東海島軟基處理項目三期勘探方法的評價探討

[摘要]2018年7月，中德共同簽署非約束性合作諒解備忘錄。德國巴斯夫項目作為國家重大戰略項目，將在廣東省湛江經濟技術開發區東海島石化產業園建設全球領先的一體化石化項目。為了滿足工程建設需求，需采用鉆探的方式查明場地內巖土層分布特征，為東海島產業用地的軟基處理工程設計、施工和質量控制提供初步的資料和依據。

[關鍵詞]軟基處理；地下水；地表水；分析；探討

1.項目背景

湛江開發區是1984年11月29日經國務院批準設立的首批國家級經濟技術開發區之一，當年批準的開發面積為9.2km2。2006年6月26日，經國務院批準，湛江開發區在東海島擴區10km2。2009年10月，獲廣東省批準，湛江開發區與廣東省湛江東海島經濟開發區合并，組建新的湛江開發區。湛江開發區的管理范圍是中國目前最大的國家級經濟技術開發區之一。建區多年來，湛江經濟技術開發區以國家產業政策為導向，認真貫徹落實“以提高吸收外資質量為主，以發展現代制造業為主，以優化出口結構為主，致力于發展高新技術產業，致力于發展高附加值服務業，促進國家級經濟技術開發區向多功能綜合性產業區發展”的可持續發展方針，社會和經濟各項事業得到快速發展。

巴斯夫計劃在湛江建設包括100萬噸/年乙烯生產在內的13個石腦油裂解、石油和化工項目，2030年左右完工，項目投資總額預計將達到100億美元，而第一批裝置最晚將于2026年竣工。

湛江市東海島石化產業園區將引進德國巴斯夫等一體化石化產業，在石化產業進駐石化產業園區前，需對石化產業園區進行軟基處理，軟基處理包括填土造地和軟基處理兩部分工程，整理后場地滿足石化產業后續建設的用地要求。

湛江東海島產業用地分期實施，其中首期工程面積約23.1×104m2，于2019年底完成軟基處理施工，東海島產業用地二期工程面積約376.9×104m2，于2020年6月開始進行軟基處理施工，預計2021年6月底完成施工。

東海島產業用地三期工程占地總面積約27.5×104m2，三期范圍分兩個區域，其中Ⅰ區面積約22.7×104m2，Ⅱ區面積約4.8×104m2。場地內存在較厚的吹填土（淤泥）層、淤泥（夾砂）和淤泥質粘土層，需進行填土及軟基處理。

項目場地位于廣東省湛江市東海島的北部，場地北側、西側鄰規劃的東海島產業配套用地，南側鄰疏港公路和東海島鐵路，東側為正在施工的東海島產業二期用地。

1.1建設規模

東海島產業用地項目所在場地的土地屬國有建設用地，軟基處理工程分三期實施，其中：

首期工程占地面積23.1×104m2，2020年1月已完成施工并交付使用。

二期工程占地面積376.9×104m2，于2021年6月30日完成施工。

三期工程占地總面積27.5×104m2，分為三期Ⅰ區、Ⅱ區共2個地塊，其中：

（1）三期Ⅰ區面積22.7×104m2，于2021年12月30日完成軟基處理。

（2）三期Ⅱ區面積4.8×104m2，于2022年4月30日完成軟基處理。

產業用地三期Ⅰ區場地部分位于調山村內及調山村周邊蝦塘，部分蝦塘目前正在吹填土（淤泥或砂）形成陸域。Ⅱ區場地位于既有外海堤西側的魚塘區。產業用地場地軟基處理后滿足東海島石化產業園區的石化產業項目建設用地的要求。

1.2建設目標

東海島石化產業園區石化基地項目，是石化核心生產區用地，分三期實施，其中，產業用地三期場地總面積27.5×104m2，填土及軟基處理過程需土石方總量約189.5×104m3，其中疏浚土約55.1×104m3，中砂方約19.5×104m3，土方約113.1×104m3，石方約1.8×104m3。工程完成后，可實現以下目標：

