遼寧營(yíng)口鲅魚圈海堤工程地質(zhì)評(píng)價(jià)探析

(遼寧省營(yíng)口市鲅魚圈區(qū)水利局，遼寧 營(yíng)口 115007)

1 工程概況

營(yíng)口鲅魚圈海堤走向?yàn)闁|北-西南，長(zhǎng)度約734 m，處于二道河河口與號(hào)房河河口之間?？碧娇装匆?guī)范要求布置，鉆孔布置在現(xiàn)有堤防外5～8 m，本次設(shè)計(jì)鉆孔4個(gè)，孔深設(shè)計(jì)12 m，工程區(qū)總體位于沖洪積平原的前緣，河流的入?？?，地勢(shì)向海邊方向微傾斜，區(qū)內(nèi)最大高程1.10 m，最小高程0.50 m，高差0.60 m，岸邊東南側(cè)分布有原有堤防。根據(jù)鉆探結(jié)果,場(chǎng)區(qū)地層結(jié)構(gòu)主要是：(1)粉質(zhì)粘土: 淺黃色，可塑，含鐵錳質(zhì)結(jié)核。僅見于1號(hào)孔, 層厚2.8 m。

(2)粗砂: 黃褐色，中密，濕，水下飽和，成分為長(zhǎng)石、石英，含少量圓礫及粘性土夾層。局部夾礫砂。該層在各孔中均有揭示，層厚1.8～4.3 m，層底埋深4.1～4.6 m，層頂高程-2.30～1.10 m。(3)中粗砂: 黃褐色，密實(shí)，飽和，成分為長(zhǎng)石、石英，局部含少量圓礫及粘性土薄夾層。該層在各孔中均有揭示，層厚2.5～4.4 m，層底埋深6.8～8.8 m，層頂高程-3.00～-4.10 m。(4)礫砂：黃褐色、飽和，中密～密實(shí),礫含量25%～35%, 礫徑2～20 mm，大者20～30 mm，呈次棱角狀，成分較雜，局部混少量粘性土。該層僅在2#、4#孔中有揭示，層厚1.1～2.3 m，層底埋深7.9～9.2 m，層頂高程-5.80～-6.00 m。(5)中砂：黃褐色，密實(shí)，飽和，粒徑均勻，礦物成分以長(zhǎng)石、石英碎屑為主，局部夾粉砂及粗砂層。該層在各孔中均有揭示，本次勘察未穿透該層，最大揭露厚度4.1 m。(6)粉質(zhì)粘土: 黃褐色，可塑，含鐵錳質(zhì)結(jié)核。僅見于3號(hào)孔。該層僅在3#孔中揭示，層厚2.5 m。

2 水文地質(zhì)狀況

本場(chǎng)地緊鄰遼東灣，海水對(duì)場(chǎng)地地下水影響較大，本場(chǎng)地地下水為第四系孔隙潛水，地下水賦存在砂類土中，勘察中各孔地下水埋深0.5～0.8 m，相對(duì)應(yīng)高程為0.0～0.40 m，由于受潮水影響，水位變化較大，當(dāng)漲大潮時(shí)，場(chǎng)地被海水浸沒。各砂類土層為同一含水單元組，含水層厚度較大。受潮汐的影響，河水與地下水存在相互補(bǔ)給關(guān)系，海水同河水在該段融合，地下水主要來源為海水和海堤內(nèi)水體的補(bǔ)給，地下水的逕流條件較好。根據(jù)場(chǎng)地取地下水樣水質(zhì)分析結(jié)果，依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487-2008)，按不利工程條件考慮環(huán)境水的腐蝕性，經(jīng)判定其水質(zhì)對(duì)混凝土無分解類腐蝕;分解結(jié)晶復(fù)合類為弱腐蝕;結(jié)晶類對(duì)普通水泥強(qiáng)腐蝕,對(duì)抗硫酸鹽水泥無腐蝕。工程條件下的環(huán)境水對(duì)鋼筋和鋼板樁具有腐蝕性，根據(jù)有關(guān)資料，海上大氣區(qū)對(duì)鋼板樁的腐蝕速度為0.05～0.1 mm/a，泥下區(qū)為0.05 mm/a。

