南京河西地区软土地层特征及工程特性研究.pdf

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1、第５７卷第４期地质论评ＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬＲＥＶＩＥＷＶｏｌ．５７Ｎｏ．４２０１１年７月Ｊｕｌｙ２０１１南京河西地区软土地层特征及工程特性研究１，２，３）１，２）１，２）１，２）侯晓亮，赵晓豹，李晓昭，李家奇１）南京大学—华东有色地勘局地下空间与地质环境研究所，南京，２１００９３；２）南京大学地球科学与工程学院，，南京，２１００９３；３）合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥，２３０００９内容提要：南京河西地区软弱土层性质复杂。为对工程建设提出针对性的设计和治理措施，有必要对该地区软弱土层成因及工程特性进行全面、系统的研究。本文主要针对河西地区地层结构及沉

2、积演化特点，对软弱土层的物质成分、微结构特征以及土的渗透、压缩、强度、灵敏度和蠕变特性进行了分析。结果表明河西地区软弱土层属于河漫滩沉积，其沉积过程与河道变迁密切相关，具有沉积年代新、结构成熟度低、厚度变化大、土层分布不均并夹有砂透镜的特点。软弱土层属于欠固结土，粘土矿物以伊利石为主，具有中等—高灵敏性和低—中等次固结特性。关键词：河漫滩；淤泥质粉质粘土；工程特性；欠固结土软土具有压缩性高、含水量大、强度低和透水性差的特点。目前国内关于上海、浙江沿海、闽东南沿海、长江下游流域等地区软土工程特性的研究成果很多（孙更生等，１９８４；梁国钱等，２００２；刘慧明

3、等，２００５），但从地质与工程特征系统开展一个地区软土特性的研究则很少。南京市河西新城区（以下简称“河西地区”）位于南京主城西部（图１），东依外秦淮河，西临长江，北起三汊河口，南到秦淮新河，区２２域面积９４ｋｍ（其中陆地面积５６ｋｍ，江心洲、潜洲２及江面３８ｋｍ），规划人口近６０万。河西地区位于长江东侧凸岸，区内沟、塘等地表水系发育，地势宽广低平，地面高程在５２１～７７０ｍ之间。在地貌单元上，河西地区属于长江漫滩区，其新近沉积的漫滩软土极为软弱，且分布极不均匀。这种软土的存在对河西新城区的开发将产生不良的工程地质作用，影响建筑物的安全。尤其像地铁这类

4、线性工程，跨越地质单元多，沿线的土层结构变化大，地质条件复图１南京河西区位置示意图Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｍａｐｏｆｔｈｅＨｅｘｉａｒｅａ（ｗｅｓｔｏｆ杂。许多城市的建设经验表明，软土地区的地铁工ｔｈｅＱｉｎｈｕａｉＲｉｖｅｒ），Ｎａｎｊｉｎｇ程建设在施工期和运营期都会产生较大的地层沉降。南京地铁１号线西延段穿越南京河西地区，所最大沉降量１９１ｍｍ，最大沉降差１７２ｍｍ。区间面临的地层沉降问题，不仅形势严峻，而且十分复隧道如此大的、长期发展的沉降和沉降差将会对地杂。通过对一号线河西区间隧道底板监测资料的分铁安全接头防水性能及耐久性等构成严重威胁。而析

5、，本研究小组发现南京地铁１号线西延线隧道底在西沿线隧道产生较大沉降和沉降差危害的影响因板已产生三个明显的沉降槽，具体位置见图２。注：本文为国际科技合作项目（编号２００９ＤＦＡ２６８０）和合肥工业大学校基金（编号２００９ＨＧＸＪ００６０）的成果。收稿日期：２０１００３１７；改回日期：２０１１０２０２；责任编辑：章雨旭。作者简介：侯晓亮，男，１９７８年生。博士研究生，主要从事工程地质方向科研与教学。Ｅｍａｉｌ：ｘｌｈｏｕ２００８＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ。第４期侯晓亮等：南京河西地区软土地层特征及工程特性研究６０１粉细砂层，厚约２０～４０ｍ，呈灰色，粒度均

6、匀，局部夹有厚约２ｍ左右的淤泥质土透镜体（多数呈流动状态）；底部为砂砾层和砂性土，其中砂砾层主要成分是粗砂、砾砂和圆砾。砂性土为中粗砂夹淤泥质透镜体，厚约１０ｍ左右，淤泥质土透镜体位于其顶部，分布变化较大。表１揭示的是南京地铁一、二号线河西部分站点淤泥质粉质粘土层与砂层厚度变化情况。由表１可以看出，各站点内漫滩相淤泥质粉质粘土的厚度变化较大，最厚达２１ｍ，而最薄仅为２４ｍ；砂层普遍较厚，多为３０ｍ以上。表１南京地铁河西段主要土层厚度（ｍ）分布Ｔａｂｌｅ１Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈｔｈｉｃｋｎｅｓｓ（ｍ）ａｌｏｎｇｔｈｅｗｅｓｔ图２南京地铁１

7、号线西延线隧道底板ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｌｉｎｅｏｆｔｈｅｓｕｂｗａｙＮｏ．１ｉｎＨｅｘｉａｒｅａ，Ｎａｎｊｉｎｇ沉降槽位置示意图奥体中集庆门中和Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｍａｐｏｆｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｔｒｏｕｇｈｓ土层元通站中胜站所街站心站大街站村站ａｌｏｎｇｔｈｅｗｅｓｔｅｘｔｅｎｓｉｏｎｌｉｎｅｏｆｔｈｅｓｕｂｗａｙ淤泥质粉２．４１８．２１２．５２１３．４１４Ｎｏ．１ｉｎＨｅｘｉａｒｅａ，Ｎａｎｊｉｎｇ质粘土层砂层４６．７３６３０３７．５５４．７４５．５素中，地质因素是其中的基本因素。一号线河西区段沿线土层分布见图３，其中淤因此，系统的研究分析

8、地铁等线性工程所穿越泥质粉质粘土层厚度在局部地段变化剧烈，如图３的河西地区软土的