论人工岛上建筑物的勘察

贾显卓，郭东升

（河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质队 秦皇岛市 066000）

随着经济的发展，人们物质生活水平的提高以及沿海地区人口的日益稠密，土地资源的日趋紧张，人类的生活空间正变得越来越小，迫使人们不断向海洋拓展，为旅游、休闲、居住不断营造新的空间。因此，在世界各沿海地区建造人工岛的要求变得越来越迫切。人工岛是在近岸浅海水域中人工建造的陆地，它不同于天然形成的岛屿，而是采用土木工程技术，人工建成高于海平面具有一定面积的陆岛。在人工岛上的建筑物有别于陆地上的建筑，人工岛一般由人工吹填的砂和大块碎石堆填而成，而不像天然岛屿多为原始土层，地层稳定，分布均匀。因此，我们要克服回填深度大、钻进困难以及海洋气象等因素，查明回填厚度、地基的稳定性和回填土的承载力。以下通过葡萄岛B、D 半岛别墅和办公楼项目来阐述一下人工岛上建筑物勘察的方法及特点。

1 工程概况

葡萄岛位于秦皇岛市抚宁县南戴河旅游区洋河口西侧约5 公里处，葡萄岛路正南的近海海域，属规划的北戴河新区，海岸线12.5 km，整个海岸呈东北至西南走向，位于北纬39°45′线附近，整个海域面积19 744 hm2，本海域砂软潮平，适合旅游度假休闲。（见图1）

葡萄岛已初步回填完毕，回填区域已经反复碾压，道路平整，半岛B 和半岛D 位于葡萄岛的西北方，为两个长方形半岛，半岛B 面积215.0×50.0（m×m），包括27 栋别墅和1 栋会所；半岛D 面积328.0×60.0（m×m），包括两栋办公楼、24栋别墅和1 栋会所；其中办公楼平面尺寸为30×16.5（m×m）。竣工后半岛B 地面高程为5.48 m，半岛D 地面高程为5.18～5.48 m。

2 岛上建筑物的勘察特点

本场地为围海造地的人工岛，主要以人工回填碎石土为主，表层已经碾压。碎石土具有粒径、密实度不均的特点，力学性质差别较大，容易造成地基承载力的较大偏差、基础形式的不正确选用、地基不均匀沉降及失稳等质量和安全问题，因此要选择有针对性的工作方法进行评估。

图1 葡萄岛地理区位

由于碎石土的结构性质特点，原状土很难取到，室内试验难以取到相关数据，一般测试碎石土的参数，最直接的方法就是载荷试验，而在勘察阶段最快速简便的方法则是动力触探测试。运用动力触探结合钻探等手段，对碎石土的粒径、形状和密实度等做好详实的记录。

在野外钻探中我们发现人工填土中有碎石屑和砂土充填，而和它临近的老土层也是砂土，所以在野外描述时要认真区分。首先看动触击数，击数大小不定，变幅较大，则为吹填砂土；若击数比较稳定，变幅不大，则应为原始土层。再取样看成份和均匀性，一般海底原始土为海相沉积，砂土里含有贝壳之类的海积生物残骸，分布均匀连续，颜色单一；人工填土则会出现颜色互层现象，分布不均不连续，有的深度含海积生物残骸，有的深度没有。

根据钻探揭露、现场原位测试和室内土工试验结果综合分析，在场地勘察深度范围内地层可分为：

从上述勘察结果可以看出人工填土层较厚，密实度不均。结合本工程的特点，首先就要考虑采用天然地基，看碎石土的地基承载力能否满足要求。

图2 地层剖面图

地基承载力在工程地质勘察中是一项重要的问题，是建筑物基础设计的重要参数。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中说明，划分碎石土密实度的主要依据是重型圆锥动力触探锤击数N63.5，《规范》是根据以往已积累的大量的动力触探锤击数N63.5 与承载力标准值fk 的资料数据，制定了按N63.5 划分碎石土密实度的标准（见表1）。碎石土的承载力主要与密实度有关，也正说明了碎石土的承载力与动力触探锤击数N63.5 有关。从图3 动力触探锤击数N63.5 与承载力fk 的关系图分析，所构建的数学模型可综合简化成两个类型：

其中a，a0b，b0利用最小二乘法可解，本场地的动力触探的数据统一为N63.5 修正后平均值12.5 来进行承载力计算。考虑海水冲刷和水位变幅的作用，应对安全系数α 适当增大取3。最终计算fk=160 kpa，完全可以满足本项目的承载力要求，所以可以采用天然地基，后期可用平面静载试验来检验。

图3 动力触探锤击数与承载力关系图

3 勘察注意事项

海岛上勘察与陆地勘察有所不同，在工作中应统筹考虑天气、风向、潮汐、海水盐度等因素的影响，合理安排工作。

根据以上资料结合本工程实际，值得注意以下几个问题：

3.1 风向和潮汐对施工的影响

本场地勘察期间地面标高为1.70～2.44 m，场地高程低于高潮时水位，因此涨潮时就会淹没部分未勘察区域。在安排施工进度时应充分考虑潮

水涨落和风对潮水流向的影响，按每天潮水涨落的时间和向岸上蔓延的速度统筹安排。合理安排工期，加快施工进度，提高工作效率。

3.2 海水对建筑的影响

海水水位受潮汐影响，按周期变化，人工岛上以碎石回填为主，渗透性好，地下水和海水联通，水位和海水面接近，实测地下水位变幅较大。如按陆地勘察抗浮水位应选取实测最高水位，但海水存在潮汐变幅，实测水位并非是最高水位，最高水位应为海洋潮汐资料中最大潮时的水位，因此在考虑抗浮时，要掌握详细的潮汐资料，给出准确的抗浮水位。

本场地地下水为海水且水位较高，基于干湿交替和长期浸水的情况下，腐蚀性上要对其做好充分的评估。

3.3 高程系统

一般水工构筑物和建筑物应以地理潮水面为高程系统零点，这不是我们在陆地上施工时使用的1985 黄海国家高程基准，这个高程系统比黄海高程系统低0.835 m，在编写勘察报告时一定要注意标明，并按一个高程系统作图。

4 结 语

随着沿海地区围海造地建设的增加，海岛上建筑勘察的项目日益增多，通过上文可以看到人工岛上建筑物的勘察通常要对填海方式和海洋环境等做详细的了解和掌握，以免在工程勘察的过程中出现纰漏，影响施工质量和进度，希望对本区域类似项目能有一定的借鉴意义。

[1] 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）[S].

[2] 张云峰，赵环金.碎石土勘察的主要问题[C].

[3] 李奇峰，梁收运.圆锥动力触探成果在碎石土勘察中的应用[C].中国科技论文在线.2008（7）.