3 工程場(chǎng)地地質(zhì)特征分析

3.1 堤身現(xiàn)狀

本次勘察場(chǎng)地在東南地段可見有漿砌石堤防，部分地段坍塌，防護(hù)能力差，現(xiàn)有可見堤身高約1.5～2.0 m，堤身構(gòu)筑材料為含礫砂質(zhì)土。

3.2 堤基滲透性

因砂土的滲透性受其密實(shí)度影響較大,滲透系數(shù)按經(jīng)驗(yàn)值給出。綜合考慮各方面因素給出各巖土層滲透系數(shù)推薦值，見表1。

表1 堤基土的滲透系數(shù)結(jié)果表

3.3 飽和砂土的液化判別

工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度，本次勘察工作按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GBJ50011-2001)規(guī)定對(duì)各堤基段飽和砂土進(jìn)行液化評(píng)價(jià)。當(dāng)飽和砂土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N值小于臨界值Ncr時(shí)，則判為液化土，否則為不液化土。計(jì)算中考慮工程運(yùn)行情況，Ncr值按下公式確定。

Ncr=No[0.9+0.1(ds-dw)](3/Pc)0.5

式中：Ncr為飽和土液化臨界標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)；No為飽和土液化判別的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)，地震烈度為Ⅶ度近震時(shí)，No=6；dw為地下水位深度(m)；ds為飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度(從堤基算起)；Pc為飽和土的粘粒含量百分率。當(dāng)Pc(%)<3時(shí)，取Pc=3。堤基飽和砂土液化結(jié)果見表2。按Ⅶ度地震基本烈度考慮，從表中可以看出：各堤基土均不液化。

表2 堤基飽和砂土液化結(jié)果表

4 地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

4.1 堤基地層

(1)粉質(zhì)粘土: 淺黃色，可塑，含鐵錳質(zhì)結(jié)核。僅見于1號(hào)孔。承載力特征值fak=120 kpa, 壓縮模量Es=4.5 MPa。內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值Φ= 18.9°,滲透系數(shù)K=6×10-4cm/s?？勺鳛榈鼗至?。

(2)粗砂: 黃褐色，中密，飽和，成分為長(zhǎng)石、石英，含少量圓礫及粘性土夾層。局部夾礫砂。承載力特征值fak=280 kpa, 變形模量E0=17.0MPa。摩擦角Φ= 30.9°,滲透系數(shù)K=0.04 cm/s,不液化?？勺鳛榈鼗至?。

(3)中粗砂: 黃褐色，密實(shí)，飽和，成分為長(zhǎng)石、石英，局部含少量圓礫及粘性土薄夾層。承載力特征值fak=400 kpa, 變形模量E0=23.0 MPa。內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值Φ= 32.4°,滲透系數(shù)K=0.02 cm/s,不液化?？勺鳛榈鼗至印?/p>

(4)礫砂：黃褐色、飽和，中密～密實(shí),礫含量25%～35%, 礫徑2～20 mm，大者20～30 mm，呈次棱角狀，成分較雜，以花崗巖礫和硅質(zhì)礫居多，余為中粗砂，局部混少量粘性土。承載力特征值fak=440 kpa, 變形模量E0=27.5 MPa。內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值Φ= 35.9°,滲透系數(shù)K=0.08 cm/s,不液化?？勺鳛榈鼗至?。

(5)中砂：黃褐色，密實(shí)，飽和，粒徑均勻，礦物成分以長(zhǎng)石、石英碎屑為主，局部夾粉砂及粗砂層。fak=360 kpa, 變形模量E0=21.0 MPa。內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值Φ= 31.9°,滲透系數(shù)K=0.01 cm/s,不液化。可作為地基持力層。

