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(duì) 秦皇島市 066000）

隨著經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(xiàng)目來闡述一下人工島上建筑物勘察的方法及特點(diǎn)。

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(gè)海岸呈東北至西南走向，位于北緯39°45′線附近，整個(gè)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(fù)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(gè)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(huì)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(huì)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(diǎn)

本場(chǎng)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(shí)度不均的特點(diǎn)，力學(xué)性質(zhì)差別較大，容易造成地基承載力的較大偏差、基礎(chǔ)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(duì)性的工作方法進(jìn)行評(píng)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(diǎn)，原狀土很難取到，室內(nèi)試驗(yàn)難以取到相關(guān)數(shù)據(jù)，一般測(cè)試碎石土的參數(shù)，最直接的方法就是載荷試驗(yàn)，而在勘察階段最快速簡便的方法則是動(dòng)力觸探測(cè)試。運(yùn)用動(dòng)力觸探結(jié)合鉆探等手段，對(duì)碎石土的粒徑、形狀和密實(shí)度等做好詳實(shí)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(shí)要認(rèn)真區(qū)分。首先看動(dòng)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(yīng)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(huì)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(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果綜合分析，在場(chǎng)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(shí)度不均。結(jié)合本工程的特點(diǎn)，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(xiàng)重要的問題，是建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）中說明，劃分碎石土密實(shí)度的主要依據(jù)是重型圓錐動(dòng)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(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5 與承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk 的資料數(shù)據(jù)，制定了按N63.5 劃分碎石土密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。碎石土的承載力主要與密實(shí)度有關(guān)，也正說明了碎石土的承載力與動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5 有關(guān)。從圖3 動(dòng)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(xué)模型可綜合簡化成兩個(gè)類型：

其中a，a0b，b0利用最小二乘法可解，本場(chǎng)地的動(dòng)力觸探的數(shù)據(jù)統(tǒng)一為N63.5 修正后平均值12.5 來進(jìn)行承載力計(jì)算?？紤]海水沖刷和水位變幅的作用，應(yīng)對(duì)安全系數(shù)α 適當(dāng)增大取3。最終計(jì)算fk=160 kpa，完全可以滿足本項(xiàng)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(yàn)來檢驗(yàn)。

圖3 動(dòng)力觸探錘擊數(shù)與承載力關(guān)系圖

3 勘察注意事項(xiàng)

海島上勘察與陸地勘察有所不同，在工作中應(yīng)統(tǒng)籌考慮天氣、風(fēng)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(shí)際，值得注意以下幾個(gè)問題：

3.1 風(fēng)向和潮汐對(duì)施工的影響

本場(chǎng)地勘察期間地面標(biāo)高為1.70～2.44 m，場(chǎng)地高程低于高潮時(shí)水位，因此漲潮時(shí)就會(huì)淹沒部分未勘察區(qū)域。在安排施工進(jìn)度時(shí)應(yīng)充分考慮潮

水漲落和風(fēng)對(duì)潮水流向的影響，按每天潮水漲落的時(shí)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(jìn)度，提高工作效率。

3.2 海水對(duì)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(shí)測(cè)地下水位變幅較大。如按陸地勘察抗浮水位應(yīng)選取實(shí)測(cè)最高水位，但海水存在潮汐變幅，實(shí)測(cè)水位并非是最高水位，最高水位應(yīng)為海洋潮汐資料中最大潮時(shí)的水位，因此在考慮抗浮時(shí)，要掌握詳細(xì)的潮汐資料，給出準(zhǔn)確的抗浮水位。

本場(chǎng)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(duì)其做好充分的評(píng)估。

3.3 高程系統(tǒng)

一般水工構(gòu)筑物和建筑物應(yīng)以地理潮水面為高程系統(tǒng)零點(diǎn)，這不是我們?cè)陉懙厣鲜┕r(shí)使用的1985 黃海國家高程基準(zhǔn)，這個(gè)高程系統(tǒng)比黃海高程系統(tǒng)低0.835 m，在編寫勘察報(bào)告時(shí)一定要注意標(biāo)明，并按一個(gè)高程系統(tǒng)作圖。

4 結(jié) 語

隨著沿海地區(qū)圍海造地建設(shè)的增加，海島上建筑勘察的項(xiàng)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(duì)填海方式和海洋環(huán)境等做詳細(xì)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(jìn)度，希望對(duì)本區(qū)域類似項(xiàng)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?jiān)品?，趙環(huán)金.碎石土勘察的主要問題[C].

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