泰國灣港口某海岸帶及海底軟弱土特性工程地質(zhì)研究

趙滿，侯歡，錢健

（中交上海航道勘察設計研究院有限公司，上海 200000）

目前國內(nèi)學者多傾向于柬埔寨地質(zhì)礦產(chǎn)和油氣地質(zhì)等方向的論述[1],[2]，針對柬埔寨地質(zhì)方面的研究還較少，筆者查閱有徐國鋒、陳侃福等關于柬埔寨公路勘察的研究[3],[4]，有呂興民、任夢寧等關于柬埔寨達岱河（TATAY）水電站工程地質(zhì)勘察的研究[5],[6]，但是柬埔寨泰國灣海岸帶相關土壤地層研究尚少，本文很好地揭示了柬埔寨泰國灣的區(qū)域地質(zhì)情況，巖土地層結(jié)構(gòu)、物理力學性質(zhì)，為柬埔寨海洋工程勘察積累了經(jīng)驗，為西港海岸的局部原生地質(zhì)地層研究提供了依據(jù)。

1 地質(zhì)構(gòu)造及環(huán)境

柬埔寨大地構(gòu)造屬亞歐大陸范疇，處太平洋板塊與印度洋板塊之間，印度支那地塊南部。中、新生代構(gòu)造對其影響較大，其地質(zhì)演化歷史總體上處于擴張、增生和隆升的過程。新生代柬埔寨地殼已處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，但是板塊內(nèi)部調(diào)整仍在繼續(xù)[7]。經(jīng)資料顯示，西港整體大地構(gòu)造屬中生代隆起區(qū)，圖1 所示Ⅲ，山體裂隙發(fā)育較多，自然條件下處于穩(wěn)定狀態(tài)，詳細地質(zhì)構(gòu)造見圖1[8]。

圖1 柬埔寨區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)圖（引自參考文獻[8]）

柬埔寨地處北回歸線以南，熱帶季風氣候，雨量充沛，空氣濕潤，氣溫很高，終年如夏。全年分為雨、旱兩季。每年5～10 月為雨季，11 月至次第4 月為旱季。年平均氣溫29～30℃?？辈靺^(qū)南側(cè)為Gulf of Thailand海域，西側(cè)、北側(cè)為原始陸地，受泰國灣與印度洋高氣壓影響十分濕熱?？辈靾龅匚挥跍\灘水域，為日潮港，平均潮差0.7m，屬濱海潮坪地貌。

根據(jù)國家地震局地質(zhì)研究所徐煜堅、汪良謀主編的《世界活動構(gòu)造、核電站、高壩和地震烈度分布圖》，柬埔寨地區(qū)地震烈度不大于6 度[9]。目前，中國政府和企業(yè)在柬援建或參與的大量重要工程建設項目均按地震基本烈度6 度，設計基本地震加速度0.05g 進行抗震設防。

2 土壤地層結(jié)構(gòu)

為了得到該海岸及淺灘的巖土地層分布，本文通過鉆探和土工試驗數(shù)據(jù)結(jié)合，采用浮式鉆探船平臺搭載XY-100 型鉆機進行鉆探，鉆孔平均孔深約31 米，最大孔深約42 米。每個鉆孔均在軟土層（淤泥、淤泥質(zhì)土及軟塑的粘性土）采用薄壁取土器以勻速連續(xù)壓入法采取軟土樣，在可塑－硬塑狀的粘性土地層中，用厚壁活塞式取土器用重錘少擊法采取原狀土樣，并且所采樣品及時封蠟送至柬埔寨Kong Bunthoeun 地質(zhì)調(diào)查實驗室進行土工試驗。十字板剪切試驗采用 KE-2103 靜力觸探機，試驗間距1.0m，記錄20m 深度范圍內(nèi)淤泥質(zhì)軟弱土層的原狀土、重塑土的抗剪強度及靈敏度?？碧降贸鏊氖追秶鷥?nèi)該海岸帶典型地層結(jié)構(gòu)如下圖2 所示。軟弱黏性土典型十字板剪切試驗曲線如圖3 所示。

圖2 典型地層結(jié)構(gòu)剖面圖

圖3 軟弱黏性土典型十字板剪切曲線圖

可以看出，揭露的深度范圍內(nèi)土層為第四紀沉積物，勘察區(qū)內(nèi)地層受地勢、沉積歷史及水環(huán)境影響，地層分布略有變化，場地總體較穩(wěn)定。按時代、成因類型、巖性特征及其物理力學指標從上至下場地典型軟弱土壤地層見下表1。研究區(qū)軟弱土壤十字板結(jié)果統(tǒng)計見下表2。

