北海沙坝沉积地层建筑物基础的岩土工程分析与评价

  1.1研究意义

  随着社会需求的增大，沿海工程建设纷纷延伸到海岸带。北海三面环海，陆域土地空间发展有限，工程建设向海岸带（北部海岸、南部海岸、外沙岛）发展，许多称为海景房的高层建筑正在海岸带拔地而起，在南部海岸有银滩一号、三千海等，在北部海岸有北部海一号、阳光海岸等，外沙岛有碧海雅轩、抬景尚岛等。外沙岛位于北海市北岸，四面环海，呈带状，是中全新世海侵形成的海积沙坝，晚全新世海岸抬升形成了一级海积阶地，沙现与海岸间形成了湾湖沉积。年，外沙岛北侧经人工吹沙填海，周围修建防波堤，形成长宽大于的新外沙岛。外沙岛南岸（内侧）湾湖海域为北海外沙岛内港航运区，是北海港老港区，只有外沙桥把外沙岛与北海市区联接起来。北海市在对海岸带的开发建设中，对外沙岛进行规划设计和改造。利用外沙岛的观海优势、渔港优势、美食优势及〃蛋家〃风情优势，将外沙岛建设为中国最大的海鲜集散地及世界海鲜餐饮文化区。岛内主要包括两个区域：东区是海鲜主题乐园，包括风情各异的高档海鲜酒楼、珍珠市场、干海味市场、活鲜市场及土特产商行等；西区是以运动为主题的休闲度假酒店群。在海岸带进行工程建设的问题是：海岸带岩土工程条件复杂，地下水与海水水力联系密切，地下水动态受到潮汝效应的影响，地基基础及基坑工程施工难度非常大，处理不当就会产生结构失稳、渗透变形等问题。上海、天津、深圳、青岛等沿海城市在海岸带工程建设中积累了大量的临海工程的桩基础、基坑工程、地基处理等经验，北海在这方面的研究相对较少。北海外沙岛沙坝沉积地层场地的岩土工程条件有其地域的特殊复杂性：上部第四系沉积砂层较松散，力学性质差，在地震作用下饱和砂土有液化的可能，湛江组顶部粘土隔水层受剥烛缺失，使第四系松散砂层的潜水含水层与湛江组碌（粗）砂的承压含水层相通，造成上部含水层超过，地下水与海水有密切的水力联系，地下水位接近地面。建设场地受海洋水文环境条件的影响，建设施工需要考虑潮汝、海浪、风暴潮、海水侧向渗透力的影响。通过本课题的研究，研究北海外沙岛沙现沉积地层场地复杂的岩土工程条件，进行该场地的岩土工程分析评价，借鉴国内其他沿海城市海岸带工程建设成功的经验，结合该场地的实际情况，选择适合该场地的基础方案、基坑支护、止、降水方案。为北海沙规沉积地层场地的工程建设提供参考。

