辽宁营口鲅鱼圈海堤工程地质评价探析

(辽宁省营口市鲅鱼圈区水利局，辽宁 营口 115007)

1 工程概况

营口鲅鱼圈海堤走向为东北-西南，长度约734 m，处于二道河河口与号房河河口之间。勘探孔按规范要求布置，钻孔布置在现有堤防外5～8 m，本次设计钻孔4个，孔深设计12 m，工程区总体位于冲洪积平原的前缘，河流的入海口，地势向海边方向微倾斜，区内最大高程1.10 m，最小高程0.50 m，高差0.60 m，岸边东南侧分布有原有堤防。根据钻探结果,场区地层结构主要是：(1)粉质粘土: 浅黄色，可塑，含铁锰质结核。仅见于1号孔, 层厚2.8 m。

(2)粗砂: 黄褐色，中密，湿，水下饱和，成分为长石、石英，含少量圆砾及粘性土夹层。局部夹砾砂。该层在各孔中均有揭示，层厚1.8～4.3 m，层底埋深4.1～4.6 m，层顶高程-2.30～1.10 m。(3)中粗砂: 黄褐色，密实，饱和，成分为长石、石英，局部含少量圆砾及粘性土薄夹层。该层在各孔中均有揭示，层厚2.5～4.4 m，层底埋深6.8～8.8 m，层顶高程-3.00～-4.10 m。(4)砾砂：黄褐色、饱和，中密～密实,砾含量25%～35%, 砾径2～20 mm，大者20～30 mm，呈次棱角状，成分较杂，局部混少量粘性土。该层仅在2#、4#孔中有揭示，层厚1.1～2.3 m，层底埋深7.9～9.2 m，层顶高程-5.80～-6.00 m。(5)中砂：黄褐色，密实，饱和，粒径均匀，矿物成分以长石、石英碎屑为主，局部夹粉砂及粗砂层。该层在各孔中均有揭示，本次勘察未穿透该层，最大揭露厚度4.1 m。(6)粉质粘土: 黄褐色，可塑，含铁锰质结核。仅见于3号孔。该层仅在3#孔中揭示，层厚2.5 m。

2 水文地质状况

本场地紧邻辽东湾，海水对场地地下水影响较大，本场地地下水为第四系孔隙潜水，地下水赋存在砂类土中，勘察中各孔地下水埋深0.5～0.8 m，相对应高程为0.0～0.40 m，由于受潮水影响，水位变化较大，当涨大潮时，场地被海水浸没。各砂类土层为同一含水单元组，含水层厚度较大。受潮汐的影响，河水与地下水存在相互补给关系，海水同河水在该段融合，地下水主要来源为海水和海堤内水体的补给，地下水的迳流条件较好。根据场地取地下水样水质分析结果，依据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)，按不利工程条件考虑环境水的腐蚀性，经判定其水质对混凝土无分解类腐蚀;分解结晶复合类为弱腐蚀;结晶类对普通水泥强腐蚀,对抗硫酸盐水泥无腐蚀。工程条件下的环境水对钢筋和钢板桩具有腐蚀性，根据有关资料，海上大气区对钢板桩的腐蚀速度为0.05～0.1 mm/a，泥下区为0.05 mm/a。

3 工程场地地质特征分析

3.1 堤身现状

本次勘察场地在东南地段可见有浆砌石堤防，部分地段坍塌，防护能力差，现有可见堤身高约1.5～2.0 m，堤身构筑材料为含砾砂质土。

3.2 堤基渗透性

因砂土的渗透性受其密实度影响较大,渗透系数按经验值给出。综合考虑各方面因素给出各岩土层渗透系数推荐值，见表1。

表1 堤基土的渗透系数结果表

3.3 饱和砂土的液化判别

工程区地震基本烈度为Ⅶ度，本次勘察工作按照《建筑抗震设计规范》 (GBJ50011-2001)规定对各堤基段饱和砂土进行液化评价。当饱和砂土标准贯入锤击数N值小于临界值Ncr时，则判为液化土，否则为不液化土。计算中考虑工程运行情况，Ncr值按下公式确定。

Ncr=No[0.9+0.1(ds-dw)](3/Pc)0.5

式中：Ncr为饱和土液化临界标准贯入锤击数；No为饱和土液化判别的标准贯入锤击数，地震烈度为Ⅶ度近震时，No=6；dw为地下水位深度(m)；ds为饱和土标准贯入点深度(从堤基算起)；Pc为饱和土的粘粒含量百分率。当Pc(%)<3时，取Pc=3。堤基饱和砂土液化结果见表2。按Ⅶ度地震基本烈度考虑，从表中可以看出：各堤基土均不液化。

