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海门市东灶港围堤工程可行性研究报告
第三章 工程地质
3.1 勘察目的、内容
本次勘察为初步设计阶段勘察。 本次勘探完成下列勘察内容：
查明堤防沿线各工程地质单元（段）的工程地质条件，并对堤基地基抗滑稳定、沉陷稳定、渗透稳定和抗冲能力等工程地质问题作出评价；
初步预测挡水后堤基及堤内相关地段水文地质工程地质条件的变化，并提出相应的处理措施的建议；
进行天然建筑材料勘查；
提供常规的土工试验成果及软土层的三轴压缩试验（软土不固结不排水、固结不排水）试验成果，同时提供固结试验数据和压缩曲线图。 3.2 勘察技术依据
本次勘察按照设计及规范的要求进行。其要点如下：
共布设机钻孔37个，其中取土孔17个，标贯孔20个；布设静力触探试验孔9个，十字板剪切试验孔3个。
本次勘察执行的技术规范如下： ⑴《工程测量规范》（GB50026-93）； ⑵《堤防工程地质勘察规程》（SL/T 188-96）； ⑶《堤防工程设计规范》（GB50286-98）； ⑷《原状土技术取样标准》（JGJ89-62）； ⑸《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）； ⑹《土工试验规程》（SL237-1999）；
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⑺《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（参照执行）； ⑻《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）（参照执行）； ⑼《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87-92）。 3.3 勘察手段及方法
本次勘察采用八五国家高程基准，1954年北京坐标系，钻孔施测放样根据设计提供的《道路轴线图》，采用SET500型全站仪在船上进行，以实地坐标计。各勘探点类型、坐标、高程及孔深见下表1，勘探点平面位置图根据业主提供的江海测绘院2006年10月所测地形图绘制。
本次勘察场地范围较大，堤防轴线距原海堤500m~2100 m，受潮汐的影响较大。本次勘察采用钻探（揭示土层结构及分布情况，进行原状土样采取、孔内原位测试）与静力触探试验及十字板剪切试验等原位测试相结合的勘察手段。
机钻孔除S1、 S32号孔外，其余机钻孔均在勘察船上进行钻探，钻探分别采用GYX-150型及SH30型工程钻机，开孔孔径110mm，回转钻进全断面取土法成孔，上部下套管，下部采用优质泥浆护壁钻进工艺。软土原状土样采用薄壁取土器压入法采取，取土管长300mm，内径86mm，壁厚1.5mm，刃角7°；中密及密实砂性土采用普通取土器重锤少击法采取。原位测试标准贯入试验采用对开式标准贯入器。对开式标淮贯入器全长700mm，外径51mm，内径35mm，刃角18°30′。钻杆直径φ42mm，落锤采用自动脱钩装置，锤质量63.5kg，落距760mm。
原位测试单桥静力触探试验及十字板剪切试验均在退潮后的海滩上进行，采用CJC-1型手摇轻便链式静力触探机配以LMC-D310型静探微机每10cm采一次数据进行测试。十字板剪切试验，采用电测十字板剪切仪，利用链式静力触探设备进行，测试间距0.50m~1.00m。
含水量、密度试验在现场完成，其它常规、特殊土工试验项目的土样经严密封装后
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于次日送本公司试验室进行试验。
表3-1各勘探点坐标、孔深、高程及钻孔类型