表1 研究區(qū)場地典型軟弱土壤地層表

表2 研究區(qū)軟弱土壤十字板結(jié)果統(tǒng)計表

粉砂：灰色，松散，飽和，主要礦物為石英、長石等，含少量腐殖質(zhì)及貝殼碎片。分布在底泥面表層。

淤泥：灰綠色為主，粘手，味臭，含少量砂及貝殼。局部含少量粉細砂。

淤泥質(zhì)黏土：灰綠色為主，味臭，粘手，局部含砂及貝殼?；焐倭糠奂毶?，局部與粉細砂互層。

粉細砂：灰、灰白，少量灰黃，松散狀，局部稍密，很濕，砂質(zhì)純，含少量黏粒。以透鏡體或夾層形態(tài)分布于淤泥質(zhì)黏土和黏土層中。

黏性土：淺灰、褐灰色，局部含砂及腐殖質(zhì)。局部含少量的結(jié)核物。局部夾少量10—15cm 厚松散狀粉砂薄層，局部粉性較重，呈粉質(zhì)黏土狀。

3 軟弱黏土物理力學指標

野外采取的原狀土壤樣品進行土工試驗得出數(shù)據(jù)后，按照《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009）版第14.2.4 條規(guī)定分別對物理指標及力學指標分層進行統(tǒng)計。

計算平均值、標準差和變異系數(shù)，公式如下：

式中Φm 表示巖土參數(shù)的平均值；σf 表示巖土參數(shù)的標準差；δ 表示巖土參數(shù)的變異系數(shù)。

計算巖土參數(shù)的標準值公式如下：

式中γs 表示統(tǒng)計修正系數(shù)，正負號按不利組合考慮。

勘探表明海岸帶淺部土層主要為淤泥層，由于具有厚度大、含水量高、孔隙比大、壓縮性高、靈敏度高、力學強度低等特征，容易存在產(chǎn)生擠壓、側(cè)滑、局部剪切、隆起等基礎失穩(wěn)現(xiàn)象。另外其孔隙水壓力消散較慢，會產(chǎn)生較大的沉降變形，包括主固結(jié)沉降變形、側(cè)向變形、次固結(jié)沉降變形及不均勻沉降，并可能在施工完成后很長一段時間產(chǎn)生次固結(jié)沉降，本文針對勘察期間提出了淤泥質(zhì)軟弱土部分的物理力學指標特性值，如下表。

4 分析與結(jié)論

工程地質(zhì)勘察期間柬埔寨西港泰國灣某港海岸帶地質(zhì)結(jié)論建議如下：

（1）柬埔寨泰國灣某海岸勘察區(qū)氣溫濕熱，為日潮港，平均潮差0.7m，大地構(gòu)造屬中生帶隆起，屬濱海潮坪（水下岸坡）地貌類型。

（2）根據(jù)國家地震局地質(zhì)研究所《世界活動構(gòu)造、核電站、高壩和地震烈度分布圖》及相關工程經(jīng)驗，柬埔寨地區(qū)地震烈度不大于6 度，可按地震基本烈度6 度，設計基本地震加速度0.05g 進行抗震設防。

（3）通過鉆探勘察可以看出，15—20 米深度范圍內(nèi)地層多為第四紀松散堆積物，以海相沉積的軟弱黏性土為主。

（4）原狀土樣試驗的物理指標可以看出研究區(qū)淤泥軟黏性土含水率高達112%，十字板剪切試驗表2 數(shù)據(jù)顯示軟弱土層抗剪強度較小，最大原狀土Cu 僅為79.4kPa，而靈敏度大，修正標準值st 為3.0，具有流變特性，為高含水量、高壓縮性、高靈敏度，工程地質(zhì)性質(zhì)極差。

（5）表3 軟弱土層物理力學指標特性值顯示固結(jié)和剪切特性值均較小，表明該海岸帶研究區(qū)海底軟弱土壤為不良地基土層，在堆載過快時，易產(chǎn)生側(cè)向滑移和較大的沉降變形，以及可能在施工完成后很長一段時間產(chǎn)生次固結(jié)沉降導致不均勻沉降差異等不穩(wěn)定現(xiàn)象。

表3 軟弱土層物理力學指標特性值

（6）本研究存在不同鉆孔土層厚度和埋深不一的情況，以及取土試樣不均勻和實驗室儀器誤差等因素，實測土壤的物理、剪切、壓縮等數(shù)據(jù)具有一定的離散性。后續(xù)將對土壤指標進行改良探索及優(yōu)化研究。

本文所列數(shù)據(jù)及結(jié)論僅適于研究期間工程地質(zhì)環(huán)境。