南沙区慧谷片区堤防工程地质条件分析

崔 豪

(广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510170)

1 工程概况

慧谷片区堤防工程位于南沙区南沙街东南部，本工程以防潮(洪)为主，主要建设内容包括按200 a一遇洪水标准对现有堤防进行综合改造，以及结合堤岸布置的滨海景观带建设。

2 场区地质条件

2.1 地形地貌

场区位于珠江出海口，大的地貌类型属于河口三角洲地貌，地面高程一般为3.17 m～9.18 m，地势较为平坦。现有堤防沿海岸线布置，全长约4.92 km，堤顶宽度7.50 m～8.00 m，高程8.67 m～9.18 m，堤顶路面为砂质土路面，堤岸为直立型护岸，堤内为园林景观，堤外为海域，堤脚有抛石压脚，宽度3.50 m～22.50 m，受潮感作用的影响，涨潮时，抛石被淹没，退潮时，抛石裸露。

2.2 地层岩性

根据平面地质测绘及钻探资料，场区地层自上而下为：现代人工填土层(Qs)、第四系地层分为上下两层，上层为全新统海陆交互相沉积层(Q4mc)、下层为第四系上更新世冲积层(Q3al)及奥陶纪花岗岩(O1ηγ)，叙述如下：

(1)填土层(Qs)：主要分布于现有堤防及两岸，其中堤身填土成分上部为回填砖块，下部为粉质黏土；堤脚填土主要花岗岩块石，厚度为4.20 m～5.80 m。

(2)第四系全新统海陆交互相沉积层(Q4mc)

根据岩土工程性质及组成成份，将该层分为3个亚层，分述如下：

②-1淤泥：灰色，深灰色，饱和，流塑，以粉粘粒含量为主，含粉细砂5%～10%，局部夹薄层粉质粘土或粉细砂薄层，厚度10 cm～40 cm。该层在场区广泛分布，为场区主要软弱土层，揭露层厚0.4 m～7.1 m，平均厚度5.07 m。

②-2淤泥质砂：灰色、深灰色，饱和，松散，主要为淤泥质粉细砂或淤泥质细砂，泥质含量10%～20%，多夹杂贝壳碎屑等腐殖质，揭露层厚0.5 m～5.6 m，平均厚度1.50 m。

(3)第四系上更新世冲积层(Q3al)

该层分为5个亚层，分述如下：

③-1粉质粘土：灰黄色、花斑色，可塑，湿，以粉粘粒含量为主，粘性好，局部为砂质粘土，该层在场区广泛分布，为上更新世地层的标志层，地层产状大致从上游向下游缓倾，揭露层厚0.5 m～8.7 m，平均厚度4.22 m。。

③-2淤泥质土：灰色，流塑～软塑，以粉粘粒含量为主，粘性一般，多夹杂中细砂透镜体。该层在场区广泛分布，揭露层厚0.8 m～8.2 m，平均厚度6.34 m。

③-3含淤质粘土：灰色，软塑为主，局部可塑，以粉粘粒含量为主，粘性较好，多夹杂灰色淤泥质，局部夹泥炭。揭露层厚0.8 m～5.1 m，平均厚度3.23 m。

③-4砂质粘土：浅灰色、黄色，湿，可塑，含砂质为20%～30%，局部夹粘土质砂、含卵石细砂及砂质粉土，该层为冲积层与原状土层的过渡层位，揭露层厚0.3 m～6.4 m，平均厚度2.19 m。

(4)奥陶系二长花岗岩(O1ηγ)

全风化花岗岩(Ⅴ)：灰黄色、褐黄色、灰绿色，可塑～硬塑，湿，原岩中长石多已风化，岩体结构模糊，局部夹褐黄色强风化花岗岩碎块，具有遇水软化特性，该层在场区普遍分布，层厚差异较大，已揭露层厚1.0 m～20.5 m，平均厚度6.46 m。

3 现场试验统计和岩土参数建议

3.1 标准贯入试验

见表1。

表1 标准贯入试验成果统计表

3.2 物理力学参数建议值

根据钻孔资料及室内各试验成果，参考本地区及国内相似工程经验，提出各土层主要物理力学指标建议值见表2，工程设计参数见表3。

表2 各岩土层主要物理力学指标建议值

表3 各岩土层工程设计参数建议值

4 堤防工程地质条件评价

4.1 堤身渗透性

堤身现场注水试验测得其渗透系数范围值为2.42×10-4cm/s～4.17×10-3cm/s，为中等透水层，堤身局部段钻孔注水试验渗漏严重，注水试验提不起水位，其原因为堤身填筑土层成份不均匀或夹杂碎石，漏水较为严重。