（1）土地平整度、地基承載力和工后沉降等滿足石化產業園區后續用地要求，提供石化產業建設用地。

（2）為石化產業園區后續項目的進入奠定良好的基礎，提升區域的環境質量，促進石化產業園區社會和建設的發展。

2.關于東海島軟基處理項目三期項目勘探評價方法的分析

2.1勘探的目的任務

本次勘察目的是初步查明場地內巖土層分布特征，為東海島產業用地的軟基處理工程設計、施工和質量控制提供初步的資料和依據，主要任務如下：初步查明場地的巖土工程條件、各巖土層的地質成因，水平和垂直方向的排布，排水層和夾砂層的埋深和厚度，并提供各巖土層的物理力學指標；提供待處理軟土的先期固結壓力、壓縮性參數、固結特征參數和抗剪強度指標；根據場地的工程地質條件，對場地所存在的工程地質問題作出分析和評價；了解軟土下臥各巖土層的強度、變形特性，對其穩定性和沉降等問題作出評價，提出承載力以及與復合地基有關的摩阻力和端阻力設計指標；查明地下水的埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度。并判斷水、土的腐蝕性；查明場地的地形和地貌，調查場地周邊或場地內的地下管線等；查明場地地質構造、地震設防烈度、工程地震特征及不良地震情況；根據工程地質條件，對場地所存在的工程地質問題作出分析和評價，并提出在設計、施工中應注意的問題及建議。

2.2野外鉆探評價

場地共布置勘察鉆探孔106個，鉆孔編號ZK1～ZK106，其中控制性鉆孔46個，一般性鉆孔60個。鉆孔深度：一般性鉆孔為35.00m，且穿過軟弱土層進入下臥土層2.0m；控制性鉆孔為45.00m，且穿過軟弱土層進入下臥土層10.0m。采用HT-1型150m油壓鉆機，以回轉鉆進、泥漿護壁、全孔取芯的方法進行鉆探施工。

2.3土工試驗評價

根據不同土性及狀態采用不同的取土器采取土試樣，軟土采用薄壁取土器、一般黏性土采用厚壁敞口取土器重錘少擊方式采樣。原狀土試樣等級達到Ⅰ～Ⅱ級；砂樣利用鉆探巖芯采集。

其中6組樣兼作易溶鹽分析、43組樣兼作固結快剪、9組樣兼作無側限抗壓強度、6組樣兼作三軸固結不排水剪切（CU）試驗、9組樣兼作三軸不固結不排水剪切（UU）試驗、2組樣兼作有機質含量；取擾動樣79組（其中23組砂樣兼作黏粒含量試驗），地表水的腐蝕性分析樣2組、地下水的腐蝕性分析樣2組。

2.4野外試驗評價

根據工程需要，在野外進行標準貫入試驗（測定砂層及黏性土層的密實度）、十字板剪切試驗（測定軟土的靈敏度）、靜力觸探試驗（了解淤泥質土層的錐阻力和側阻力）。

3.場地工程地質條件評價

3.1氣象與水文

本區屬邊緣熱帶濕潤型氣候區，受海洋性氣候的影響，炎熱多雨，夏長冬短，多年平均氣溫22.7～23.5℃，極端最高氣溫38.5℃，0℃以下低溫極少見，多年平均降雨量1259.2～1704.0mm，降雨多集中于5～9月份。多年平均蒸發度1774.1mm。年平均風速3～4m/s，偏東風是主導風向，5～9月份吹東、東南風為主，10月至翌年4月吹北-東北風為主。6～10月常遭熱帶風暴（或臺風）襲擊，風力7～10級，最大12級以上，并伴有暴雨。冬天無降雪，偶有霜凍，不存在凍土。本區多雷暴，平均每年有雷日一百天以上。擬建場地及附近地表水體為海水及塘水，地表水與地下水水力聯系密切，對工程建設影響大。

