南沙新區萬頃沙組砂土工程地質特性及液化判別

■歐龍軍　歐樹召（中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院北京00083；廣東省工程勘察院廣東廣州5050）

南沙新區萬頃沙組砂土工程地質特性及液化判別

■歐龍軍1歐樹召2
（1中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院北京100083；2廣東省工程勘察院廣東廣州510510）

廣東省南沙新區作為第六個國家級新區，在地區發展和國家戰略中發揮巨大的作用。萬頃沙組地層在區內廣泛分布，該層主要有淤泥土、粉質粘土及粉細砂組成，較厚的軟土層可能導致地面沉降、邊坡失穩及砂土液化等地質災害。本文以萬頃沙組中粉細砂②3層為研究對象，分析砂層的工程地質特性，給出地基承載力特征值。通過室內試驗及現場標準貫入試驗數據，對該層土進行液化判別和分級。結果表明，粉細砂②3層為液化土層，液化等級為輕微。研究結果對本區的巖土設計及工程施工有一定的指導意義。

萬頃沙組砂土液化標準貫入試驗

1　前言

南沙新區位于廣東省廣州市，是繼上海浦東新區、天津濱海新區、重慶兩江新區、浙江舟山群島新區和蘭州新區之后的第六個國家級新區，在地區發展和國家戰略中發揮巨大的作用[1]。南沙新區的地形地貌為海沖積平原，地層主要由第四系和燕山期花崗巖組成，海邊廣泛存在萬頃沙組地層，其軟土發育，厚度較大，含較多粉細砂[2,3,4]。軟土層和砂層使得地基不穩，可能出現地面沉降、邊坡失穩及砂土液化等地質災害[5,6]。

本文以萬頃沙組中的粉細砂層為研究對象，通過室內試驗及現場標準貫入試驗數據，分析砂層的工程地質特性，并根據國家現行標準對其進行液化判別，對本區的巖土設計及工程施工有一定的指導意義。

2　工程地質條件

根據鉆孔資料，巖土層自上而下劃分為人工填土、第四系海陸交互相沉積層、和燕山三期侵入巖共三大類，典型地層剖面見圖1。

圖1　研究區地質剖面圖Fig.1 geological section of study area

萬頃沙組地層中含較多粉細砂層，層厚一般0.70～9.40m，平均5.84m?；野咨?，灰黑色，飽和，稍密，成分主要由石英顆粒組成，顆粒均勻，級配較差。

取該層土樣4組，其水上坡角38°，水下坡角32°，野外標準貫入試驗實測擊數11～16，建議地基承載力特征值fak=180kPa。

3　室內試驗及原位測試

3.1室內試驗

室內篩分試驗數據見表1，表中可以看出，該層粉細砂粉粒組（<0.075mm）含量為47.5%，在粒徑級配曲線上采用直線近似的得出d10、d30、d60并計算得不均勻系數及曲率系數：Cu=d60/d10=7.2，Cu=d60/d10=7.2。根據土力學中定義，級配良好砂是指Cu>5且Cc=1~3的砂土[7]。因此，該粉細砂為級配不良。

表1　粉細砂粒徑分析

圖2　粉細砂的粒徑累計曲線Fig.2 grading curve of sand

3.2標準貫入試驗

分別在研究區6個鉆孔中，對粉細砂②3層進行標準貫入試驗，其標準貫入擊數分別為：12.0、11.0、12.0、13.0、13.0、14.0。

4　砂土液化判別

4.1規范法

該粉細砂層埋深為15～20m，根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010），計算液化判別標準貫入錘擊數臨界值的公式為[8]：

式中：N0為液化判別標準貫入錘擊數基準值，本場地地震設防烈度為7度，設計地震加速度值為0.10g，設計地震分組為第一組，因此N0=6；ds為標準貫入點深度，按最不利考慮取15.0m；ρc為黏粒含量百分率，砂土時取為3。代入上式，得Ncr=24。

實際的標準準貫入擊數（未經桿長修正）分別為：12.0、11.0、12.0、13.0、13.0、14.0，均小于Ncr，因此該層粉細砂為液化土。

4.2液化等級的劃分

對于存在一層液化土層的地基，按下式計算各個鉆孔的液化指數：

式中：IIL為液化指數，N、Ncr為標準貫入擊數的實測值和臨界值，d為試驗點所代表的液化土層的厚度，W為土層厚度的層位影響權函數值，判別深度為20m時，當該層中點深度不大于5m時取10，等于20m時取0，5～20m時按線性內插法取值。

根據粉細砂②3層的厚度及埋深情況，計算6個鉆孔的液化指數見表2。

根據液化等級判別標準，判別深度為20m時，0

表2　液化指數計算表

5　結論

（1）粉細砂②3層在本區廣泛分布，平均厚度5.84m厚度較大，基礎設計與施工時應采取相應措施減少地基產生不均勻沉降。

（2）室內試驗結果表明，粉細砂②3層粉粒含量高達47%，建議其承載力標準值取130KPa，樁側摩阻力標準取30KPa。

（3）根據規范法判據，粉細砂②3層為液化土層，經計算，各個鉆孔的液化指數為0.2左右，液化等級為輕微。

[1]劉祝斌.國家級南沙新區發展戰略問題研究[D].華南理工大學碩士論文，2013.

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[8]中華人民共和國住房和城鄉建設部，建筑抗震設計規程（GB50011-2010）[S].北京：中國建筑工業出版社.2010.

P5[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-5-2