南沙區(qū)慧谷片區(qū)堤防工程地質(zhì)條件分析

崔 豪

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510170)

1 工程概況

慧谷片區(qū)堤防工程位于南沙區(qū)南沙街東南部，本工程以防潮(洪)為主，主要建設(shè)內(nèi)容包括按200 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)有堤防進(jìn)行綜合改造，以及結(jié)合堤岸布置的濱海景觀帶建設(shè)。

2 場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

場(chǎng)區(qū)位于珠江出海口，大的地貌類型屬于河口三角洲地貌，地面高程一般為3.17 m～9.18 m，地勢(shì)較為平坦。現(xiàn)有堤防沿海岸線布置，全長(zhǎng)約4.92 km，堤頂寬度7.50 m～8.00 m，高程8.67 m～9.18 m，堤頂路面為砂質(zhì)土路面，堤岸為直立型護(hù)岸，堤內(nèi)為園林景觀，堤外為海域，堤腳有拋石壓腳，寬度3.50 m～22.50 m，受潮感作用的影響，漲潮時(shí)，拋石被淹沒，退潮時(shí)，拋石裸露。

2.2 地層巖性

根據(jù)平面地質(zhì)測(cè)繪及鉆探資料，場(chǎng)區(qū)地層自上而下為：現(xiàn)代人工填土層(Qs)、第四系地層分為上下兩層，上層為全新統(tǒng)海陸交互相沉積層(Q4mc)、下層為第四系上更新世沖積層(Q3al)及奧陶紀(jì)花崗巖(O1ηγ)，敘述如下：

(1)填土層(Qs)：主要分布于現(xiàn)有堤防及兩岸，其中堤身填土成分上部為回填磚塊，下部為粉質(zhì)黏土；堤腳填土主要花崗巖塊石，厚度為4.20 m～5.80 m。

(2)第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層(Q4mc)

根據(jù)巖土工程性質(zhì)及組成成份，將該層分為3個(gè)亞層，分述如下：

②-1淤泥：灰色，深灰色，飽和，流塑，以粉粘粒含量為主，含粉細(xì)砂5%～10%，局部夾薄層粉質(zhì)粘土或粉細(xì)砂薄層，厚度10 cm～40 cm。該層在場(chǎng)區(qū)廣泛分布，為場(chǎng)區(qū)主要軟弱土層，揭露層厚0.4 m～7.1 m，平均厚度5.07 m。

②-2淤泥質(zhì)砂：灰色、深灰色，飽和，松散，主要為淤泥質(zhì)粉細(xì)砂或淤泥質(zhì)細(xì)砂，泥質(zhì)含量10%～20%，多夾雜貝殼碎屑等腐殖質(zhì)，揭露層厚0.5 m～5.6 m，平均厚度1.50 m。

(3)第四系上更新世沖積層(Q3al)

該層分為5個(gè)亞層，分述如下：

③-1粉質(zhì)粘土：灰黃色、花斑色，可塑，濕，以粉粘粒含量為主，粘性好，局部為砂質(zhì)粘土，該層在場(chǎng)區(qū)廣泛分布，為上更新世地層的標(biāo)志層，地層產(chǎn)狀大致從上游向下游緩傾，揭露層厚0.5 m～8.7 m，平均厚度4.22 m。。

③-2淤泥質(zhì)土：灰色，流塑～軟塑，以粉粘粒含量為主，粘性一般，多夾雜中細(xì)砂透鏡體。該層在場(chǎng)區(qū)廣泛分布，揭露層厚0.8 m～8.2 m，平均厚度6.34 m。

③-3含淤質(zhì)粘土：灰色，軟塑為主，局部可塑，以粉粘粒含量為主，粘性較好，多夾雜灰色淤泥質(zhì)，局部夾泥炭。揭露層厚0.8 m～5.1 m，平均厚度3.23 m。

③-4砂質(zhì)粘土：淺灰色、黃色，濕，可塑，含砂質(zhì)為20%～30%，局部夾粘土質(zhì)砂、含卵石細(xì)砂及砂質(zhì)粉土，該層為沖積層與原狀土層的過渡層位，揭露層厚0.3 m～6.4 m，平均厚度2.19 m。

(4)奧陶系二長(zhǎng)花崗巖(O1ηγ)

全風(fēng)化花崗巖(Ⅴ)：灰黃色、褐黃色、灰綠色，可塑～硬塑，濕，原巖中長(zhǎng)石多已風(fēng)化，巖體結(jié)構(gòu)模糊，局部夾褐黃色強(qiáng)風(fēng)化花崗巖碎塊，具有遇水軟化特性，該層在場(chǎng)區(qū)普遍分布，層厚差異較大，已揭露層厚1.0 m～20.5 m，平均厚度6.46 m。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和巖土參數(shù)建議

3.1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

3.2 物理力學(xué)參數(shù)建議值

根據(jù)鉆孔資料及室內(nèi)各試驗(yàn)成果，參考本地區(qū)及國(guó)內(nèi)相似工程經(jīng)驗(yàn)，提出各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)建議值見表2，工程設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