表2 堤基饱和砂土液化结果表

4 地质评价结果

4.1 堤基地层

(1)粉质粘土: 浅黄色，可塑，含铁锰质结核。仅见于1号孔。承载力特征值fak=120 kpa, 压缩模量Es=4.5 MPa。内摩擦角标准值Φ= 18.9°,渗透系数K=6×10-4cm/s。可作为地基持力层。

(2)粗砂: 黄褐色，中密，饱和，成分为长石、石英，含少量圆砾及粘性土夹层。局部夹砾砂。承载力特征值fak=280 kpa, 变形模量E0=17.0MPa。摩擦角Φ= 30.9°,渗透系数K=0.04 cm/s,不液化。可作为地基持力层。

(3)中粗砂: 黄褐色，密实，饱和，成分为长石、石英，局部含少量圆砾及粘性土薄夹层。承载力特征值fak=400 kpa, 变形模量E0=23.0 MPa。内摩擦角标准值Φ= 32.4°,渗透系数K=0.02 cm/s,不液化。可作为地基持力层。

(4)砾砂：黄褐色、饱和，中密～密实,砾含量25%～35%, 砾径2～20 mm，大者20～30 mm，呈次棱角状，成分较杂，以花岗岩砾和硅质砾居多，余为中粗砂，局部混少量粘性土。承载力特征值fak=440 kpa, 变形模量E0=27.5 MPa。内摩擦角标准值Φ= 35.9°,渗透系数K=0.08 cm/s,不液化。可作为地基持力层。

(5)中砂：黄褐色，密实，饱和，粒径均匀，矿物成分以长石、石英碎屑为主，局部夹粉砂及粗砂层。fak=360 kpa, 变形模量E0=21.0 MPa。内摩擦角标准值Φ= 31.9°,渗透系数K=0.01 cm/s,不液化。可作为地基持力层。

(6)粉质粘土: 黄褐色，湿，可塑，含铁锰质结核。仅见于3号孔。承载力特征值fak=160 kpa, 变形模量Es=6.0 MPa。渗透系数K=6×10-4cm/s。可作为地基持力层。

以上土层(1)、(2)层均可做为堤防挡土墙的基础持力层。应考虑堤岸冲刷稳定问题，挡墙基础埋深大于海水及河水的最大冲刷深度，遇软弱土时应予以清除。

4.2 堤基和堤岸工程地质条件分类

本次勘察表明，在勘探深度范围内堤基由多个岩土层构成，堤基为多层结构(Ⅲ类)；堤基各岩土层工程地质条件较好，基本不存在抗渗稳定、抗震稳定等工程地质问题。仅在二道河入海口处受人工过水坝影响水位略高，存在小规模的渗透变形，堤基工程地质条件为B类；依据堤基的地质结构、岩土力学性质、主要工程地质问题与严重程度及堤线两侧的地质环境、水文地质条件、岸坡现状及险情等综合判定，勘察段岸坡土多为砂类土，抗冲刷能力较差,堤岸属稳定性较差岸坡，历史上未形成大的危害性。

4.3 稳定性、渗透性评价

堤基:岩性由砂类土、粉质粘土构成。

粉质粘土：塑性指数IL=0.40，天然密度为=1.98 g/cm3, 可塑状态,压缩系数 av1-2=0.285 Mpa-1,为中压缩性。粉质粘土渗透系数K=6×10-4cm/s微透水，为隔水层。

砂类土多呈中密-密实状态，砂土层(2)、(3)、(4)、(5)层均为砂类土，为中～强透水层。该层分布较为广泛，其空间延展性较好，是地表水入渗及地下水径流的主要介质层。

5 结语

(1)评价结果表明了工程区内各岩土层的分布规律 、埋深及各层土的力学特性，工程区地层较为连续，堤基地质结构为多层结构；沿堤两侧堤基无古海堤、古冲沟、渊、塘，抗震稳定较好，堤基基本不存在抗渗稳定形成工程地质问题，堤基工程地质条件较好；砂质岸坡，抗冲刷能力差，属稳定性较差岸坡。建议护坡挡土墙采用天然地基，基础埋深大于海水及河水的最大冲刷深度，对海堤附近段建议作抛石护坡，并加强支挡体系的强度。

(2)本区地下水埋深0.5～0.8 m，由于受潮汐影响，水位变化较大，当涨大潮时，场地被海水浸没，对工程施工影响较大。环境水对混凝土无分解类腐蚀;分解结晶复合类为弱腐蚀;结晶类对普通水泥强腐蚀,对抗硫酸盐水泥无腐蚀。

(3)依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)及《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)判定该工作区抗震设防烈度为Ⅶ度,设计地震动峰值加速度0.15 g,设计地震分组为第一组,设计特征周期值为0.35 s，属抗震设防的一般地段。该区域标准冻深1.1 m。

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