坐标位置 高程 孔深 序号 编 号 类型 X Y (m) (m) (m) 1 S1 取土孔 3558087.51 352328.15 1.10 30.10 2 S2 标贯孔 3558077.93 352828.05 1.70 30.10 3 S3 取土孔 3558118.36 353329.21 1.20 30.10 4 S4 标贯孔 3558068.35 353327.96 1.30 30.10 5 S5 标贯孔 3558038.02 353328.35 1.30 30.10 6 S6 取土孔 3558058.77 353827.87 1.10 30.10 7 S7 标贯孔 3558098.94 354328.77 0.90 30.10 8 S8 取土孔 3558049.19 354327.78 0.50 30.10 9 S9 标贯孔 3558019.29 354328.35 -1.00 30.10 10 S10 取土孔 3558039.61 354827.69 0.30 30.10 11 S11 标贯孔 3558080.23 355329.17 0.40 30.10 12 S12 取土孔 3558030.03 355327.60 0.40 30.10 13 S13 标贯孔 3557999.54 355327.35 0.20 30.10 14 S14 标贯孔 3558020.45 355827.50 0.20 30.10 15 S15 取土孔 3558014.29 356149.21 0.10 30.10 16 S16 标贯孔 3558014.42 356405.91 -0.80 30.10 17 S17 标贯孔 3557442.87 356026.26 0.30 30.10 18 S18 标贯孔 3556960.42 355891.79 0.50 30.10 19 S19 取土孔 3556954.06 355921.09 0.50 30.10 20 S20 标贯孔 3556943.55 355969.97 0.60 30.10 21 S21 标贯孔 3556465.24 355815.92 1.50 30.10 22 S22 取土孔 3556064.99 355725.85 2.70 30.10 23 S23 取土孔 3558002.65 357087.27 -0.40 30.10 24 S24 标贯孔 3557668.26 357021.03 0.10 30.10 25 S25 标贯孔 3557185.67 356886.68 0.10 30.10 26 S26 取土孔 3557179.53 356916.05 0.10 30.10 27 S27 标贯孔 3557168.94 356964.93 0.10 30.10 南通和信工程勘测设计院有限公司
坐标位置 高程 孔深 序号 编 号 类型 X Y (m) (m) (m) 28 S28 标贯孔 3556690.59 356810.87 0.40 30.10 29 S29 标贯孔 3556208.01 356676.52 0.80 30.10 30 S30 取土孔 3556201.76 356705.79 0.90 30.10 31 S31 标贯孔 3556191.29 356754.76 0.90 30.10 32 S32 标贯孔 3555746.47 356607.74 2.30 30.10 33 S33 取土孔 3555784.39 356827.65 2.10 10.10 34 S34 取土孔 3557672.42 355027.77 0.70 10.10 35 S35 取土孔 3556956.54 354333.10 1.70 10.10 36 S36 取土孔 3558323.01 353566.15 1.20 10.10 37 S37 取土孔 3556106.36 357156.74 0.80 10.10 38 J1 静探孔 3558073.14 353078.01 1.70 8.50 39 J2 静探孔 3558024.80 355609.18 0.40 13.80 40 J3 静探孔 3557235.93 355891.58 0.30 15.00 41 J4 静探孔 3558011.02 356844.24 -0.40 15.00 42 J5 静探孔 3557881.73 357066.81 -0.40 16.00 43 J6 静探孔 3557409.33 353220.56 3.40 13.80 44 J7 静探孔 3556766.44 352850.98 3.20 14.00 45 J8 静探孔 3556178.59 352337.74 4.80 14.00 46 J9 静探孔 3556494.59 355126.05 4.70 14.00 47 SZ1 十字板 3558021.92 355736.28 0.30 5.00 48 SZ2 十字板 3558016.53 355990.41 0.20 5.00 49 SZ3 十字板 3557916.65 356127.93 0.20 3.00 3.4 野外勘察及室内土工试验工作量
