廣西北海近海工程地質(zhì)特征及特殊問(wèn)題分析

楊江平，石要紅，曾寧烽，馬勝中，陳太浩

(1.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州 510075;2.國(guó)土資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510075)

0 引言

廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)開放和開發(fā)提升為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)日漸加深，海岸保障工程建設(shè)、港口建設(shè)及海底路由工程等人類活動(dòng)越來(lái)越頻繁，導(dǎo)致大量海上構(gòu)筑物出現(xiàn)。北海位于廣西中部，可建大型深水碼頭和發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖等，沿岸地區(qū)擁有多個(gè)港口要塞，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)潛力很大，但該區(qū)常年易受臺(tái)風(fēng)、海面上升等自然災(zāi)害影響而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

利用2007年(石要紅等，2007)和2008年(夏真等，2008)在研究區(qū)開展綜合地質(zhì)調(diào)查獲得的大量物探資料及海底表層、鉆探地質(zhì)取樣等實(shí)測(cè)資料，進(jìn)行廣西北海近岸海底沉積物工程地質(zhì)主要特征分析，全面深入了解該區(qū)工程地質(zhì)環(huán)境條件，從而初步評(píng)價(jià)區(qū)域地層穩(wěn)定性等特殊工程地質(zhì)問(wèn)題，為近岸工程建設(shè)及防災(zāi)減災(zāi)提供必需的科學(xué)依據(jù)，具有極大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)及水文背景

研究區(qū)位于廣西北海以南近岸海域，沿岸有南流江、大風(fēng)江等多條河流入海，有北海港、咸田港、西村港及白龍港等多個(gè)港口(圖1)。該區(qū)斷裂構(gòu)造以NE向南流江斷裂帶為主，被發(fā)生較晚的NW向犀牛腳—北海斷裂切割并錯(cuò)動(dòng)，資料顯示前者迄今仍有活動(dòng)，后者在海底也有活動(dòng)的蹤跡。地震活動(dòng)與斷裂構(gòu)造緊密相關(guān)，北海地區(qū)自1078—1969年共記述3級(jí)以上地震200多次，最大震級(jí)6.8;迄今發(fā)生過(guò)40余次中強(qiáng)地震，影響烈度高達(dá)Ⅴ度以上，因此區(qū)域上具有較高的活動(dòng)水平(史水平等，2007)。北海港最大潮差5.36 m，自海向岸、自西向東呈增大趨勢(shì)(張桂宏，2009)，潮流為0.6～0.8 m/s，表層流速一般大于底層，余流為0.06～0.1 m/s，潮流和余流的大小與方向均受近岸徑流和地形走向影響。研究區(qū)夏季最大波高為1.1 m，冬季最大波高為2.0 m，方向均為SW向，其中廉州灣年平均波高為0.2～0.3 m(黎廣釗，2013)，相對(duì)較低。另外，研究區(qū)沿岸易受強(qiáng)熱帶氣旋和臺(tái)風(fēng)侵襲，造成近岸和灣內(nèi)嚴(yán)重增水，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害，其中區(qū)域近海50年一遇的極限波浪要素為波長(zhǎng)110 m、波高4.62 m(夏真等，2008)。

圖1 研究區(qū)及地質(zhì)取樣站位圖Fig.1 Map showing location of the study area and geological sampling stations

2 區(qū)域工程地質(zhì)條件

2.1 海底地形地貌特征

調(diào)查區(qū)水深在2.6～21.3 m之間，總體由岸向海逐漸加深，等深線整體沿岸呈NW—SE向延伸，但在離岸較近處局部受河流作用或人為建港、人工疏浚等影響，水深變化較大。區(qū)域最小水深位于大風(fēng)江附近海域，其次為咸田港附近海域;最大水深位于咸田正南方的最南端海域。經(jīng)計(jì)算，西北海域平均坡降約0.63‰，東南海域平均坡降約0.56‰，海底地形大部分較為平坦，但在近岸港口水道、深槽等局部地形變化較大，坡降可達(dá)28‰。

