【文章內(nèi)容簡介】 淺灰、棕紅至褐黃色陸相成因的粘性土，粘性土近岸發(fā)育，下部為沖積成因的中密至密實狀粉細(xì)砂構(gòu)成，分布不連續(xù)。全新世早期（Q41al）沉積屬海相沉積，以砂、粘土夾砂為主，局部缺失。中晚期（Q42m）主要以海相的軟土為主，厚度較大，最厚達(dá)35m，沉積物中含植物、蠔、蚌殼等殘體。表32 中生界地層界系統(tǒng)地層名稱地層代號厚度(m)地層巖性中生界白堊系下統(tǒng)百足山群上亞群K1bzb507礫巖，含礫粗粒石英砂巖，粗中粒雜砂質(zhì)石英砂巖，中粒長石石英砂巖，砂質(zhì)石英粉砂巖，凝灰質(zhì)長石石英粉砂巖，粉砂頁巖。下亞群K1bza429復(fù)成分礫巖，粗粒礫質(zhì)雜砂巖，細(xì)粒長石石英砂巖，砂質(zhì)長石石英粉砂巖，石英巖狀砂巖。侏羅系上統(tǒng)高基坪群上亞群J3gjb818石英礫巖，石英砂礫巖，中細(xì)粒石英砂巖，砂質(zhì)石英粉砂巖，粉砂質(zhì)頁巖，安山質(zhì)角礫晶屑凝灰?guī)r，含流紋質(zhì)角礫玻屑晶屑凝灰?guī)r。下亞群J3`b1764復(fù)成分礫巖，細(xì)粒長石石英砂巖，砂質(zhì)石英粉砂央地，粉砂質(zhì)頁巖，安山質(zhì)角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r，流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，安山質(zhì)凝灰角礫巖。下統(tǒng)金雞組Jij228中粒長石石英砂央地，中細(xì)粒石英砂巖，細(xì)粒石英砂巖，泥質(zhì)石英粉砂巖，粉砂質(zhì)泥頁巖。 第四紀(jì)巖土的發(fā)展歷史第四紀(jì)以來，南海北部陸架區(qū)發(fā)生了幾次海平面升降變化，經(jīng)歷了較大規(guī)模的海退成陸過程，晚更新世以來地質(zhì)環(huán)境的演變決定了該區(qū)域一些海洋災(zāi)害地質(zhì)的發(fā)生與發(fā)展。根據(jù)收集該區(qū)域鉆孔資料顯示，從晚更新世至全新世以來珠江口的地層經(jīng)歷了一個從“海侵—海退—海侵—高水位”沉積的過程,即上部為全新世以來的淤泥質(zhì)沉積，中部為晚更新世末—早全新世海退時期出露花斑狀粘土和粘土質(zhì)砂， 下部為晚更新世海侵所形成的淤泥質(zhì)粘土、粘土沉積，在基巖的上部往往為古珠江的沖積砂質(zhì)沉積。珠江三角洲沉積物孢粉反映，晚更新世中期的亞間冰期，氣候變暖，本區(qū)發(fā)生了禮樂海進(jìn)，形成了古珠江河口灣，海水沿著河道溯源而上，沿東江深入到博羅縣鐵場一帶，沿北江抵達(dá)三水縣西南鎮(zhèn)，海水淹沒了近海平原，由于眾多的臺地或山地的存在，當(dāng)時形成一個指狀河口灣，海面高程為?～?。順德大良蠔殼14C年齡為27390177。500aBP。海進(jìn)初期可形成一些湖泊，其充填物多為泥， 含水率高，為軟弱層；此階段珠江口主要沉積了粘土。晚更新世末期至全新世初期，全球氣候急劇變冷，進(jìn)入玉木冰期的第二亞冰期，距今約24000～8000a。此時氣候寒冷，出現(xiàn)大幅度海退，現(xiàn)今的大陸架平原露出海面，海平面下降120～150m，當(dāng)時古海岸線向外推移100—200km，南海珠江口外陸架ZQ3孔10～12m沉積物為濱岸沼澤相沉積，屬晚更新世低海面期。三角洲平原面受到侵蝕，地勢較高處的沉積物則風(fēng)化形成花斑狀粘土層，這時本區(qū)陸相堆積較旺盛，陸架上發(fā)育各種河流，形成了寬闊的河道，河流的地質(zhì)作用比較強，主要表現(xiàn)為侵蝕、搬運和堆積作用，形成了南北向和北西向為主的古河道。在古河道上游地段河流下切侵蝕作用活躍，尤其是流經(jīng)虎門和磨刀門一帶的古河道下切深度大，河道中沉積物較粗，填充于古河谷內(nèi)的河床質(zhì)砂或砂礫體上層，經(jīng)年齡測定，這些陸相堆積層年代約為15000aBP，與上述年代近似。河流還常演變?yōu)楹?；河道和湖泊沉積物中以富含有機(jī)質(zhì)的陸源碎屑沉積物為主，這些有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過細(xì)菌分解會轉(zhuǎn)化為淺層氣。此階段珠江口沉積了陸相含砂粘土或砂質(zhì)粘土，屬于河相堆積與風(fēng)化階段。