(6)粉質(zhì)粘土: 黃褐色，濕，可塑，含鐵錳質(zhì)結(jié)核。僅見于3號(hào)孔。承載力特征值fak=160 kpa, 變形模量Es=6.0 MPa。滲透系數(shù)K=6×10-4cm/s?？勺鳛榈鼗至?。

以上土層(1)、(2)層均可做為堤防擋土墻的基礎(chǔ)持力層。應(yīng)考慮堤岸沖刷穩(wěn)定問題，擋墻基礎(chǔ)埋深大于海水及河水的最大沖刷深度，遇軟弱土?xí)r應(yīng)予以清除。

4.2 堤基和堤岸工程地質(zhì)條件分類

本次勘察表明，在勘探深度范圍內(nèi)堤基由多個(gè)巖土層構(gòu)成，堤基為多層結(jié)構(gòu)(Ⅲ類)；堤基各巖土層工程地質(zhì)條件較好，基本不存在抗?jié)B穩(wěn)定、抗震穩(wěn)定等工程地質(zhì)問題。僅在二道河入海口處受人工過水壩影響水位略高，存在小規(guī)模的滲透變形，堤基工程地質(zhì)條件為B類；依據(jù)堤基的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土力學(xué)性質(zhì)、主要工程地質(zhì)問題與嚴(yán)重程度及堤線兩側(cè)的地質(zhì)環(huán)境、水文地質(zhì)條件、岸坡現(xiàn)狀及險(xiǎn)情等綜合判定，勘察段岸坡土多為砂類土，抗沖刷能力較差,堤岸屬穩(wěn)定性較差岸坡，歷史上未形成大的危害性。

4.3 穩(wěn)定性、滲透性評(píng)價(jià)

堤基:巖性由砂類土、粉質(zhì)粘土構(gòu)成。

粉質(zhì)粘土：塑性指數(shù)IL=0.40，天然密度為=1.98 g/cm3, 可塑狀態(tài),壓縮系數(shù) av1-2=0.285 Mpa-1,為中壓縮性。粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)K=6×10-4cm/s微透水，為隔水層。

砂類土多呈中密-密實(shí)狀態(tài)，砂土層(2)、(3)、(4)、(5)層均為砂類土，為中～強(qiáng)透水層。該層分布較為廣泛，其空間延展性較好，是地表水入滲及地下水徑流的主要介質(zhì)層。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)評(píng)價(jià)結(jié)果表明了工程區(qū)內(nèi)各巖土層的分布規(guī)律 、埋深及各層土的力學(xué)特性，工程區(qū)地層較為連續(xù)，堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)為多層結(jié)構(gòu)；沿堤兩側(cè)堤基無古海堤、古沖溝、淵、塘，抗震穩(wěn)定較好，堤基基本不存在抗?jié)B穩(wěn)定形成工程地質(zhì)問題，堤基工程地質(zhì)條件較好；砂質(zhì)岸坡，抗沖刷能力差，屬穩(wěn)定性較差岸坡。建議護(hù)坡?lián)跬翂Σ捎锰烊坏鼗?，基礎(chǔ)埋深大于海水及河水的最大沖刷深度，對(duì)海堤附近段建議作拋石護(hù)坡，并加強(qiáng)支擋體系的強(qiáng)度。

(2)本區(qū)地下水埋深0.5～0.8 m，由于受潮汐影響，水位變化較大，當(dāng)漲大潮時(shí)，場(chǎng)地被海水浸沒，對(duì)工程施工影響較大。環(huán)境水對(duì)混凝土無分解類腐蝕;分解結(jié)晶復(fù)合類為弱腐蝕;結(jié)晶類對(duì)普通水泥強(qiáng)腐蝕,對(duì)抗硫酸鹽水泥無腐蝕。

(3)依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)及《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)判定該工作區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度,設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度0.15 g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,設(shè)計(jì)特征周期值為0.35 s，屬抗震設(shè)防的一般地段。該區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)凍深1.1 m。

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