根據(jù)調(diào)查資料分析結(jié)果，該區(qū)主要地貌類型包括潮間淺灘、水下三角洲、水下岸坡、古濱海平原、海底平原，次級(jí)地貌類型有槽溝、攔門淺灘、沙波、凸地(圖2)。潮間淺灘分布于近岸，主要類型有礫石灘、沙灘、泥灘，其中沙灘分布最為廣泛，其次是泥灘，礫石灘主要分布于北海市西側(cè)冠頭角半島近岸。潮間淺灘總體以5°～12°向海傾斜，離岸寬度不一，幾十米—幾千米，河口及港口處相對(duì)較寬，而位于以基巖海岸為主的冠頭角半島附近的海域相對(duì)較窄。在南流江入?？谝酝庵饕纬扇侵蕹练e體，整體呈舌狀向海突出，中部厚，向前和向兩翼變薄。水下岸坡沿岸呈帶狀分布，寬窄不一，坡降最大至1.0‰，相對(duì)較陡。古濱海平原及海底平原地勢(shì)均非常平坦，坡降不到0.1‰，局部區(qū)域存在呈丘狀拱起的凸地，坡度較大，與周圍海底存在一定高差。槽溝主要位于河口及港口水道處，是徑流與潮流流經(jīng)的主要通道，地形相對(duì)低凹。攔門淺灘主要發(fā)育于大風(fēng)江口以外海域，位于槽溝末端，最淺處水深僅0.3～0.9 m，成分以細(xì)砂為主。沙波在冠頭角以西中部局部海域發(fā)育，范圍較小。

2.2 主要災(zāi)害性地質(zhì)因素

1980年，Carpent將對(duì)海上構(gòu)筑物的建設(shè)及安全產(chǎn)生直接或潛在危險(xiǎn)的各種地質(zhì)因素統(tǒng)稱為災(zāi)害地質(zhì)因素，海上工程的選址、設(shè)計(jì)和施工作業(yè)等均要考慮該方面的影響。馮志強(qiáng)等(1996)將地質(zhì)災(zāi)害因素分為活動(dòng)性地質(zhì)災(zāi)害和限制性地質(zhì)條件。根據(jù)調(diào)查分析結(jié)果(圖2)，研究區(qū)活動(dòng)性地質(zhì)災(zāi)害主要包括淺部斷層、地震、沙波及淺層氣;限制性條件主要為不規(guī)則淺埋基巖、埋藏古河道、槽溝、水下淺灘(潮間淺灘、攔門淺灘等)、凸地。其次，海岸侵蝕、軟弱土層等也是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的因素。

該區(qū)埋深較淺的不規(guī)則基巖主要分布于冠頭角和三娘灣近岸海域?；鶐r本是較好的持力層，但若基巖面起伏不平，高低差異較大，就會(huì)產(chǎn)生承載力的不均一，不利于工程基礎(chǔ)的構(gòu)筑，加大施工難度，因此必須考慮整個(gè)構(gòu)筑的平衡度，否則將引起差異沉降。區(qū)內(nèi)埋藏古河道也較發(fā)育，整個(gè)東北海域和西南海域均可見，分布廣泛，同樣會(huì)造成地層強(qiáng)度的不均勻性分布。其次，槽溝、凸地及水下淺灘等作為地貌因素，對(duì)海洋工程建設(shè)同樣會(huì)起限制阻礙或破壞作用。在此工程地質(zhì)環(huán)境條件下必須做好前期地基等處理工作，避免由于未考慮此類限制性地質(zhì)災(zāi)害因素而引起后期地質(zhì)災(zāi)害，因此，在海域進(jìn)行工程設(shè)施建設(shè)絕不能忽視該類地質(zhì)災(zāi)害因素的影響。

由圖2可知，研究區(qū)主要受NE、NW向分布的斷裂影響，其分布控制了整個(gè)海區(qū)，其中以NE向大斷裂帶的影響為主。據(jù)《廣西地震烈度區(qū)劃圖》，該海區(qū)地震基本烈度可達(dá)Ⅵ度，地震活動(dòng)水平較高，近年來(lái)更是小震不斷(夏真等，2008)。唐昌韓等(1995)通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)未來(lái)10、30、50年地震危險(xiǎn)性分析，認(rèn)為該區(qū)未來(lái)50年內(nèi)不排除發(fā)生6級(jí)以上地震的可能性。

圖2 研究區(qū)海底地貌及地質(zhì)災(zāi)害類型分布Fig.2 Map showing distribution of submarine topography and geological hazard types

