曹江濤

（華北地質勘查局五一九大隊，河北 保定071051）

新近沉積土是指第四紀全新世（Q4）中晚期以來形成的土層，具有沉積時間短、欠固結、壓縮性高、結構不穩(wěn)定，欠壓密狀態(tài)，強度相對較低的物理力學性質，工程地質性能差，與一般第四紀正常堆積土的工程性質有明顯差異。近年來，針對新近沉積土的研究主要集中于形成環(huán)境、物理力學指標的試驗分析、地基承載力等工程地質特性方面的研究[1－3]。但是，對新近沉積土的研究，多是對某一地區(qū)的局部工程或單一工程的新近沉積土進行研究，而沒有對該地區(qū)的新近沉積土按類型或成因等進行綜合分析研究。因此，有必要針對某一地區(qū)的新近沉積土進行分門別類的識別及物理力學性能的配套，進而更有效地為該地區(qū)的工程建設服務。

本文針對保定地區(qū)新近沉積土形成環(huán)境多樣性導致其野外宏觀識別特征與室內物理力學性能指標的差異進行了分析、比較，以期增加對該地區(qū)不同類型新近沉積土的野外宏觀識別特征及其工程地質特性的了解，為在實際勘察工作中采取相應的勘察手段、測試項目和工程處理措施，打下堅實的基礎。

1 保定地區(qū)新近沉積土的類型

保定地區(qū)的新近沉積土形成時間短（幾百年～幾千年），其類型主要由現(xiàn)今的地貌形態(tài)決定。

1.1 地貌特征

保定地區(qū)位于河北省中西部，太行山北部東麓，冀中平原西部，周邊與張家口市、北京市、廊坊市、滄州市、衡水市、石家莊市、山西省等省市相接，地處北京市、天津市、石家莊市的三角地帶。保定地區(qū)整個地勢由西北向東南傾斜，地貌分為山區(qū)、平原和洼淀三大類[4－6]，地貌分區(qū)如圖1所示。由于地貌單元不同導致沉積環(huán)境差異，進而導致保定地區(qū)分布有不同類型、不同成因、不同地質特征的新近沉積土。

圖1 保定地區(qū)地貌特征示意圖

（1）山區(qū)地貌特征

保定地區(qū)的山區(qū)地貌按高程劃分為中山區(qū)（海拔高程1 000m以上）、低山區(qū)（500m～1 000m）及丘陵區(qū)（100m～500m）三類[7－8]。

中山區(qū)主要位于保定地區(qū)西部，北起淶水縣宋各莊、經(jīng)易縣紫荊關、淶源縣走馬驛，南至阜平縣岔河一線北西的區(qū)域，包括淶源縣全部，淶水縣、易縣、阜平縣的西部深山區(qū)；中山區(qū)山體切割強烈，發(fā)育有小型盆地和斷裂谷地，淶源盆地、阜平盆地、東團堡盆地、走馬驛盆地均位于中山區(qū)[9]。

低山區(qū)與丘陵區(qū)位于中山區(qū)的南東部[10]，其與平原區(qū)的分界線，基本北起淶水縣縣城、南至曲陽縣，包括易縣裴山鎮(zhèn)、徐水縣瀑河鄉(xiāng)、滿城縣神星鎮(zhèn)、順平縣白云鄉(xiāng)、唐縣北店頭鄉(xiāng)、曲陽縣孝墓鄉(xiāng)一線北西的區(qū)域；其海拔逐漸降低至100m或數(shù)十米，地形逐漸低緩起伏，向南東逐漸坡展為平原。

山區(qū)主要包括洪積扇頂部至中部地區(qū)，洪積扇地表物質主要是第四紀沖洪積物，另外也有少量殘坡積物分布于扇頂。扇頂至扇緣沉積物粒度變化明顯，一般頂部坡度大、物質粗，主要為礫質，至中部坡度逐漸變緩，物質逐漸變細，由巨礫至粗礫等逐步過渡到砂質和粘土質；同時，洪積扇上展布若干間歇性河床，且沖溝發(fā)育，切割強烈。由于各地貌部位物質粗細不一，坡度亦有變化，導致水分條件、沉積物質發(fā)育亦各異。

