天津地区第二海相层沉积结构特征及对工程建设影响

李亚平 孙振营 席雪萍

摘要：天津地区作为整个中国东部沿海平原的一部分，受海、河流作用强烈，发生多次海侵事件，地基土在垂直和水平方向上变化频繁。沉积相的差异直接决定土体的沉积结构和物理力学性质，因此，在天津地区工作中对海相层的划分特别重视，而在这几次海侵层中，第二海侵层划分因不同单位认识不同存在着较大的差异。由此产生诸多不便，对此本文主要通过对天津中心城市第二海相层沉积层沉积特征和工程地质结构特征进行探讨。

关键词：第二海相沉积层沉积结构沉积特征砂粘混杂

1第二海相沉积土体结构研究的必要性和意义

第二海相沉积层：指上更新统四组土层，属滨海—潮汐带相沉积相，天津地区俗称第二海相层。

天津地区作为整个中国东部沿海平原的一部分，受海、河流作用强烈，发生多次海侵事件，地基土在垂直和水平方向上变化频繁。众所周知，沉积相的差异直接决定土体的沉积结构和物理力学性质，因此，在天津地区工作中对海相层的划分特别重视。值得一提的是，在这几次海侵层的地层划分中，第二海侵层划分往往存在仁者见仁，智者见智的情况。不同单位之间也有着较大的争议。究其根本原因，主要在于对第二海侵层的沉积特征认识还不够明确。对第二海相沉积层认识不清往往产生许多问题，如：当搜集多家资料进行区域总体分析时，资料难以整合利用的情况。另外，可通过第二海相沉积土层的沉积特征进行研究揭示渤海湾地区第二海相层沉积规律。

2.第二海相沉积层土体的结构特征

依据天津岩土工程技术规范，通过对天津地区（滨海新区、新四区和市内六区200余钻孔照片资料的整理分析，天津地区第二海相沉积层土体结构特征主要分以下几类：

2.1均匀粘性土的沉积结构：主要位于天津市区及西北部。

沉积特征：浅灰色或灰黄色；可塑状态。土性为粘土或粉质粘土，土质均匀。一般见不到宏观海相贝壳等标志物，底板标高差异较大。

成因分析：该地段多属静水环境形成，多属滨海湖沼相沉积。

工程指标特征：天然含水量为25.5-31.2，天然重度18.8-21.8，空隙比0.53-0.87之间，液性指数0.28-0.97。

存在问题：由于具有这种灰色特征的土体在市区及西部顶底板差异显著，市区多在25-32m左右出现，而部分地带甚至到37m左右才见或未曾发现。于是，就存在人为在25m左右划分出第二海相层的现象。笔者人为，市区及西部一带出现的此特征的土层，其底板标高差异较大。反映了古地理地貌存在差异。另一方面说明，海侵已在此表现微弱，或者说未有表现。具有关微体古生物测试显示，土体具有滨海湖沼相沉积特征。

2.2含少量粉土斑点的粘性土

沉积特征：浅灰色～灰色，一般为软塑或可塑状态；夹少量砂斑，粘粒含量高。定名多为粘土（一般米26m以下），厚度一般1m左右。

成因分析：此沉积类型为静水环境下形成，在粘性颗粒下沉过程中伴随砂土颗粒沉积，砂斑多为生物潜穴。

工程指标特征：天然含水量25.5-41.7，天然重度17.6-18.8，空隙比0.8-1.0之间，液性指数0.6-0.9。

分布位置：主要分布于东丽区-塘沽区西部一带。

存在问题：属滨海相沉积，该土体为压缩模量相对较小，土体固结程度稍差。

2.3砂粘混杂的絮状结构

沉积特征：绿灰-黄绿色，可塑状态；土性为粉质粘土，粉粒含量高，多砂斑，多见毛蚶单片和碎片。厚度一般不大于2m。

成因分析：此沉积类型多属水动力条件较强的环境下形成，属潮坪堆积形成。

工程指标特征：天然含水量为15.8-30.4，天然重度19.6-21.4，空隙比0.453-0.784之间，液性指数0.22-0.95。

分布位置：一般分布于第二海相沉积层的下部。

存在问题：该土体虽砂质成分含量高，但固结程度相较第三陆相沉积层较差。加之其厚度较小，一般小于1.5m，因此，一般不作为桩基持力层选用。

3.结论

（1）天津地区第二海相沉积土层沉积结构主要包括粘性土、含少量砂斑的粘性土、砂粘混杂的粘性土3种类性。

（2）天津地区第二海相沉积层由于受海侵影响不同，岩土体性质在天津市区和塘沽滨海一带存在显著的差异。市区一带主要表现为灰色或灰黄色粘性土，具滨海湖沼相沉积特征；在塘沽滨海一带表现为粘性土+砂粘混杂粘性土的特征。

（3）天津地区由于受海侵的强度和范围不同，土层沉积具有典型的同期异相型，建议通过对土体沉积结构的研究，在天津城区周边建立土体沉积构架。将来在岩土工程勘察中从沉积学角度，对不同沉积环境下，不同性质的地基土进行更精细的工程地质分层奠定基础。