論人工島上建筑物的勘察

賈顯卓，郭東升

（河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)隊 秦皇島市 066000）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平的提高以及沿海地區(qū)人口的日益稠密，土地資源的日趨緊張，人類的生活空間正變得越來越小，迫使人們不斷向海洋拓展，為旅游、休閑、居住不斷營造新的空間。因此，在世界各沿海地區(qū)建造人工島的要求變得越來越迫切。人工島是在近岸淺海水域中人工建造的陸地，它不同于天然形成的島嶼，而是采用土木工程技術(shù)，人工建成高于海平面具有一定面積的陸島。在人工島上的建筑物有別于陸地上的建筑，人工島一般由人工吹填的砂和大塊碎石堆填而成，而不像天然島嶼多為原始土層，地層穩(wěn)定，分布均勻。因此，我們要克服回填深度大、鉆進困難以及海洋氣象等因素，查明回填厚度、地基的穩(wěn)定性和回填土的承載力。以下通過葡萄島B、D 半島別墅和辦公樓項目來闡述一下人工島上建筑物勘察的方法及特點。

1 工程概況

葡萄島位于秦皇島市撫寧縣南戴河旅游區(qū)洋河口西側(cè)約5 公里處，葡萄島路正南的近海海域，屬規(guī)劃的北戴河新區(qū)，海岸線12.5 km，整個海岸呈東北至西南走向，位于北緯39°45′線附近，整個海域面積19 744 hm2，本海域砂軟潮平，適合旅游度假休閑。（見圖1）

葡萄島已初步回填完畢，回填區(qū)域已經(jīng)反復碾壓，道路平整，半島B 和半島D 位于葡萄島的西北方，為兩個長方形半島，半島B 面積215.0×50.0（m×m），包括27 棟別墅和1 棟會所；半島D 面積328.0×60.0（m×m），包括兩棟辦公樓、24棟別墅和1 棟會所；其中辦公樓平面尺寸為30×16.5（m×m）?？⒐ず蟀雿uB 地面高程為5.48 m，半島D 地面高程為5.18～5.48 m。

2 島上建筑物的勘察特點

本場地為圍海造地的人工島，主要以人工回填碎石土為主，表層已經(jīng)碾壓。碎石土具有粒徑、密實度不均的特點，力學性質(zhì)差別較大，容易造成地基承載力的較大偏差、基礎形式的不正確選用、地基不均勻沉降及失穩(wěn)等質(zhì)量和安全問題，因此要選擇有針對性的工作方法進行評估。

圖1 葡萄島地理區(qū)位

由于碎石土的結(jié)構(gòu)性質(zhì)特點，原狀土很難取到，室內(nèi)試驗難以取到相關(guān)數(shù)據(jù)，一般測試碎石土的參數(shù)，最直接的方法就是載荷試驗，而在勘察階段最快速簡便的方法則是動力觸探測試。運用動力觸探結(jié)合鉆探等手段，對碎石土的粒徑、形狀和密實度等做好詳實的記錄。

在野外鉆探中我們發(fā)現(xiàn)人工填土中有碎石屑和砂土充填，而和它臨近的老土層也是砂土，所以在野外描述時要認真區(qū)分。首先看動觸擊數(shù)，擊數(shù)大小不定，變幅較大，則為吹填砂土；若擊數(shù)比較穩(wěn)定，變幅不大，則應為原始土層。再取樣看成份和均勻性，一般海底原始土為海相沉積，砂土里含有貝殼之類的海積生物殘骸，分布均勻連續(xù)，顏色單一；人工填土則會出現(xiàn)顏色互層現(xiàn)象，分布不均不連續(xù)，有的深度含海積生物殘骸，有的深度沒有。

