层建筑或其他需采用桩基的建筑,应详 细查明桩基持力层的分布变化规律。秦淮河等其它 规模较小的漫滩相沉积土层分布变化相对较大,且 下部通常分布有多漩迴沉积之一般粘性土层,而该 土层的物理力学性质相对较好,往往可以作为多层 建筑或小高层建筑的桩端持力土层,因此勘探孔距 宜适当加密,以详细查明其分布变化规律。 2采取土样及进行原位测试的数量,宜根据 场地的岩土层分布情况,适时作出调整,对于岩土层 分布较稳定,厚度较大的土层,可以适当放大取样及 原位测试的间距,对于岩土层空间变化较大,特别是 一些薄夹层或透镜体,应加密取土或进行原位测试, 以满足岩土层评价的要求。 3对于基坑工程,在软土分布地区,因为软土 易蠕变的特点,当拟建物设有深大基坑时,一般不可 能采用直接放坡开挖,应根据规范要求,重点查明基 坑外围及基坑下部2～3倍基坑深度范围内土层的 分布变化规律,提供基坑设计计算必要的各有关物 理力学参数,查明地下水类型及抗浮设计计算水位, 明确抗管涌条件。并对基坑设计计算和施工时应注 意的问题提供建议。 6 结论 在南京漫滩地区的岩土工程勘察中对区域岩土 工程资料的积累尤为重要。既要执行国家的相关规 范标准,充分理解地标的要求,又要发挥岩土工程师 的主观能动性,有针对性的合理布置勘察工作量,查 明场地岩土层的分布变化规律,结合场地的岩土层 分布及拟建物的层数、 荷载、 对沉降的要求等因素综 合确定经济可行的地基基础方案。提供准确完整的 地质资料。 参考文献 [1 ] 南京地区建筑地基基础设计规范DGJ32 /J 12 - 2005 [ S]. [2 ] 中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范 GB 50021 - 2001 [ S].北京中国建筑工业出版社,2001. [3 ] 中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范GB 50007 - 2002 [ S].北京中国建筑工业出版社,2002. [4 ] 机械工业勘察设计研究院.高层建筑岩土工程勘察规程 JGJ 72 - 2004 [ S].北京中国建筑工业出版社, 2004. [5 ] 江苏省地质矿产局.宁镇山脉地质志.南京江苏科学技术出 版社, 1987. [6 ] 刘正峰.地基与基础工程新技术实用手册[M ].北京海潮出 版社, 2005. 第一作者通讯地址南京市珠江路88号新世界中心A座 2506室南京南大岩土工程技术有限公司 邮编 210008 37