沙波是一種能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的小型地貌，當(dāng)?shù)琢魍蛔儠r(shí)，沙波會(huì)產(chǎn)生快速移動(dòng)，尤其在風(fēng)暴流作用下。同時(shí)，在地震活動(dòng)期間，地層振動(dòng)會(huì)引起砂土液化，砂流動(dòng)更快，直接造成海底砂掏蝕或堆積，使建筑物失去支撐力或被掩埋，嚴(yán)重危及工程安全。此外，在該區(qū)發(fā)現(xiàn)的淺層氣位于咸田以南的中部海域，直徑約300 m范圍大小，埋深不明，附近工程施工時(shí)需特別注意，應(yīng)做進(jìn)一步詳細(xì)調(diào)查。因?yàn)楹瑲獾貙拥牧W(xué)性質(zhì)較差，地層極度不穩(wěn)定，易發(fā)生蠕變、下陷及滑動(dòng)等災(zāi)害現(xiàn)象。

2.3 沉積物特征及物理力學(xué)性質(zhì)

按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—1999)對(duì)樣品進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)分析，并根據(jù)《港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ 240—1997)進(jìn)行表層土的分類定名。

2.3.1 海底表層土及物理力學(xué)性質(zhì) 研究區(qū)海底表層土主要有9類：淤泥、淤泥質(zhì)土、淤泥混砂、粉砂混淤泥、粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂，其中淤泥、粉砂混淤泥、中砂、粗砂4類土分布較為廣泛(圖3)。淤泥主要分布在三娘灣以南海域、冠頭角西南局部海域及調(diào)查區(qū)東南角海域;粉砂混淤泥主要分布在廉州灣—冠頭角西南大部分海域;中砂主要分布于大風(fēng)江和南流江近岸海域，外海域均呈零星分布;粗砂主要分布在大風(fēng)江以南的外海域以及北海以南的廣闊海域。

利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法得出該區(qū)淤泥的含水率、孔隙比及壓縮系數(shù)最大，而粉砂混淤泥相對(duì)最小。相反，天然密度和壓縮模量以粉砂混淤泥最大，而淤泥相對(duì)最小。各類細(xì)粒土的相對(duì)密度所有原狀土相差不大，總體平均值為2.73;液性指數(shù)平均值均大于1，均呈流塑狀態(tài);壓縮系數(shù)平均值均大于0.5，且壓縮模量均小于5，均為高壓縮性土;黏聚力1 ～6 kPa，平均值3 kPa;內(nèi)摩擦角 0.3°～17.9°，平均值5.4°。因此，海底淺表層細(xì)粒土工程地質(zhì)性質(zhì)總體一般，而淤泥的工程地質(zhì)性質(zhì)相對(duì)最差。另外，研究區(qū)大部分砂性土不均勻系數(shù)＞5，但曲率系數(shù)大部分均小于1，說(shuō)明總體上該區(qū)砂性土的級(jí)配較差，一般屬于不良型，而其中有局部區(qū)域粉砂的級(jí)配相對(duì)較好，屬于良好型。另外，水上摩擦角區(qū)域整體變化不大，在33°～41°之間變化，平均值為36°。

圖3 研究區(qū)海底底質(zhì)類型分布Fig.3 Map showing distribution of seabed sediment types

2.3.2 工程地質(zhì)層及物理力學(xué)性質(zhì) 依據(jù)土質(zhì)類型及其物理力學(xué)性質(zhì)等特征，在各鉆孔工程地質(zhì)分層的基礎(chǔ)上，將研究區(qū)劃分為5大工程地質(zhì)層(圖4)。

第①層：以淤泥為主，其次為淤泥質(zhì)黏土、粉砂混黏性土、礫砂混淤泥，厚度范圍1.4～13.4 m。天然含水率24.2% ～71.6%，天然密度1.58～2.00 g/cm3，天然孔隙比0.778～1.907;塑性指數(shù)9.6～23.1，液性指數(shù)1.24 ～2.23;流塑;壓縮系數(shù)0.26 ～1.45 MPa－1，壓縮模量2.35～6.84 MPa，中高壓縮性土;黏聚力1.0～21.0 kPa，內(nèi)摩擦角0.0°～2.6°。