根據(jù)鉆探揭露、現(xiàn)場原位測試和室內(nèi)土工試驗結(jié)果綜合分析，在場地勘察深度范圍內(nèi)地層可分為：

從上述勘察結(jié)果可以看出人工填土層較厚，密實度不均。結(jié)合本工程的特點，首先就要考慮采用天然地基，看碎石土的地基承載力能否滿足要求。

圖2 地層剖面圖

地基承載力在工程地質(zhì)勘察中是一項重要的問題，是建筑物基礎設計的重要參數(shù)?！督ㄖ鼗A設計規(guī)范》（GB50007-2002）中說明，劃分碎石土密實度的主要依據(jù)是重型圓錐動力觸探錘擊數(shù)N63.5，《規(guī)范》是根據(jù)以往已積累的大量的動力觸探錘擊數(shù)N63.5 與承載力標準值fk 的資料數(shù)據(jù)，制定了按N63.5 劃分碎石土密實度的標準（見表1）。碎石土的承載力主要與密實度有關(guān)，也正說明了碎石土的承載力與動力觸探錘擊數(shù)N63.5 有關(guān)。從圖3 動力觸探錘擊數(shù)N63.5 與承載力fk 的關(guān)系圖分析，所構(gòu)建的數(shù)學模型可綜合簡化成兩個類型：

其中a，a0b，b0利用最小二乘法可解，本場地的動力觸探的數(shù)據(jù)統(tǒng)一為N63.5 修正后平均值12.5 來進行承載力計算?？紤]海水沖刷和水位變幅的作用，應對安全系數(shù)α 適當增大取3。最終計算fk=160 kpa，完全可以滿足本項目的承載力要求，所以可以采用天然地基，后期可用平面靜載試驗來檢驗。

圖3 動力觸探錘擊數(shù)與承載力關(guān)系圖

3 勘察注意事項

海島上勘察與陸地勘察有所不同，在工作中應統(tǒng)籌考慮天氣、風向、潮汐、海水鹽度等因素的影響，合理安排工作。

根據(jù)以上資料結(jié)合本工程實際，值得注意以下幾個問題：

3.1 風向和潮汐對施工的影響

本場地勘察期間地面標高為1.70～2.44 m，場地高程低于高潮時水位，因此漲潮時就會淹沒部分未勘察區(qū)域。在安排施工進度時應充分考慮潮

水漲落和風對潮水流向的影響，按每天潮水漲落的時間和向岸上蔓延的速度統(tǒng)籌安排。合理安排工期，加快施工進度，提高工作效率。

3.2 海水對建筑的影響

海水水位受潮汐影響，按周期變化，人工島上以碎石回填為主，滲透性好，地下水和海水聯(lián)通，水位和海水面接近，實測地下水位變幅較大。如按陸地勘察抗浮水位應選取實測最高水位，但海水存在潮汐變幅，實測水位并非是最高水位，最高水位應為海洋潮汐資料中最大潮時的水位，因此在考慮抗浮時，要掌握詳細的潮汐資料，給出準確的抗浮水位。

本場地地下水為海水且水位較高，基于干濕交替和長期浸水的情況下，腐蝕性上要對其做好充分的評估。

3.3 高程系統(tǒng)

一般水工構(gòu)筑物和建筑物應以地理潮水面為高程系統(tǒng)零點，這不是我們在陸地上施工時使用的1985 黃海國家高程基準，這個高程系統(tǒng)比黃海高程系統(tǒng)低0.835 m，在編寫勘察報告時一定要注意標明，并按一個高程系統(tǒng)作圖。

4 結(jié) 語

隨著沿海地區(qū)圍海造地建設的增加，海島上建筑勘察的項目日益增多，通過上文可以看到人工島上建筑物的勘察通常要對填海方式和海洋環(huán)境等做詳細的了解和掌握，以免在工程勘察的過程中出現(xiàn)紕漏，影響施工質(zhì)量和進度，希望對本區(qū)域類似項目能有一定的借鑒意義。

[1] 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）[S].

[2] 張云峰，趙環(huán)金.碎石土勘察的主要問題[C].

[3] 李奇峰，梁收運.圓錐動力觸探成果在碎石土勘察中的應用[C].中國科技論文在線.2008（7）.