表2 各巖土層主要物理力學(xué)指標(biāo)建議值

表3 各巖土層工程設(shè)計(jì)參數(shù)建議值

4 堤防工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

4.1 堤身滲透性

堤身現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)測(cè)得其滲透系數(shù)范圍值為2.42×10-4cm/s～4.17×10-3cm/s，為中等透水層，堤身局部段鉆孔注水試驗(yàn)滲漏嚴(yán)重，注水試驗(yàn)提不起水位，其原因?yàn)榈躺硖钪翆映煞莶痪鶆蚧驃A雜碎石，漏水較為嚴(yán)重。

4.2 堤岸穩(wěn)定

本階段工程地質(zhì)剖線測(cè)繪樁號(hào)起始范圍為A0+000.00 m～A4+830.30 m。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查，樁號(hào)A0+000.00 m～A1+200.00 m段岸坡為拋石堆建，外側(cè)河水較深，受河水漲退潮、涌浪等作用沖飾破壞較為嚴(yán)重，穩(wěn)定性差，局部已有坍塌現(xiàn)象；樁號(hào)A1+200.00 m～A1+334.50 m段及A2+557.71 m～A2+669.20 m段為水閘，河水較深，水閘出口布設(shè)有消力設(shè)施，兩岸有漿砌石邊墻，表層有水泥砂漿襯砌；樁號(hào)A4+009.50 m～A4+158.80 m段岸坡外側(cè)連接山體，堤岸不受河水的迎流頂沖作用影響；樁號(hào)A4+158.80 m～A4+305.80 m段，岸坡外側(cè)為紅樹林保護(hù)區(qū)，對(duì)堤岸具有保護(hù)作用；樁號(hào)A4+305.80 m～A4+830.30 m段為大角山海濱公園范圍，為閉合河段，樁號(hào)A4+384.30 m處布置有擋潮閘，受河水潮感作用影響相對(duì)較小；其余堤段堤外均為潮感地段，堤岸受潮水的直接沖刷，堤防外坡及灘地大多有漿砌石及拋石護(hù)坡，整體較為穩(wěn)定，未見明顯失穩(wěn)現(xiàn)象。根據(jù)堤防鉆孔資料，堤岸沿線土層絕大多數(shù)部位均為②-1層淤泥質(zhì)土層，僅在樁號(hào)A4+009.50 m～A4+158.80 m段為Ⅴ全風(fēng)化花崗巖層，②-1層抗沖能力差、抗剪強(qiáng)度低、壓縮系數(shù)高，在潮水作用下易產(chǎn)生沖刷破壞。

4.3 堤基滲漏及滲透穩(wěn)定評(píng)價(jià)

堤基地層主要為②-1淤泥、②-2淤泥質(zhì)砂、③-1粉質(zhì)粘土、③-2淤泥質(zhì)土、③-3含淤質(zhì)粘土、③-4砂質(zhì)粘土、Ⅴ全風(fēng)化花崗巖層。

根據(jù)地層結(jié)構(gòu)及滲透性特征，當(dāng)滲透比降超過土體的臨界滲流比降后，就有可能引起土體的滲透破壞。

其中②-1層、③-1層、③-2層、③-3層、③-4層均為極微透水層，破壞類型為流土；Ⅴ全風(fēng)化花崗巖層為微～極微透水層，破壞類型為流土；②-2層為中等透水層，滲透變形為管涌。

4.4 堤基沉降及抗滑穩(wěn)定

根據(jù)鉆孔揭露，堤基部分主要地層為②-1淤泥層，該層為流塑狀，是場(chǎng)區(qū)主要軟弱土層，具有壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低，摩擦系數(shù)低等特征，且該層下伏有③-2層淤泥質(zhì)土層，流塑～軟塑，層厚較大，在場(chǎng)區(qū)分布廣泛，同為高壓縮性土，因此堤基存在沉降和抗滑穩(wěn)定性差問題，建議對(duì)堤基土層進(jìn)行加固處理。

4.5堤防工程分類及評(píng)價(jià)

在堤基土層地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合岸坡有無漿砌石防沖護(hù)腳，堤基結(jié)構(gòu)情況、堤外灘寬度、歷史潰口、險(xiǎn)段、河流沖刷等不良工程地質(zhì)問題，將堤防工程分類劃分為2類：工程地質(zhì)條件較好(B類)，工程地質(zhì)條件較差(C類)，見表4。

表4 堤防工程分類及評(píng)價(jià)表

5 結(jié)論

1)堤身填土主要為①回填粉質(zhì)粘土，成份不均勻或夾雜碎石，局部段漏水較為嚴(yán)重，堤身總體為中等透水性，需進(jìn)行防滲處理。

2)堤岸在樁號(hào)A0+000.00 m～A1+200.00 m段外側(cè)河水較深，受河水漲退潮、涌浪等作用沖飾破壞較為嚴(yán)重，穩(wěn)定性差，局部已有坍塌現(xiàn)象，其余段外側(cè)多有淺灘或拋石壓腳，對(duì)堤岸具有保護(hù)作用，穩(wěn)定性較好。

3)堤基普遍存在為②-1淤泥層及③-2淤泥質(zhì)土層，且局部厚度較大，為高壓縮性土，且抗剪強(qiáng)度低，地基承載力較低，堤基存在的主要工程地質(zhì)問題為抗滑穩(wěn)定及地基沉降問題。

4)堤防在樁號(hào)A4+009.50 m～A4+160.00 m段工程地質(zhì)較好，其余段工程地質(zhì)條件較差。