全球氣候進(jìn)入到全新世冰后期，隨著氣候轉(zhuǎn)暖，海面開始回升，距今6000～7000a，海平面達(dá)到3～4m位置，此時海侵達(dá)較大范圍。由于海平面的上升，河流侵蝕基準(zhǔn)面抬高，河流地質(zhì)作用強度減弱，輸沙量減少，顆粒變細(xì)，此階段在珠江口古河道上沉積了以濱海相和淺海相的粘土質(zhì)粉砂為主的砂粘土、粘土和粉砂質(zhì)粘土。冰后期晚期以來，珠江三角洲地區(qū)海面只有小的波動上升，屬間歇性海平面升降，出現(xiàn)淺海環(huán)境，此階段珠江口為咸淡水交匯的河口灣環(huán)境，沉積速率顯著加快，海面上升速度減緩，沉積速率逐漸超過了海面上升速度，砂體相繼成陸，河口淤積，三角洲平原不斷向海伸展。本區(qū)逐步沉積了粘土、砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)土淤泥，它們將大部分古河谷砂礫層覆蓋，不斷填充這些水下負(fù)地形、河谷，其覆蓋厚度由北向南逐漸減??；此時期強潮流、底流作用在口門外形成輻射狀的潮流沙脊群，覆蓋于中全新世海侵時期的古珠江三角洲上。同時隨著海平面的上升，一方面引起海灘水下部分的上移，意味著海岸線將向陸地方向推移，同時加強了近岸波浪的作用，造成岸灘侵蝕；另一方面波浪頻率增大，海灘沙被帶至瀉湖或平原區(qū)，加劇了岸灘的蝕退。圖4 橋址區(qū)等深線(黃線1～4m,綠線5～9m，青線10～14m，藍(lán)線15m及以上) 第四紀(jì)巖土工程特性～，按成因時代、巖性特征可劃分為5個大層組。其中，第一層組為全新統(tǒng)海相沉積的淤泥、淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粘土夾砂等軟土，工程性能極差；第二層組主要為晚更新統(tǒng)晚期陸相沉積的軟～可塑狀粘土，其埋藏淺、層厚較薄、分布不均勻；第三層組主要為晚更新統(tǒng)中期海相沖積的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土和軟～可塑狀粘土，以軟弱～中軟土為主，工程性能亦很差；第四層組為晚更新統(tǒng)早期河流相沖積物，以中密～密實砂類土為主，承載力較高，在基巖埋藏較深的地段，可作為基礎(chǔ)持力層；第五層組為基巖風(fēng)化層，工程性能較好，但據(jù)已有鉆探及物探資料分析，基巖頂面起伏變化很大，風(fēng)化差異顯著，沿橋位線共分布有4個風(fēng)化深槽，寬達(dá)430～1000m，深槽內(nèi)全、強風(fēng)化層厚度多大于40m。工程主線區(qū)軟土分布廣、工程性能差，基巖面起伏大及存在風(fēng)化深槽是工程建設(shè)中需重點關(guān)注的地質(zhì)問題。而工程的不良巖土為軟土，因此，本文將重點講述軟土的工程特性。 軟土的巖性及分布大橋位址區(qū)軟土層主要為淤泥、淤泥質(zhì)土層，土層富含有機(jī)質(zhì)，呈淺灰黑—灰黑色，部分含少量貝殼，含砂量變化不大，0～50%不等，多在5～40%間，很少含大于2mm的礫粒。部部分質(zhì)較純，含砂很少，粘性較好，具有滑膩感，部分含砂較多，為粉砂質(zhì)淤泥、粉砂質(zhì)淤泥質(zhì)土，呈軟塑—流塑狀。部分地段含砂量增多而成為淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層，夾于淤泥、含淤泥質(zhì)較多，松散狀。統(tǒng)計結(jié)果顯示，軟土層中淤泥、淤泥質(zhì)涂層約占73～91%，淤泥質(zhì)砂占了9～27%，所占分量較少。呈東邊含砂量較多，西邊含砂量較少的規(guī)律，這與其所屬流域應(yīng)存在關(guān)系，東邊水流較急，為北江出海口，西邊為西江出海口，西江河流較長，水流較緩，顆粒沉積較細(xì)，含砂量較少。橋址區(qū)軟土層厚度多在10～20m間，部分地段較厚可達(dá)30～50m。圖5 港珠澳大橋地區(qū)軟土分布圖 軟土的物理力學(xué)特征大橋位址區(qū)的軟土具有含水量大、壓縮性高、強度低、透水性弱、富含有機(jī)質(zhì)等特征，見表33。表33 橋址區(qū)軟土主要指標(biāo)特征項目W/%eWL/%ILɑVESCФK20/(cms1)WH/%最大值最小值平均值1 含水量：該區(qū)軟土含水量較大，天然含水量一般在W=～%，%，其中以大橋西部地段含水量最大，平均值