擬建場地北側臨近湛江港，湛江港屬不規則半日潮港，平均高潮位3.4米、平均低潮位1.24m、最大潮差5.45m、平均潮差2.16m、平均海平面為2.20m。最高潮位為1980年7月22日的6.79m，最低潮位為1975年1月28日的-0.57m。區內最大漲潮流速0.5～0.7m/s，最大落潮流速0.5～1.3m/s。

3.2地形地貌

擬建場地地貌類型主要有湛江組臺地和海成階地，湛江組臺地主要分布在場地中部及南部，地形呈緩狀起伏；海成階地主要分布在場地北側及西側，地勢低洼平緩，北側部分場地已吹填形成陸域；場地內分布有蝦塘、墳地、北側臨近湛江港，南側地表存在大量硬砼、鋼筋等建筑垃圾。場地內存在光纖、高壓電線、抽砂管道（分布在北側吹填區內，敷設于地表）。

3.3區域地質構造

1.地層巖性：根據區域地質調查，區內地層為第四系全新統海相沉積層（Q4m）及第四系下更新統湛江組海陸交互沉積層（Q1zmc）。第四系全新統海相沉積層巖性主要有淤泥質土、中砂，湛江組海陸交互相沉積層巖性主要有粘土、粉質粘土、中砂和中粗砂等。①層雜填土場地施工106個鉆孔中僅6個鉆孔揭露，層厚0.80～4.20m；②層素填土場地施工106個鉆孔中共55個鉆孔揭露，層厚0.70～5.90m；③層淤泥質土場地施工106個鉆孔中共51個鉆孔揭露，層厚0.90～13.70m；④中砂場地施工106個鉆孔中共27個鉆孔揭露，層厚0.80～9.40m；⑤層中粗砂場地施工106個鉆孔中共57個鉆孔揭露，層厚0.60～13.00m；⑥層黏土場地施工106個鉆孔中共97個鉆孔揭露，層厚0.50～16.80m；⑥-1層中砂共52孔揭露，層厚或單層厚0.80～11.10m；⑦層黏土場地施工106個鉆孔中共105個鉆孔揭露，層厚1.00～35.50m；⑦-1層粉土共13孔揭露，層厚或單層厚1.50～15.65m；⑦-2層中砂共47孔揭露，層厚或單層厚0.40～10.10m。

2.地質構造：據1∶20萬區域地質資料，場區位于華南褶皺系雷瓊斷陷北部，基底是華南粵西加里東褶皺變質巖系的延伸部分。距場區較近、規模較大的區域性斷裂主要為北東向斷裂，北西向斷裂，臨近基底形成湛江斷陷。湛江斷陷是雷州半島新生代的局部斷陷，區域上該斷陷以多條基底斷裂構成基底斷層構造的格架。湛江市麻章區以南斷陷較深，新生代沉積層厚度達千余米。在麻章區至湖光鎮以西地區，基底斷裂的復活控制了新生代基性火山熔巖噴發，斷陷范圍內已發現第四紀火山口8座，并在湛江組中形成了近東西軸向的短軸平緩背斜及向斜。擬建場區未見區域斷裂分布，據地面調查和鉆孔的鉆探資料，地層中無構造形跡。

區域新構造運動主要表現為早更新世地殼的間歇升降活動，中晚更新世基底斷裂深切活動加強，并控制了多期次基性火山巖噴發；全新世地殼及地幔物質處于重力均衡調整活動狀態，地殼以間歇性緩慢上升為主；現代地殼以緩慢的差異升降活動為主，基底斷裂仍有弱的活動，導致地勢釋放并形成地熱異常區，小地震時有發生。

