淺談臺州海塘加固工程地質勘察

性質。通過工程實例，講述了海塘堤基因所處位置和沉積環境的變化而引起的地質結構和工程地質性質的差別。海塘加固工程地質勘察為海塘加固提供地質依據和基礎，其成果質量直接影響工程加固設計、建設和造價，應針對具體工程具體勘察，提供反映加固海塘的工程地質資料和巖土技術參數，為海塘加固設計、施工服務。

關鍵詞：海塘加固；軟土地基；地質勘察；地質資料；技術參數。

1 海塘加固工程地質勘察的必要性和重要性

臺州地處浙江沿海中部，瀕臨東海，境內海岸線曲折綿長，河口港灣眾多優良，海島星羅棋布，大陸海岸線長達745公里，一線海塘全長405公里。臺州經常遭受臺風暴潮襲擊，海塘工程屢遭破壞，災情嚴重。1997年11號臺風在臺州溫嶺登陸，一線海塘（除山東十塘2.05公里外）幾乎全線損毀。在“9711”臺風后，我市累計建成標準海塘320公里，形成了沿海防臺御潮的生命線。由于臺州一線海塘均為軟土地基，沉降變形大，這些沉降不但導致海塘的防潮御浪能力降低，還造成海塘變形、塘身開裂及連接段錯位，影響海塘結構安全。為保障沿海地區人民群眾生命財產安全和社會穩定，確保海塘安全運行，海塘加固勢在必行，進行海塘加固工程地質勘察是非常有必要的。由于海塘所處具體位置和沉積環境的變化，海塘堤基地質結構和工程地質性質的差別，而且工程地質勘察成果是海塘加固的地質依據和基礎，因此進行海塘加固工程地質勘察尤其重要。

2 海塘堤基的工程地質特性

臺州一線海塘堤基均為軟土地基，巖性主要為淤泥、淤泥質土，通常呈軟塑～流塑狀態，屬高含水量、高壓縮性、高靈敏度、低強度軟土，主要成因類型為第四系全新統濱海相 （Q4m）沉積。因此，海塘堤基的工程地質特性主要為：

⑴觸變性。當原狀土受到震動時，結構連接被破壞，強度隨之降低或變成稀釋狀態。常用靈敏度St來表示，淤泥、淤泥質土的St一般為3～6，個別可達8～9。

⑵流變性。除排水固結引起變形外，在剪應力作用下，土體會發生緩慢而長期的剪切變形，對建筑物地基的沉降有較大影響，對斜坡、堤岸及地基穩定性不利。

⑶高壓縮性。壓縮系數a1～2大于0.5MPa-1，建筑物的沉降量大，大部分壓縮變形發生在垂直眼里為100 kPa左右時。

⑷低強度。不排水抗剪強度小于30kPa。

⑸低透水性。垂向滲透系數為i×（10-6～10-8）cm/s，對排水固結不利。

⑹不均勻性。由于沉積環境的變化，淤泥、淤泥質土中常局部夾有厚薄不等的粉土、粉砂、細砂等，在水平和垂直向分布上有差異，作為建筑物地基易產生差異沉積。

3 海塘加固工程地質勘察的思路

3.1勘察的目的和任務

勘察的主要目的是提供反映所加固海塘堤基的詳細地質資料和巖土技術參數，為海塘加固設計服務。勘察的主要任務是：⑴ 查明堤身和堤基的構成及其特性；⑵提供反映各土層工程地質性質的主要巖土參數。

3.2 勘察的方法和要求

一般采用工程地質調查與測繪、鉆探取樣、室內試驗結合原位測試等方法。

工程地質鉆孔是獲取地質資料的主要途徑，能直接鑒別巖性和劃分地層，并可在孔內進行原位測試和取原狀土樣進行室內試驗。鉆孔資料的準確性、可靠性，不但影響勘察質量，而且影響到工程的建設和造價。工程地質鉆孔一般要求如下：

