徐州含砂姜黏土形成机制及其富水性讨论

周 献 富

(北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100020)

1 概述

徐州市区位于鲁南山区向黄淮海平原过渡的部位，以平原为主，中部斜插丘陵山区。平原是黄淮平原的一部分，其中黄河故道地势较高，海拔标高36 m～42 m，其余地势低平，海拔标高32 m～36 m，自北西向南东微倾斜。根据地貌形态、成因、微地貌特征，徐州市区内的地貌形态主要有剥蚀～溶蚀丘陵(残丘)和堆积平原两大类。

堆积平原普遍分布有第四系上更新统(Q3)老黏土地层(层号⑤-3a-4)，根据徐州1号，2号，3号，6号线勘察资料，该层土含有较多的钙质结核(砂姜)Φ≈0.5 cm～4 cm，部分粒径可达10 cm，分布不规律，局部钙质结核富集，含量约15%～30%。

2 砂姜形成机理

在Q3老黏土中一般含有一定量的钙质结核(俗称“砂姜”)，其成因为Ca(HCO3)2溶液在土层沉积过程中由于环境的改变，逸出CO2形成难溶于水的CaCO3结核状沉积物。其化学反应方程式为：

Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O

散落于土层中的CaCO3在一定条件下会被含有CO2的水重新溶解，形成Ca(HCO3)2溶液。Ca(HCO3)2溶液在一定条件下又被分解为CaCO3，形成CaCO3二次富集，粒径也相应增大，形成层状结核[1]。

3 富水性探讨

本章通过对比徐州1号线人民广场站抽水试验[2]及徐州6号线黄东路站抽水试验，对含砂姜黏土层富水性进行讨论。

3.1 徐州1号线人民广场站抽水试验

3.1.1工程概况

人民广场站位于淮海西路和二环西路交叉口。车站开挖深度16.5 m～17.5 m。场地地貌单元属于冲积平原地貌单元，近地表广泛分布全新世砂性土和黏性土。人民广场站地层信息详见表1。

表1 人民广场站基坑开挖地层一览表