擬建場區在全新地質時期區域構造活動性弱，地殼穩定性較好，地質構造對建設工程影響小。

3.4地震烈度

雷州半島地區地震活動較為頻繁，根據湛江市地震局資料記載，自1356年有地震記錄以來共發生有感地震78次，其中歷史（1356～1970年）有感地震64次（震級M>4.5級14次，最大為5.75級）；現代有感地震（1971～1999年）14次。鄰區如北部灣、瓊州海峽等發生的強震對本區也有影響，但鄰區強震對本區造成的破壞烈度不超過Ⅵ度。

4.場地地表水和地下水對工程的影響

4.1地表水

場地內地表水體主要為蝦塘和淺海，場地內北側及西側主要為淺海，其余地段地表水體多為蝦塘，海水及蝦塘水與場地淺層地下水具密切水力聯系。

4.2地下水

在鉆孔揭露的土層中，地下水類型主要為孔隙潛水及孔隙微承壓水。孔隙潛水以同層地下水側向補給和降雨下滲補給為主，與海水、蝦塘水具互補關系，大氣蒸發、側向徑流是其主要排泄方式；微承壓水其補給來源以同層側向徑流補給為主，次為上層地下水下滲補給，側向徑流是其主要排泄方式。

為了解地表水（海水）與淺層地下水的補給關系，（引用本場地東北側工程資料，該工程名稱為：《東海島產業用地軟基處理工程（二期）吹填區圍堰工程》，工程編號為：201911ZTGC257）。T1觀測點位于場地東北側，距場地東北側紅線角點約740m；T2觀測點位于場地東北側，距場地東北側紅線角點約1.3km；T3觀測點位于場地東側，距場地東側用地紅線直線距離約2.2km；3個監測點對地下水位和潮水位同時觀測，地下水位隨潮水位升高而升高，觀測結果見表3-1。

4.3地下水位

勘察期間測得鉆孔終孔混合水位埋深為0.00～4.80m（平均2.15m），水位高程為0.74～8.04m（平均4.89m）。地下水位隨氣候及漲退潮而變化，潮汐對地下水位影響明顯，在勘察期間，測得潮差約2.50m。

4.4地下水對樁基設計和施工的影響

地下水對樁基具上浮作用，如采用樁基礎，在樁基礎設計時應計算浮力。地下水埋藏較淺，本工程屬軟基處理工程，采用不同的處理方案時，應考慮地下水對軟基處理的影響。

5.場地及周邊不良工程地質現象

擬建場地原屬淺海灘涂地貌，原始地面較為平緩，后經圍堰造陸形成建設用地。鉆探時測得鉆孔孔口地面高程為-1.73～8.77m；經鉆探及野外地質調查，擬建區及周邊數百米范圍內未見有水下沖溝、活動斷裂、泥石流、危巖、采空區等不良地質作用，但場地北側ZK5～ZK9、ZK14～ZK18、ZK23～ZK27地段原為淺海，后經人工吹填形成陸域，吹填物主要為砂土及少量黏性土，填土厚度3.8～7.3m，屬暗塘。③層淤泥質土在強震作用下具震陷性；④層中砂為可液化土，液化等級總體屬輕微—中等。但經加固、地基處理或樁基礎可消除其對建筑物危害，故不良工程地質現象對本工程建設影響較小。

6.軟基處理方案

場地局部地段位于不良工程性質的③層淤泥質土及④層可液化砂土層上，這兩層力學強度低，工程性質差，建（構）筑物建成后形成堆載加壓易引起下沉及側脹位移，加上填土自重沉降影響，會有緩慢而長期的沉降過程。為消除沉降影響，對①～⑥層進行地基處理加固，處理方法有高壓注漿、深層攪拌法等，以⑦～⑦—2層聯層作地基處理的持力層。

7.結語

總而言之，通過一系列的勘察手段，基本查明擬建場地的地質情況，為東海島產業用地軟基處理工程三期項目提供了設計依據，為項目的正常進行提供了保障。

[參考文獻]

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