第②層：以粉砂－中砂－粗砂－礫砂為主，以東局部區(qū)域夾粉質(zhì)黏土等細(xì)粒土層，厚度范圍8.7 m至大于32.1 m，ZK5處該層最厚。細(xì)粒土的天然含水率15.6% ～33.2%，天然密度 1.92～2.12 g/cm3，天然孔隙比0.469～0.801;塑性指數(shù)6.7～10.8，液性指數(shù)0.46～1.31，可塑—流塑;壓縮系數(shù)0.22 ～0.28 MPa－1，壓縮模量6.14 ～8.19 MPa，中壓縮性土;黏聚力40.0 ～61.0 kPa，內(nèi)摩擦角13.1°～16.9°。粗粒土天然含水率21.9% ～31.0%，天然密度2.06～2.38 g/cm3，土粒相對(duì)密度2.67～2.75;黏聚力7.8～14.7 kPa，內(nèi)摩擦角16.3°～36.4°。

圖4 研究區(qū)垂向工程地質(zhì)層劃分Fig.4 Division of vertical engineering geological layers in the study area

第③層：粉質(zhì)黏土、黏質(zhì)粉土，厚度范圍4.2～8.7 m，ZK5處該層未被揭示。天然含水率21.1%～32.6%，天然密度為1.91～2.10 g/cm3，天然孔隙比為0.781～0.896;塑性指數(shù)8.8～16.2，液性指數(shù)0.53～1.31;壓縮系數(shù) 0.21 ～0.45 MPa－1，壓縮模量3.93～16.15 MPa，中壓縮性土;黏聚力25.0～80.0 kPa，內(nèi)摩擦角12.8°～15.1°。

第④層：以粉砂－中砂－礫砂為主，其次見粉砂混淤泥、淤泥質(zhì)黏土、黏質(zhì)粉土薄層，厚度范圍0.0 m至大于16.64 m，僅ZK6、ZK7鉆孔揭露了該工程地質(zhì)層。細(xì)粒土天然含水率23.7% ～38.2%，天然密度1.79 g/cm3，天然孔隙比1.123;塑性指數(shù)7.1 ～17.6，液性指數(shù)0.66 ～1.31;壓縮系數(shù)0.21 ～0.53 MPa－1，壓縮模量4.01 MPa，為中高壓縮性土;黏聚力0.0～57.0 kPa，內(nèi)摩擦角0.0°～15.1°。粗粒土天然含水率12.5% ～27.6%，土粒相對(duì)密度2.67～2.73。

第⑤層：強(qiáng)風(fēng)化巖層，見泥巖層，厚度為0.0 m至大于3.10 m，僅在ZK4鉆孔30.8 m處揭示該工程地質(zhì)層，研究區(qū)其他鉆孔均為揭示巖層。

3 特殊工程地質(zhì)問(wèn)題分析

3.1 黏性土體穩(wěn)定性

海底土體的穩(wěn)定性主要取決于海底坡度、沉積物的特征以及外動(dòng)力條件。研究區(qū)大部分海底地形總體較為平坦，坡度雖然不大，但在極端波浪荷載作用下，需考慮其表層黏性土可能發(fā)生的局部滑移或?qū)娱g蠕滑，引起海底不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生，從而破壞構(gòu)筑物基礎(chǔ)平衡穩(wěn)定，甚至進(jìn)一步導(dǎo)致滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。依據(jù)彈性理論和線性波動(dòng)理論分析，當(dāng)水平海底受諧振波荷載作用時(shí)，海底土層內(nèi)因波浪荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力值τ應(yīng)為(馮秀麗等，2000;石要紅等，2005;Nataraja et al，1983)：

式(1)中，γw為海水重度，kN/m3，本次研究海水密度均取1.03 g/cm3;λ為波數(shù)，m－1;L為波長(zhǎng)，m;H為波高，m;d為水深，m;Z為土層深度，m。

根據(jù)土體的極限平衡理論，表層土體穩(wěn)定條件為土的不排水抗剪強(qiáng)度須大于或等于外力在土體中產(chǎn)生的剪切應(yīng)力(圖5)。通過(guò)計(jì)算比較土層深度0.5 m和1.0 m 2處的抗剪強(qiáng)度與剪應(yīng)力可知，調(diào)查區(qū)在50年一遇的波浪條件下大部分站位1.0 m以淺土層處于穩(wěn)定狀態(tài)，僅個(gè)別站位有可能發(fā)生滑移或?qū)娱g蠕滑變形等不穩(wěn)定現(xiàn)象，其主要位于三娘灣以外海域。因此，研究區(qū)淺表層黏性土總體處于穩(wěn)定狀態(tài)，在極限波浪條件下不會(huì)發(fā)生大面積的滑移或?qū)娱g蠕滑現(xiàn)象。

