珠海十字门中央商务区横琴片区地层分布和工程性质特性
2017-05-22廖坤炎
廖坤炎
摘 要: 本文阐述了珠海十字门中央商务区横琴片区的地层分布和岩土体工程性质特征,提出了岩土层的物理力学参数建议值,并为场地工程建设提出了地基基础处理建议。
关键词: 横琴; 软土; 岩土参数
1. 引言
珠海市横琴新区与澳门特区隔海相望,该区水陆、陆路交通发达,是珠海市经济发展和城市建设的桥头堡,本文主要研究了珠海十字门中央商务区横琴片区的地层分布和岩土体工程性质特征,为今后在该区开展的工程建设提供地质环境方面的参考。
2. 地形地貌
场地原地势平坦而低洼,北面即为珠江入海口—马骝洲水道,70、80年代经人工填海而形成浅海滩涂地貌,地面标高变化介于2.5m~4.5m之间。
3. 地层岩性
根据钻探揭露情况,按照成因类型划分,场地自上而下分布的岩(土)层为:人工填土层(Q4ml)、第四系海陆交互相沉积层(Q4mc)、残积层(Q4el)和燕山期花岗岩(γ52-3),详见表1。
4. 岩土层工程性质
4.1 填土层(Q4ml)(层号①)
该层土体按其岩土性质分为素填土、块石填土、吹填砂3个亚层。
(1)素填土(①1)
土黄色、黄褐色、黄棕色,主要成分为砾质粘性土,夹杂5%~15%碎、块石,碎块石直径一般0.05m~0.5m,分布不均匀,很湿~饱和,结构松散。该层在场地分布广泛且较连续,除钻孔ZK35、ZK36和ZK38未见该层外,其他各钻孔均有揭露,揭露厚度0.5m~8.3m,平均2.49m;层顶高程2.64m~4.52m,层底高程-5.20m~3.52m。
(2)块石填土(①2)
灰白色、灰色,主要成分为中~微风化花岗岩块石,块石块径0.3m~1.0m不等,个别块径大于1.0m,局部夹少量建筑垃圾。该层厚度在场地内分布不平均,场地中南部分布较厚,北部、东部较薄,有44个钻孔揭露该层,揭露厚度2.4m~16.5m,平均6.48m;层顶高程-1.44m~3.52m,层底高程-14.23m~0.06m。
(3)吹填砂(①3)
灰色、灰褐色,主要成分为石英粉细砂,含少量淤泥及有机质,饱和、松散,颗粒级配差,磨圆度好。该层在场地分布不连续,厚度分布不均;于场地北西侧、东侧缺失,场地西侧、中部局部较厚;本次共有25个钻孔揭露该层,揭露厚度2.0m~13.5m,平均4.98m;层顶高程-9.93m~1.50m,层底高程-12.13m~-5.54m。
4.2 第四系海陆交互相沉积层(Q4mc)(层号②)
(1)淤泥(层号②1)
灰色、深灰色、灰黑色,含少量贝壳类有机质及粉细砂,质较纯,手捏滑腻,有手染,稍有腐臭,饱和,流塑。该层全场地分布广泛、连续,本次钻探的各钻孔均有揭露,揭露厚度3.0m~23.0m不等,平均12.08m,层底标高-32.45m~-14.85m。
(2)粉质黏土(层号②2)
土黄色、黄棕色、灰白色,主要成分为粘粒,含少量石英,岩芯呈土柱状,刀切面较光滑,稍有光泽、无摇振反应,干强度及韧性中等,很湿,可塑。该层全场地分布较广泛、不连续,呈透镜体状分布,本次有28个钻孔有揭露,揭露厚度1.30m~7.50m,平均3.91m,层底标高-26.59m~-18.64m。
(3)中砂/粗砂(层号②3)
灰白色、黄褐色,主要矿物成分为石英,局部含较多粘粒,颗粒级配较差,磨圆度较差,饱和,松散~稍密。该层全场地分布不连续,呈透镜体状分布,本次有26个钻孔揭露该层,揭露厚度1.30m~7.50m,平均3.72m,层底标高-37.29m~-17.85m。
(4)淤泥质土(层号②4)
灰色、深灰色、灰黑色,含贝壳类有机质,局部含有石英砂,手捏滑腻,有手染,有腐臭,饱和,流塑。该层全场地分布广泛、连续,本次钻探除钻孔ZK45外,其它各钻孔均有揭露,揭露厚度1.40m~17.60m不等,平均8.46m,层底标高-40.88m~-26.00m。
(5)粉质黏土(层号②5)
灰白色、黄褐色,主要成分为粘粒,局部含少量石英中/粗砂,岩芯呈土柱状,刀切面稍粗糙,稍有光泽、无摇振反应,干强度及韧性中等,很湿,可塑。该层全场地分布广泛、连续,本次钻探除钻孔ZK40外,其它各钻孔均有揭露,揭露厚度1.50m~20.00m不等,平均8.48m,层底标高-55.90m~-30.61m。
(6)粗砂/砾砂(层号②6)
灰白色、灰褐色、黄褐色,主要矿物成分为石英,局部含少量粘粒,质较纯,颗粒级配较差,磨圆度较差,饱和,稍密—中密。该层全场地分布广泛、连续,本次钻探的各钻孔均有揭露,揭露厚度0.80~20.80m不等,平均8.08m,层底标高-66.56m~-30.00m。
4.3 残积层(Qel)(层号③)