⑴ 鉆進深度和巖土分層深度的量測精度，不應低于±5cm。

⑵ 應嚴格控制非連續取芯鉆進的回次進尺，使分層精度符合要求。

⑶ 鉆進應采用回轉方式，不得采用底噴式鉆頭鉆進。

鉆孔中采取原狀土樣的要求：

⑴ 取土器直徑一般要大于75mm。

⑵ 下放取土器前應仔細清孔，清除擾動土，余土厚度不應大于取土器廢土段長度。

⑶ 采取土樣宜用快速靜力連續壓入法。

4工程實例

某海塘位于沿海某港灣尾部地帶，堤長約746m。海塘自建成以來，由于堤基沉降及潮水沖刷，降低防潮御浪能力，雖然自2004年以來逐年多有加固，但現狀海堤防潮能力仍嚴重不足。經業主委托，由我院對其進行地質勘察。經勘察，除壩體①層素填土外，堤基土層自上而下為：②-1層淤泥質粘土、②-2層淤泥、②-3層淤泥質粘土、③層粉質粘土、④層淤泥質粘土。由②-1層、②-2層、②-3層組成堤基淺部軟土層，相應層厚分別為2.20～2.90m、2.60～8.40m、1.50～5.90m，此三層為堤基抗滑穩定和沉降變形的控制層，總厚在8.60～10.70m。③層為中壓縮性、中等強度土，層厚2.80～4.50m。④層為高壓縮性、低強度軟土，揭露厚度10.10m。各土層主要物理力學指標建議值：

②-1層：含水量ω=51.9%，濕密度ρ=1.73g/cm3，孔隙比e0=1.404，壓縮模量Es0.1～0.2=2.15MPa；快剪：cq=12.3kPa、φq=3.9°；固快：cc=12.3kPa、φc=11.8°；地基承載力fak=65kPa。

②-2層淤泥：含水量ω=69.6%，濕密度ρ=1.62g/cm3，孔隙比e0=1.885，壓縮模量Es0.1～0.2=1.39MPa；快剪：cq=5.4kPa、φq=0.4°；固快：cc=9.3kPa、φc=5.6°；地基承載力fak=40kPa。

②-3層：含水量ω=54.6%，濕密度ρ=1.70g/cm3，孔隙比e0=1.470，壓縮模量Es0.1～0.2=1.46MPa；快剪：cq=7.9kPa、φq=1.9°；固快：cc=9.6kPa、φc=7.0°；地基承載力fak=55kPa。

③層：含水量ω=31.1%，濕密度ρ=1.90g/cm3，孔隙比e0=0.861，壓縮模量Es0.1～0.2=4.57MPa；快剪：cq=17.3kPa、φq=9.3°；固快：cc=21.6kPa、φc=15.6°。

④層：含水量ω=42.6%，濕密度ρ=1.78g/cm3，孔隙比e0=1.180，壓縮模量Es0.1～0.2=2.88MPa；快剪：cq=14.2kPa、φq=3.7°；固快：cc=16.7kPa、φc=12.3°。

該海塘堤基淺部地質結構為多層結構，由②-1層淤泥質粘土、②-2層淤泥及②-3層淤泥質粘土組成。根據土層成因及其指標數據分析得出：⑴ 壩體正下方一般存在壩體與堤基的過渡層（②-1層），呈倒鐘形狀，由堤基土（②-2層）在壩體自重壓力下排水固結而成，在工程地質性質方面有明顯提高。⑵ 堤基淺部（除②-1層外）在壩體下方土體較堤壩兩側土體在含水量、孔隙比上有明顯降低，但在抗剪強度上無明顯提高。

與海塘附近地質資料進行比較分析發現：⑴在堤基地質結構組成上，該海塘表部軟土組成更為復雜，下部土層則相近。⑵在工程地質性質方面，該海塘堤基表部土層要差的多，下部土層則與附近資料接近。

5.結語

臺州海塘堤基雖多為軟土地基，但由于其位置及沉積環境的不同，具體地質結構和工程地質性質的差別，進行海塘加固工程地質勘察非常必要和重要。海塘加固首要研究的是抗滑穩定和沉積變形問題，與此密切相關的巖土參數是影響海塘加固工程設計、建設和造價的關鍵，應針對具體工程進行具體的、仔細的勘察，提供反映需加固海塘的工程地質資料和巖土技術參數，為海塘加固設計、施工服務。

參考文獻：

⑴ 《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）.中國建筑工業出版社.

⑵ 《水利水電工程地質勘察規范》（GB50487-2008）.中國計劃出版社.

⑶ 《堤防工程地質勘察規程》（SL188-2005）.中國水利水電出版社.