4.2 堤岸稳定

本阶段工程地质剖线测绘桩号起始范围为A0+000.00 m～A4+830.30 m。据现场地质调查，桩号A0+000.00 m～A1+200.00 m段岸坡为抛石堆建，外侧河水较深，受河水涨退潮、涌浪等作用沖饰破坏较为严重，稳定性差，局部已有坍塌现象；桩号A1+200.00 m～A1+334.50 m段及A2+557.71 m～A2+669.20 m段为水闸，河水较深，水闸出口布设有消力设施，两岸有浆砌石边墙，表层有水泥砂浆衬砌；桩号A4+009.50 m～A4+158.80 m段岸坡外侧连接山体，堤岸不受河水的迎流顶冲作用影响；桩号A4+158.80 m～A4+305.80 m段，岸坡外侧为红树林保护区，对堤岸具有保护作用；桩号A4+305.80 m～A4+830.30 m段为大角山海滨公园范围，为闭合河段，桩号A4+384.30 m处布置有挡潮闸，受河水潮感作用影响相对较小；其余堤段堤外均为潮感地段，堤岸受潮水的直接冲刷，堤防外坡及滩地大多有浆砌石及抛石护坡，整体较为稳定，未见明显失稳现象。根据堤防钻孔资料，堤岸沿线土层绝大多数部位均为②-1层淤泥质土层，仅在桩号A4+009.50 m～A4+158.80 m段为Ⅴ全风化花岗岩层，②-1层抗冲能力差、抗剪强度低、压缩系数高，在潮水作用下易产生冲刷破坏。

4.3 堤基渗漏及渗透稳定评价

堤基地层主要为②-1淤泥、②-2淤泥质砂、③-1粉质粘土、③-2淤泥质土、③-3含淤质粘土、③-4砂质粘土、Ⅴ全风化花岗岩层。

根据地层结构及渗透性特征，当渗透比降超过土体的临界渗流比降后，就有可能引起土体的渗透破坏。

其中②-1层、③-1层、③-2层、③-3层、③-4层均为极微透水层，破坏类型为流土；Ⅴ全风化花岗岩层为微～极微透水层，破坏类型为流土；②-2层为中等透水层，渗透变形为管涌。

4.4 堤基沉降及抗滑稳定

根据钻孔揭露，堤基部分主要地层为②-1淤泥层，该层为流塑状，是场区主要软弱土层，具有压缩性高，抗剪强度低，摩擦系数低等特征，且该层下伏有③-2层淤泥质土层，流塑～软塑，层厚较大，在场区分布广泛，同为高压缩性土，因此堤基存在沉降和抗滑稳定性差问题，建议对堤基土层进行加固处理。

4.5堤防工程分类及评价

在堤基土层地质条件的基础上，结合岸坡有无浆砌石防冲护脚，堤基结构情况、堤外滩宽度、历史溃口、险段、河流冲刷等不良工程地质问题，将堤防工程分类划分为2类：工程地质条件较好(B类)，工程地质条件较差(C类)，见表4。

表4 堤防工程分类及评价表

5 结论

1)堤身填土主要为①回填粉质粘土，成份不均匀或夹杂碎石，局部段漏水较为严重，堤身总体为中等透水性，需进行防渗处理。

2)堤岸在桩号A0+000.00 m～A1+200.00 m段外侧河水较深，受河水涨退潮、涌浪等作用沖饰破坏较为严重，稳定性差，局部已有坍塌现象，其余段外侧多有浅滩或抛石压脚，对堤岸具有保护作用，稳定性较好。

3)堤基普遍存在为②-1淤泥层及③-2淤泥质土层，且局部厚度较大，为高压缩性土，且抗剪强度低，地基承载力较低，堤基存在的主要工程地质问题为抗滑稳定及地基沉降问题。

4)堤防在桩号A4+009.50 m～A4+160.00 m段工程地质较好，其余段工程地质条件较差。