本次勘察共投入一测量班组及三台套钻机班组进行勘察，野外勘察工作一期自2006年10月10日开始至2006年10月17日结束，二期自10月23日开始至26日结束。室内土工试验自2006年10月13日开始至10月22日结束。完成工作量详见野外勘察及室内土工试验工作量统计表（表2）。
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表3-2岩土工程勘察及土工试验工作量统计
土 工 试 验 测钻静十字标探力板原天三三量 进触剪状准然天轴自尺探试切土贯含然比重固结快剪塑轴固颗然 验试样入 试 验验水密 限液 限渗 透排 水不 固水结 不分休 率度结止 不排角 点 米/孔 米/孔 米/孔 筒 次 项 项 项 项 组 项 项 组 组 组 组 组 49 1013.124.1/7 /37 9 13.0/3 196 302 177 177 196 88 77 73 73 37 12 7 152 3.5 场地工程地质条件
3.5.1区域地质概况、场地地震活动时间分布及活动性分析
勘区在大地构造上属扬子断块，基岩为泥盆系的石英砂岩，上覆为较厚的第四纪沉积层。场地的地震基本烈度为Ⅵ度区。
勘区属于长江中下游~南黄海地震带。地震活动有史以来，据海门市地震局所提供的资料，据不完全统计自公元288年以来，区内共发生Ms≥4.75级地震共31次，Ms≥6级震4次，最大的是1505年南黄海6.75级地震。根据区域地震台网记录，本区自1970年以来共发生Ms≥2.0级地震40个，近场区现代地震的特点是强度小而频次相对较高。
3.5.2勘区地形地貌
勘区属海岸地貌，微地貌为海岸及海滩地貌形态。地势较平坦，表层分布有厚度不一的淤泥或淤泥质土，厚度从0.30m~6.00不等。堤防轴线泥面高程一般在八五国家高程（下同）▽-0.80~2.00m左右。场地内布有多条大小不等的流槽及港汊，南北向堤防中间为东灶港闸外侧的南北向中心港汊，港汊内地形有起伏，最低处泥面高程为▽-3.70m左右，港内水位受潮汐影响而变化，地形受潮汐和东灶港闸排水水流的双向影响淤涨冲刷变化较大。
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3.5.3场地地基土层
根据场地地基土的土性特征、颗粒组成及物理力学性质等指标和工程特性可将场区
勘探深度范围内地基土自上而下分为6个工程地质单元体及1个透镜体层2-T。层0为第四系全新统人工填土，以Q4ml表示，其余各层均为第四系全新统海陆交互相冲（淤）积型沉积物，以Q4al+m表示。现将各土层土性分别描述如下：
第（0）层：素填土(Q4 ml) ，陆域分布，层厚1.50～2.50米，层底标高1.60～2.40米。灰、灰黄色，以低液限粘土主，混低液限粉土及少量粉土质砂，密实度不均，湿～饱和，干强度中等，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽。
第（1）层：淤泥质低液限粘土(Q4 m+al)，堤防沿线表层分布，层厚0.30～6.00米，层底标高-6.00～0.50米。灰、灰褐色，局部灰黑色，夹灰色低液限粉土，夹螺壳及腐植物，流动，饱和，干强度中等，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽。
第（2）层：低液限粉土夹低液限粘土(Q4 m+al)，层厚0.00～10.50米，层顶埋深0.50～6.00米，层底标高-16.00～-1.20米。灰、青灰色，夹层灰褐色，夹层局部为淤泥质土，局部夹灰褐色粉土质砂，水平层理，低液限粉土软塑，局部软可塑，低液限粘土软塑，干强度低，低韧性，摇振反应中等，稍有光泽。
第（2-T）层：粉土质砂(Q4 m+al)，层厚0.00～4.60米，层顶埋深0.30～1.30米，层底标高-4.70～-0.20米。灰、青灰色，夹同色低液限粉土，偶夹薄层灰褐色低液限粘土，水平层理，稍松~中等，饱和，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽。