（2）平原區(qū)地貌特征

構造活動，特別是新構造運動的活動，直接控制了保定平原區(qū)地貌格局、水系展布與變遷。保定地區(qū)自北西部山麓與平原區(qū)分界線南東方向一側逐步坡展為平原，自北、西、南三個方向，向東部白洋淀傾斜，地面坡降為1‰～4‰。主要成因類型為沖洪積平原，被第四紀沉積物所覆蓋，厚度一般為數(shù)米至數(shù)百米，個別地區(qū)可超過1 000m，第四紀沉積物成因類型相對簡單，相變較平緩，主要為沖洪積、河流沉積等，主要由拒馬河、易水河、漕河、唐河、沙河出口后洪積物堆積而成。

平原區(qū)沉積物質組成多為粘性土、粉土、砂粒、粉細砂，分布規(guī)律從洪積扇前緣地帶到?jīng)_積平原地帶由粗到細縱向分布。

（3）洼淀區(qū)地貌特征

洼地在保定地區(qū)為白洋淀和周邊低洼易澇區(qū)，海拔7m～10m，是拒馬河、唐河和瀑河、孝義河等河流在沖積扇交匯處的扇緣洼地上匯水形成，現(xiàn)僅在安新縣、雄縣、高陽縣以白洋淀為主要存在水域，從北、西、南三面接納拒馬河、九河、潴龍河、孝義河、唐河、漕河、楊村河、瀑河及白溝引河等河流的補給。洼淀區(qū)范圍北起定興縣小朱莊鄉(xiāng)、雄縣北沙口鄉(xiāng)、西至容城縣小里鎮(zhèn)、清苑縣望亭鄉(xiāng)、安新縣蘆莊鄉(xiāng)、南至高陽縣西演鎮(zhèn)。

1.2 新近沉積土類型

依據(jù)保定地區(qū)的地貌形態(tài)，可把新近沉積土劃分為3種類型，其各自特征詳見表1。

表1 保定地區(qū)新近沉積土的類型及宏觀特征

圖2 新近沉積地層構造及包含物

2 新近沉積土的工程特性

2.1 物理力學特性

經(jīng)工程實踐，對保定地區(qū)新近沉積土的物理力學指標進行了測試、統(tǒng)計，結果見表2。

由表2可知:保定地區(qū)的新近沉積土，其物理力學性質具有一定的差異性，但差異并不是很明顯。按地貌形態(tài)順序劃分的山區(qū)—平原區(qū)—洼淀區(qū)新近沉積土，僅天然含水率、液性指數(shù)等物理力學指標依次增大，工程性能表現(xiàn)為漸差的趨勢；而其它物理力學指標則未按此順序呈現(xiàn)規(guī)律性變化，天然孔隙比、壓縮系數(shù)按平原區(qū)、洼淀區(qū)、山區(qū)的順序呈增大的趨勢，工程性能表現(xiàn)為平原區(qū)略好于洼淀區(qū)，洼淀區(qū)略好于山區(qū)的變化規(guī)律；而天然重度、壓縮模量、內聚力、內摩擦角等物理力學指標按平原區(qū)、山區(qū)、洼淀區(qū)的順序呈減小的趨勢，工程性能表現(xiàn)為平原區(qū)略好于山區(qū)，山區(qū)略好于洼淀區(qū)的變化規(guī)律。綜合各項物理力學性質指標綜合分析，保定平原區(qū)新近沉積土的工程性能要略好于山區(qū)，山區(qū)略好于洼淀區(qū)。

表2 保定地區(qū)新近沉積土的物理力學指標

2.2 物理力學特性的比較與分析

由于全國各地的新近沉積土所處地貌形態(tài)、沉積環(huán)境、成因等不同，造成統(tǒng)一研究的局限性、困難性，無法進行系統(tǒng)的比較、分析，現(xiàn)僅利用與保定南北相鄰的、在成因及沉積環(huán)境等各方面因素與保定平原區(qū)新近沉積土相類似的石家莊、北京地區(qū)新近沉積土與之相比較。

袁國茂、孫宏偉等對北京平原地區(qū)的新近沉積土做過較多、較系統(tǒng)的研究[13－15]，林宗元主編的《巖土工程勘察設計手冊》[16]中亦提供了石家莊地區(qū)新近沉積土物理力學參數(shù)指標。北京與石家莊地區(qū)新近沉積土的物理力學指標的范圍及平均值，詳見表3。

通過表2與表3中數(shù)據(jù)的對比，可知保定平原區(qū)與北京地區(qū)的新近沉積土在各項指標上相差不大，僅天然含水率、壓縮模量明顯偏低，二者工程地質性能相近；而天然孔隙比、壓縮系數(shù)、壓縮模量等各項指標，要明顯好于石家莊地區(qū)新近沉積土的物理力學性質指標，其工程地質性能也要好于石家莊地區(qū)的新近沉積土。

