蓋儒生
(天津新亞太監(jiān)理公司,天津 300000)
天津地區(qū)普遍分布的全新世地層有三組,即第一陸相層﹙全新世晚期陸相堆積層Q43al﹚、第一海相層﹙全新世中期海相堆積層、第二陸相層﹙全新世早期陸相堆積層Q41al﹚。層底埋深一般在17~18m,其下為第三陸相層﹙更新世晚期陸相堆積層Q3eal﹚。其中全新世早期陸相堆積層Q41al﹙第二陸相層﹚的巖性主要以黃褐色粉質(zhì)黏土為主,局部夾黏土、粉土或粉砂,本層下部砂性增大,至底部往往出現(xiàn)混粒土。較密實(shí)的粉土和砂土可做為樁基持力層。因此,一般的工業(yè)與民用建筑的勘察深度多在15~20m范圍內(nèi),以查明第二陸相層的巖性與層厚,從而對(duì)建筑物地基基礎(chǔ)做出合理的論證。
一些勘察實(shí)例表明,在第二、第三陸相層埋藏深度范圍內(nèi)有古河道的存在,對(duì)工程勘察及建筑物基礎(chǔ)類型都有著重要影響,應(yīng)該引起足夠的重視。下面介紹一個(gè)勘察實(shí)例,并通過(guò)此實(shí)例對(duì)第二、第三陸相層古河道的存在,成因及對(duì)工程建筑的影響進(jìn)行探討,以期拋磚引玉求得對(duì)此問(wèn)題的共同關(guān)注。
該工程位于天津市津南區(qū)辛莊鄉(xiāng),擬建綜合樓一座、鍛造車間一座,共鉆探8孔,見(jiàn)圖1,各孔的地層巖性見(jiàn)圖2~圖4。
圖2 Ⅰ-Ⅰ剖面
圖3 Ⅱ-Ⅱ剖面
從圖1~圖4中看出,Z-4、Z-7、Z-8 三孔全新世地層齊全且層序穩(wěn)定,3.8~4.3m以上為第一陸相層,由黃褐色的黏土和灰綠色的粉質(zhì)黏土組成,軟塑至可塑,夾少量淡水貝殼,為高—中壓縮性土。3.8~16.2m為第一海相層,由淺灰色的粉土、粉質(zhì)黏土及淤泥質(zhì)土組成,流塑,夾有少量貝殼,高—中壓縮性土。16.2m以下為第二陸相層,為灰黃色粉質(zhì)黏土層,可塑,含少量淡水貝殼,中壓縮性土。而Z-2、Z-3孔均未見(jiàn)第二陸相層,特別是Z-3孔鉆至26.2m仍未見(jiàn)第二陸相層,在應(yīng)見(jiàn)第二陸相層的深度以下仍然是灰色、軟塑的粉質(zhì)黏土夾粉土薄層互層,水平層理清晰,25.5~26.2m處見(jiàn)到海相碎貝殼,仍然屬于第一海相層的物質(zhì),其物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1、表2。
表1 Z-3鉆孔原樣物理力學(xué)指標(biāo)
表2 Z-4、Z-7、Z-8鉆孔原樣物理力學(xué)指標(biāo)
圖4 Ⅲ—Ⅲ剖面
把16.2m以下Z-3的土壤試驗(yàn)指標(biāo)與Z-4、Z-7、Z-8孔的土壤試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,可清楚看到其巖性和物理力學(xué)指標(biāo)都有明顯的差別,說(shuō)明在Z-2、Z-3各孔中第二陸相層缺失、第三陸相層部分缺失。
在本場(chǎng)區(qū)的鍛造車間與綜合樓之間第二陸相層缺失、第三陸相層部分缺失,其原因是古河流將第二、第三陸相層沖蝕,形成一個(gè)古河道,其后沉積了第一海相層堆積物,而Z-4孔恰位于此古河道南岸的邊緣。第二、第三陸相層存在古河道的事實(shí)反映了天津地區(qū)第四紀(jì)時(shí)期的古地質(zhì)史,基本能較完整反映海進(jìn)海退的歷史,并與冰期、間冰期有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從有關(guān)資料分析,第四紀(jì)海進(jìn)海退主要是水動(dòng)型,與氣候冷暖密切相關(guān)。華北地區(qū)長(zhǎng)期處于下沉地區(qū),每次間冰期均受到海浸,接受海相沉積。第四紀(jì)最后一次冰期﹙間冰期﹚稱為玉木冰期最盛時(shí)期大約距今16000年,即是海面降低到最低位置-130m。玉木冰期結(jié)束在距今12000年左右。本場(chǎng)區(qū)經(jīng)勘查證實(shí)的古河道,即為那時(shí)海平面下降而侵蝕基準(zhǔn)面隨之下降所形成的。
本場(chǎng)地孔深26.2m是在發(fā)現(xiàn)與往常異樣將設(shè)計(jì)孔深加深所致,但未能鉆至古河道底。后來(lái),有一大型市政線狀工程從本場(chǎng)地外圍經(jīng)過(guò),距場(chǎng)地最近一孔揭露了此古河道底,該孔孔口高程4.11m,鉆55m深,自見(jiàn)第一海相層至30.5m均為海相地層,27.1m以上巖層為粉土與粉質(zhì)黏土薄層互層﹙有的段落粉質(zhì)黏土薄層大于粉土薄層厚度,有的段落粉土薄層大于粉質(zhì)黏土薄層厚度﹚,水平層理清晰,含有海貝殼;27.1~30.5m為細(xì)砂,含有海貝殼。30.5m以下為第三陸相層。
第二、第三陸相層古河道的存在將影響建筑物地基基礎(chǔ)的選型。例如本場(chǎng)區(qū)鍛造車間位于古河道北岸,第二陸相層未被沖蝕,故其16.1m以下為第二陸相層,地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=180 kPa,可作為樁基的持力層,而綜合樓的樓址的北半部則位于古河道中,其下第二陸相層被沖蝕,在26m以內(nèi)都沒(méi)有良好的樁基持力層,如做樁基則必須加長(zhǎng)樁長(zhǎng)。
隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,采用樁基礎(chǔ)的建筑物越來(lái)越多,而大多建筑物將以第二陸相層作為樁基持力層。在勘察時(shí)要注意到第二、第三陸相層存在古河道的情況,并注意收集這方面的資料,了解古河道走向及分布,避免因忽略古河道的存在,而造成設(shè)計(jì)質(zhì)量事故和經(jīng)濟(jì)損失。
[1]任鎮(zhèn)寰.第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)[M].北京:地震出版社,1983