圖5 50年一遇波浪條件下淺表層土體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)Fig.5 Stability evaluation of shallow surface soil affected by biggest waves in 50 years

3.2 砂性土體液化

海底淺表層砂性土一般較為松散且透水性好，在地震或極限波浪等作用下，容易發(fā)生液化不穩(wěn)定現(xiàn)象而發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，將對(duì)人類近海的工程建設(shè)造成一定的威脅。從上述可知，整個(gè)研究區(qū)砂性土分布較為廣泛，以下分別從地震作用和波浪作用對(duì)砂性土的液化問(wèn)題進(jìn)行分析。

3.2.1 地震作用 主要根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50191—2012)進(jìn)行初判，顆分試驗(yàn)過(guò)程均用六偏磷酸鈉作為分散劑，符合初判必要條件。初判結(jié)果(圖6)可知，地震烈度7、8度時(shí)大部分液化站位分布在北海以南海域，尤其咸田北海銀灘以外海域，液化區(qū)域較為廣泛，向外海延伸距離大，因此，當(dāng)?shù)亟９こ探ㄔO(shè)時(shí)須考慮相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)要求。其次，在大風(fēng)江河口外海域也有少部分站位液化的可能性較高，但涉及的區(qū)域范圍較為局部。

圖6 地震作用下研究區(qū)海底表層土可能液化站位Fig.6 Map showing possible stations of marine surface soil liquefaction under seismic impact

3.2.2 波浪作用 在循環(huán)波浪荷載作用下往往在土層中形成超孔隙水壓力，并伴有積累－消散效應(yīng)，其作用強(qiáng)度與波浪的波高、頻率和土層滲透率等有關(guān)。當(dāng)土層中超孔隙水壓力與相應(yīng)土層的上覆有效自重應(yīng)力相等時(shí)(砂性土有效黏聚力幾乎為0)，土層處于極限平衡狀態(tài)，如繼續(xù)增大則發(fā)生液化。依據(jù)馮秀麗等(2006)總結(jié)的相關(guān)評(píng)價(jià)方法，前提假設(shè)條件為土的骨架為彈性、層內(nèi)孔隙水不可壓縮和水在孔隙水中呈層流狀態(tài)(Yamamoto et al，1987)，超孔隙水壓力幅值隨深度衰減的簡(jiǎn)單表達(dá)式為：

計(jì)算結(jié)果表明，在調(diào)查區(qū)所有砂性土站位處土層1.0 m以淺的最大孔隙水壓力均大于相應(yīng)土層的上覆有效應(yīng)力(圖7)，因此在極限波浪條件下淺表層砂土易發(fā)生液化現(xiàn)象。隨土層深度增加，最大超孔隙水壓力變小，而有效自重應(yīng)力增大，當(dāng)兩者相等時(shí)其深度應(yīng)為該處的最大液化深度，因此，進(jìn)一步分析區(qū)域淺表層砂土分別在水深 1、2、4、8、12、16、20 m 時(shí)的最大可能液化深度(表1)。其中，由于砂性土取樣一般容易擾動(dòng)，很難獲得天然密度，所以結(jié)合鉆孔資料選取相對(duì)分布廣泛且具有代表性的粉砂、中—粗砂及礫砂3類砂性土，并分別取15 m以淺的平均密度進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明，在極限波浪作用條件下，研究區(qū)各類砂土的最大可能液化深度在1～5 m之間，但一般情況下區(qū)域砂土均混有細(xì)顆粒土，黏聚力≠0，因此實(shí)際液化深度會(huì)比計(jì)算結(jié)果偏小。

圖7 50年一遇波浪條件下表層砂性土液化判別Fig.7 Discrimination of surface sandy soil liquefaction affected by biggest waves in 50 years

表1 50年一遇波浪作用下該區(qū)淺表砂性土層的可能液化深度Table 1 Possible liquefaction depth of shallow surface sandy soil affected by biggest waves in 50 years

3.3 樁基地層承載力評(píng)估

結(jié)合目前廣泛應(yīng)用于近海工程建設(shè)的插樁情況計(jì)算分析北海近岸海域地層極限承載力，對(duì)在研究區(qū)進(jìn)行相關(guān)的工程建設(shè)有重要指導(dǎo)意義，可避免工程設(shè)施塌陷、沉降等地基不穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生。利用API規(guī)范及朱克強(qiáng)等(2008)對(duì)近海樁基軸向極限承載力的計(jì)算方法，樁側(cè)極限單位摩阻力f和樁端部極限單位承載力q分別表示為：