  1.2国内外研究现状

  在《岩土工程基本术语标准》中岩土工程释义为“土木工程中涉及岩石、土的利用、处理或改良的科学技术”。中国土木建筑百科词典对岩土工程的释义为“以工程地质学、土力学、岩石力学及地基基础工程学为理论基础，以解决和处理在建设过程中出现的所有与岩体和土体有关的工程技术问题的新的专业学科。”在《岩土工程》一本中，高大剑对“岩土工程”的定义概括为三个层次：岩土工程是以土力学与基础工程、岩石力学与工程为基础，并和工程地质学密切结合的综合性学科；岩土工程以岩石和土的利用、整治或改造作为研究内容；岩土工程服务于各类主体工程的勘察、设计与施工的全过程，是这些主体工程的分支部分⑴。世纪年代末至年代初，土力学及基础工程、工程地质学、岩体力学三者结合，应用于土木工程形成岩土工程学科。岩土工程是以求解包括地基与基础、边坡和地下工程等岩、土体工程问题作为自己的研究对象，运用工程地质学、土力学、岩石力学等解决工程中岩土的工程技术问题。岩土工程学科的发展有赖于出现在土木工程建设中的岩土工程问题的解决。岩土工程学的体系主要包括：一是按工作内容划分的岩土工程勘察、设计、施工、检测及管理；二是按工程类型划分的地基工程、边坡工程、洞室工程、支护工程及环境工程。世纪一世纪，出现了许多著名理论，有了施工机械、完成许多铁路、水利、土木工程。土力学理论上最早贡献的是年库伦建立的库伦定律，年，达西建立了渗透理论一达西定律，年，朗肯建立了土压力理论。美国人开始采用人工挖孔桩及沉管灌注桩技术，俄国人提出了混凝土灌注桩技术，我国修建了京张铁路。世纪以来，岩土工程得到很大发展。提出圆弧滑动分析理论，太沙基研究有效应力原理、发展一维固结理论，发表了著作一《土力学》。我国岩土工程的发展，近年以来是围绕着土木工程建设中解决的岩土工程问题而发展。改革幵放前，岩土工程研究主要集中在水利、铁道和矿井工程建设中的岩土工程问题，改革开放后，高层建筑、城市地下空间利用和高速公路的发展，岩土工程研究较多集中在建筑工程、市政工程、交通工程建设中的岩土工程问题。现代土木工程建设的功能化、城市立体化、交通高速化，以及改善综合居往环境。大城市在数量和规模上的发展，人类不断拓展新的生存空间，开发地下空间，向海洋拓展，修建跨海大桥、海底險道、人工岛，改造沙漠，修建高速公路及高速铁路等。在周期荷载或动力荷载作用下，岩土材料的强度和变形特性，与在静荷载作用下的有许多特殊的性状。动荷载类型不同，土体的强度和变形性状也不相同。在不同类型动荷载作用下，它们共同的特点是都要考虑加荷速率和加荷次数等的影响。近二三十年来，土的动力荷载作用下的剪切变形特征和土的动力性质（包括变形特征和动强度）的研究已得到广泛开展。随着高速公路、高速铁路以及海洋工程的发展，需要了解周期荷载以及动力荷载作用下地基土体的性状和对周围环境的影响。特殊岩土工程问题的研究，是岩土工程研究的重要方面。如：库区水位上升引起周围山体边坡稳定问题；越江越海地下随道中岩土工程问题；超高层建筑的超深基础工程问题；特大桥、跨海大桥超深基础工程问题；大规模地表和地下工程开挖引起岩土体卸荷变形破坏问题。每一个特殊岩土工程问题的解决，都是岩土工程发展的一个里程碑。

  2.1 地理位置

  北海市位于我国大陆南端的北海半岛，颜临北部湾，三面环海。外沙岛位于北海市区北面，呈长条形，东经°—°，北讳°一°，长约，宽约。外沙岛与陆岸之间为外沙内港，北面为北部湾海面，西面为地角镇，外沙岛通往北海市区惟一的一座桥梁是外沙桥（见图1-1）。

  2.2 地形地貌

  北海半岛主要为滨海平原地貌单元，地势平坦，总的趋势为由北向南微倾斜，高度为海拔左右，南部起伏较小，相对高差，北部起伏略大，相对高差。北海的海岸地貌类型主要为分布于冠头岭诸丘陵，自地角嘴至南、万一带的基岩岬角岸段，分布于冠头岭岬两侧的海岸为沙坝一湾湖岸段见图1-2。外沙沙坝一宵湖发育于北部岸线上，沙现长宽左右，宵湖宽。外沙沙现为中全新世晚期产生海侵形成滨海沙堤，沙现直接覆盖于湛江组地层上。晚全新世，由于海岸抬升使中全新滨海沙堤成为一级海积阶地，并于一级海积阶地外缘滨海地带又形成了上全新统沙堤、潮间海滩。按形态分析，外沙沙现是在地角嘴岬角的基础上发育起来的，随着沙嘴的不断增长，封闭了地角嘴东侧的小海湾，形成了栏湾沙现。年在湾湖内开挖为北海内港，将外沙至地角的沙顼挖开，建成西口门，与外港相连。年内港两岸修建了海堤。年在外沙北侧进行大规模的吹沙填海，并修建了防浪海堤，形成现在的外沙岛。外沙岛四面环海，占地面积亩，海岸线长约地形平坦，岛内主要包括两个区域：占地亩的东区是海鲜主题乐园；占地亩的西区，是以运动为主题的休闲度假酒店群。某场地北侧边线距海岸徒坎约相当于高潮时海水距离），南侧边线距海岛南岸约；场地高程略高于高潮线高程。场地地面较平坦，场地标高一般为3.7-4.3m。

  3.1 勘察方法

  3.2 室内处理

  3.3 资料来源

  3.4 研究方法

  4.1 岩土层特征及分布

  4.2 岩土参数的统计分析

  4.3 岩土设计参数的确定

  6 场地稳定性与适宜性评价

  7 天然地基评价

  8 桩基础评价

  9 基坑工程的分析评价