2.3 工程處理措施

由于保定地區(qū)山區(qū)、平原區(qū)、洼淀區(qū)的新近沉積土各自具有不同的沉積特征，導致其各自工程性能差異的不同。總體而言，新近沉積土厚度不穩(wěn)定、工程性能差等多種因素，均對工程產生不利的影響。

表3 北京與石家莊地區(qū)新近沉積土的物理力學指標

因而，在不同的地貌、沉積環(huán)境下形成的新近沉積地層上進行建筑時，常常需要對地基進行處理，具體施工時，應根據(jù)新近沉積地層的地質資料、建筑物的層數(shù)、荷載及對承載力的要求等情況進行綜合考慮[17]。

（1）對于低層建筑物，一般情況下可直接作為持力層使用。

（2）對于多層建筑物，由于體型簡單，載荷較小，在新近沉積土厚度不大的情況下，可采用換填的方法，以素土、灰土或砂土進行換填，或采用灰土擠密樁、強夯法進行夯實處理。

（3）對于要求承載力值較高的建筑物地基，不能以新近沉積地層直接作為持力層，可采用鉆孔灌注樁、管樁或CFG樁復合地基進行處理，但其樁端均應穿過新近沉積地層，而置于較老、承載力值較高的土層上。

例如某學校教學樓工程，地上六層，自然地坪下挖深2.60m，采用條形基礎，基礎落在新近沉積地層上，天然地基土承載力特征值較低，僅為90kPa；而設計要求承載力特征值不低于160kPa，同時消除地基土的不均勻性。依據(jù)工程特點及地質條件，經(jīng)計算與比較，本工程采用夯實水泥土擠密樁復合地基進行處理，在提高了承載力的同時，也消除了地基土不均勻性的隱患，不僅滿足了設計要求，達到了良好的地基處理效果，還為建設方節(jié)約了資金，縮短了工期，取得了一定的經(jīng)濟效益與社會效益。

3 結 語

保定地區(qū)新近沉積土分為山區(qū)新近沉積土、平原區(qū)新近沉積土、洼淀區(qū)新近沉積土，因地貌差異造成沉積環(huán)境不同，造就其不同的宏觀特征與物理力學性能，亦導致各自具有不同的工程特性；故而，在實際工作中，要因地而異，以識別為前提，進而采取相應的勘察手段、測試項目和工程處理措施，更好地為建筑工程服務。

[1]孫宏偉.北京新近沉積土基礎工程特性研究[J].建筑結構，2009，39（12）:148－151.

[2]鄭建中.北平原新近沉積層承載力評價標準驗證性分析與可靠性研究[J].科學技術與工程，2012，12（20）:5085－5090.

[3]莊海洋，陳國興，朱定華，等.南京新近沉積土最大剪切模量試驗研究[J].世界地震工程，2010，26（增刊）:32－35.

[4]中國科學院自然區(qū)劃委員會.中國地貌區(qū)劃[M].北京:科學出版社，1959.

[5]曹伯勛.地貌學及第四紀地質學[M].湖北:中國地質大學出版社，1995.

[6]嚴欽尚，曾昭璇.地貌學[M].北京:高等教育出版社，1985.

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[9]呂 芳.地域主體功能區(qū)劃理論與實踐研究—以保定市為例[D].河北農業(yè)大學，2008:1－58.

[10]攝影維基百科—人人可編輯的中文攝影百科全書.保定市—中國地理[EB/OL].http://www.photowiki.cn.

[11]曹江濤.保定市與雄縣新近代沉積地層之比較[J].土工基礎，2014，28（1）:72－74.

[12]曹江濤.保定市古溝槽的沉積特征[J].城市建設，2009，（2）:6－8.

[13]袁仁茂，孫宏偉，馬鳳山，等.新近沉積土特征信息提取的因子分析法[J].工程地質學報，2004，（S1）:542－546.

[14]袁仁茂，孫宏偉，馬鳳山，等.北京平原區(qū)新近沉積土基本工程地質特性分析[J].第四紀研究，2005，25（1）:93－99.

[15]李樹德，袁仁茂，呂紅華，等.北京地區(qū)新近沉積土不同沉積相的工程地質特性及其評價[J].北京大學學報:自然科學版，2005，40（1）:139－143.

[16]林宗元.巖土工程勘察設計手冊[M].沈陽:遼寧科學技術出版社，1996.

[17]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.JGJ79－2012.建筑地基處理技術規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.