黄褐色、灰褐色,为花岗岩风化残积土(砾质粘性土),主要成分为粘粒及石英,原岩结构难以分辨,岩芯呈土柱状,遇水易软化,很湿、硬塑~坚硬。该层全場地分布较广泛、不连续,呈透镜体状分布,本次有8个钻孔有揭露,揭露厚度1.30m~10.40m,平均5.01m,层底标高-55.43m~-43.52m。
4.4 全风化花岗岩(γ52-3)(层号④)
灰白色、灰褐色、黄褐色,原岩结构尚可分辨,主要矿物成分为石英及粘粒,岩芯呈土柱状,手捏易碎,遇水易崩解,湿。属极软岩,极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ类。该层全场地分布较广泛、较连续,本次钻探有32个钻孔揭露该层,揭露厚度1.00m~12.00m不等,平均4.10m,层底标高-64.60m~-44.72m。
4.5 强风化花岗岩(γ52-3)(层号⑤)
灰白色、灰褐色、黄褐色,原岩结构清晰分辨,主要矿物成分为石英、长石及粘粒,岩芯呈半岩半土状,手捏易碎,遇水易崩解。属软岩,破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ类。该层在本次钻探中各钻孔均有揭露且全部揭穿至中风化岩面,分布连续,揭露厚度0.90m~20.00m不等,平均6.54m,层顶标高-66.56m~-43.83m。
4.6 中风化花岗岩(γ52-3)(层号⑥)
灰白色、黄棕色,夹黑色斑点,局部含褐色铁质,普遍可见绿泥石化现象,原岩矿物主要为石英、长石及云母等,中粗粒花岗结构,块状构造。受附近构造影响,节理裂隙较发育,大部分钻孔资料表明该层顶部3m~5m区域岩芯呈碎裂状,以下岩体较为完整岩芯呈短柱状,裂隙面见褐黄色铁质浸染,场地北西侧岩体裂隙面可见石英脉填充。岩质坚硬,RQD为差—较差,岩体基本质量等级为III-Ⅳ。该层在本次钻探中的各钻孔均有揭露,分布连续,该层仅钻孔ZK40有揭穿,揭露厚度达15.50m,揭露厚度平均约5.60m,层顶标高-76.15m~-46.12m。
4.7 微风化花岗岩(γ52-3)(层号⑦)
灰白色夹黑色斑点,原岩矿物主要为石英、长石及云母等,中粗粒花岗结构,块状构造。岩芯呈短柱状,岩体较完整,节理裂隙一般发育,无填充。岩石坚硬程度属较坚硬岩,RQD为较差-较好,岩体基本质量等级为Ⅲ类。该层仅钻孔ZK40有揭露,揭露厚度1.40m,层顶标高-70.66m。
5. 岩土层物理力学性质
通过对采取的148件原状土样进行室内常规物理力学指标试验,以各岩土单元层为统计单元,对岩土性质指标进行分层统计。岩土体的含水量、密度、压缩系数、压缩模量等物理性质指标选用平均值,当变异性较大(变异系数大于0.3)时,根据地区经验作适当调整;岩土的抗剪强度指标,选用指标的标准值;当变异性较大(大于0.3)时,则选用指标的最小均值。
地基承载力取特征值,采用三种方法并结合地区经验值综合确定:
(1)根据土的抗剪强度指标估算,当偏心距e≤0.033倍基础底面宽度时,按下式计算:
fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck
式中fa——地基承载力特征值,kPa;
Mb、Md、Mc——承載力系数,查表取得;
b——基础底面宽度,按3m取值;
γ——基础底面以下土的重度,KN/m3,地下水位以下取浮重度;
γm——基础底面以上土加权平均重度,地下水位以下取浮重度;
d——基础埋置深度,按0.5m取值;
ck——基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值,kPa。
(2)根据室内土工试验获得的物理力学指标参照《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)相关图表确定。
(3)根据标准贯入试验参照《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)相关图表确定。
根据上述取值原则并结合珠海地区勘察经验数据,提供各岩土体的岩土参数建议值见表2、3。
6. 结论与建议
(1)按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),判定场地土类型属软弱(场地)土,场地类别为Ⅲ类。场地为对抗震不利的地段,工程建设应按有关规范要求进行设防。
(2)场地对工程建设影响最大的主要为厚度较大的软土层及地表分布不均的填土层,需采取工程措施(如桩基础或地基处理)予以解决。
(3)场地分布有厚层欠固结的淤泥类软土层,工程建设可能会遇到软土沉降、软土震陷等岩土工程问题。
参考文献:
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