第（3）层：低液限粉土与粉土质砂互层(Q4 m+al)，层厚0.90～9.10米，层顶埋深2.00～7.80米，层底标高-10.70～-7.60米。灰、青灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土及灰色含细粒土砂，水平层理，低液限粉土软可塑，局部硬塑，粉土质砂中等，局部稍松，饱和，互层粉砂，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽。
第（4）层：（淤泥质）低液限粘土与低液限粉土互层(Q4 m+al)，层厚0.00～8.40米，
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层顶埋深8.00～13.30米，层底标高-17.40～-12.20米。（淤泥质）低液限粘土灰褐色，低液限粉土层灰、青灰色，水平层理，（淤泥质）低液限粘土流塑～软塑，低液限粉土软塑，饱和，干强度中等，中等韧性，摇振反应无，切面光滑。
第（5）层：低液限粉土夹低液限粘土、粉土质砂(Q4m+al)，层顶埋深12.70～18.30米，未钻穿。低液限粉土与粉土质砂灰、青灰色，低液限粘土灰褐色，局部夹含细粒土砂，水平层理，低液限粉土可塑，低液限粘土软塑，粉土质砂中等，饱和，夹粉质粘土，干强度低，低韧性，摇振反应慢，稍有光泽。 3.6 水文地质条件 3.6.1海洋水文
东灶港北闸外海区域是吕四海域的组成部分，近岸滩地宽3~5km，主航道为小庙洪水道，大部分水深在9.0m以上，最大深度20m。海域地处辐射状沙脊南缘，小庙洪水道主要受东海前进波控制，外海潮进入浅水区后，在地形的影响下形成驻波，表现中潮位时流速最大，潮汐性质为正规的半日潮。
本场地的特征潮位根据吕四海洋站岛式测井观测的1969~2001年资料统计：最高高潮位▽4.48m；最低低潮位▽-3.57m；平均高潮位▽1.94m；平均低潮位▽-1.79；最大潮差7.31m；最小潮差0.32m；平均潮差3.53m；平均海平面▽0.14m；涨潮平均历时6小时19分，落潮平均历时6小时6分。
依据2005年6月南通水文水资源勘测局在该海域进行5个测点的水文测量，由实测资料得出，东灶港外航道落潮最大流速在0.12m/s~0.98m/s，涨潮最大流速在0.14m/s~0.8m/s，外侧航道各测点越靠近东灶港闸其涨、落潮流速越小，最小测点为位于闸外190m处的测点，涨、落潮平均流速小于0.14m/s。 3.6.2地下水类型
根据地下水的赋存、埋藏条件及水理性质，本次勘察揭示的地下水类型主要为第四
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系孔隙潜水。
3.6.3地下水的补给、径流、排泄条件
场地地下孔隙潜水与黄海地表水相通，补给来源为海水地表水，排泄方式主要为自然蒸发，受潮汐作用影响明显。 3.6.4土层的渗透性评价
各土层的渗透系数及渗透性等级评价见分层渗透系数表。
表3-3分层渗透系数表
层垂直渗透系数kV 水平渗透系数kH 号 地基土层名称 渗透性等级 cm/s cm/s（估算） 1 淤泥质低液限粘土 2.22E-06 (3.5E-06) 微透水 2 低液限粉土夹低液限粘土 4.82E-05 (7.3E-05) 弱透水 2-T 粉土质砂 4.14E-04 (5.2E-04) 中等透水 3 低液限粉土与粉土质砂互层 2.97E-04 (4.1E-04) 中等透水 4 （淤泥质）低液限粘土与低液限粉土互层 1.52E-05 (3.8E-05) 微透水~弱透水 5 低液限粉土夹低液限粘土、粉土质砂 2.87E-04 (4.4E-04) 中等透水 层1、层4赋水性较差，层2土层赋水性一般，其余土层赋水性较好。 3.6.5地下水水质及水、土的腐蚀性评价
由下表4表明：场地地下水对混凝土结构无腐蚀性；对混凝土结构中钢筋在长期浸水条件下有弱腐蚀性，在干湿交替环境下有强腐蚀性。由于勘区为海滩，勘探深度范围内地下水均为第四系孔隙潜水，地下水主要由地表水海补给，且本场地及附近无污染源，根据上述条件及环境地质可以推断场地土对混凝土结构无腐蚀性；对混凝土结构中钢筋在长期浸水条件下有弱腐蚀性，在干湿交替环境下有强腐蚀性。
表3-4场地地下水对建筑料腐蚀性评价表
按环境类型水对混凝土结构的腐蚀性评价 环境类型 Ⅱ类（基础直接与地下水接触，处于湿润区，含水量≥30%弱透水土层） 腐蚀介质 SO42-(mg/L) Mg2+(mg/L) NH4+(mg/L) OH-(mg/L) 矿化度(mg/L) 分析结果 392.4~451.4 432.3~463.2 0.23~0.31 未检出 12900~13700 11