黏性土：

砂性土：

因此，樁的極限承載力的總算式表示為：

以上公式中，cu為黏性土的不排水抗剪強(qiáng)度;γs為土的有效重度，kN/m3;y為深度變量;Nc為不排水黏性土的承載力系數(shù)，無(wú)量綱;Nq為排水粒狀土的承載力系數(shù)，無(wú)量綱;K為側(cè)向土壓力系數(shù)，無(wú)量綱;δ為土與樁的表面摩擦角，(°);As為樁周側(cè)面積，m2;Ap為樁橫截面積，m2;L為樁插入的總深度，m;n為安全系數(shù)。

假設(shè)所用插樁半徑為0.7 m，依據(jù)上述對(duì)區(qū)域垂向地層的總體劃分，同時(shí)選擇工程地質(zhì)層具代表性的土體強(qiáng)度參數(shù)，進(jìn)行每層極限承載力的評(píng)估(圖8)。在排除遇巖層的情況下，區(qū)域40 m內(nèi)土層的極限承載力計(jì)算最大值為26 822 kN，考慮1.5的安全系數(shù)，其單樁允許承載力最大值為17 881 kN，其中第二、四層工程地質(zhì)條件較好，承載力相對(duì)較大，可作為持力層。另外，由于第三層相對(duì)上下土層承載力較小，如果插樁至第二層底部附近，可能存在刺穿的潛在危險(xiǎn)，因此實(shí)際工程設(shè)計(jì)施工時(shí)須加以考慮。

圖8 北海近海區(qū)域簡(jiǎn)化地層的承載力評(píng)估Fig.8 Bearing capacity assessment of simplified formation in the offshore area of Beihai

4 結(jié)論

(1)由于廣西北海沿岸有多條河流入海及多個(gè)大型人造港口，加上面對(duì)開放海域，導(dǎo)致研究區(qū)海洋工程地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多樣。該區(qū)近岸海底地形起伏較大，而外海域整體較為平坦，坡降之間比值可達(dá)30倍以上。地貌主要類型包括潮間淺灘、水下三角洲、水下岸坡、古濱海平原及海底平原。地質(zhì)災(zāi)害因素包括斷層、地震、沙波、淺層氣、淺埋基巖、埋藏古河道、槽溝、水下淺灘及凸地等。海底底質(zhì)類型有9類，其中淤泥、粉砂混淤泥、中砂、粗砂分布較為廣泛。

(2)海底淺表層細(xì)粒土相對(duì)密度總體變化不大，平均值為2.73;液性指數(shù)平均值均大于1，普遍呈流塑狀態(tài);壓縮系數(shù)平均值均大于0.5，且壓縮模量均小于5，均為高壓縮性土;黏聚力在1～6 kPa之間，平均3 kPa;內(nèi)摩擦角在0.3°～17.9°之間，平均值5.4°。因此，研究區(qū)表層細(xì)粒土工程地質(zhì)性質(zhì)總體一般。砂性土大部分不均勻系數(shù)＞5，曲率系數(shù)＜1，總體級(jí)配較差，屬不良型較多。

(3)除去底部巖層，區(qū)域鉆孔資料所揭示的土層可總體劃分為四大工程地質(zhì)層。在排除遇巖層的情況下，半徑為0.7 m的插樁在該區(qū)所揭示土層的單樁極限承載力最大值為26 822 kN。另外，如插樁至第二層底部附近，將可能存在樁刺穿的潛在危險(xiǎn)。

(4)依據(jù)土體極限平衡理論，在50年一遇的極限波浪作用下，研究區(qū)淺表層黏性土穩(wěn)定性較好，而砂性土則可能廣泛發(fā)生液化現(xiàn)象，并且在7、8度地震作用下也同樣可能發(fā)生大面積的液化現(xiàn)象，說(shuō)明研究區(qū)砂性土易發(fā)生液化。其次，在極限條件下，假定各類砂性土有效內(nèi)黏聚力極小而忽略不計(jì)，那么在20 m以淺的水深區(qū)域砂性土層的最大可能液化深度在1～5 m之間，但實(shí)際情況應(yīng)小于該值。

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