曹妃甸區域地質與常用勘察手段

（一）區域地質

（1）地形、地貌

曹妃甸島是因灤河北移而形成的一條狀沙島海灘，位于古灤河三角洲前緣，距大陸岸線約20km。灘外側為古灤河沖積扇陡坎，甸頭前緣500～600m水深達到-20～-30m，構成渤海灣內天然的深水港址；灘內側為海水淹沒的古灤河沖積扇體，上部覆蓋海相沉積，與陸地之間均為寬闊的淺灘，地形比較平坦，海水高潮時顯露面積4km2，低潮時顯露面積20km2，海底地面標高在-0.5～0.7m之間（本港理論深度基準面起算，下同），一般在0.0m左右，北淺南深逐漸變大。

曹妃甸島是古灤河三角洲的組成部分，其岸、灘、槽的發育和演變受區域地質構造的控制，加上海水潮流、波浪共同作用，塑造了曹妃甸地區特有的岸線地貌和海底地形，近百年來總體格局和位置基本保持穩定，灘槽地形與潮浪動力基本達到了動態平衡。

（2）水文

①潮汐

a潮汐性質

本地區海域潮汐性質屬不規則半日潮，相鄰兩潮潮高不等。平均漲潮歷時小時15分，平均落潮歷時6小時12分。  

b潮位特征值

實測最高潮位：3.49m（2001年09月27日12時10分）

實測最低潮位：0.15m（2001年12月23日21時14分）  

推算歷史最高高潮位：4.36m（1992年09月02日）

推算歷史最低低潮位：-0.35m（1957年12月18日）

平均高潮位：2.75m  

平均低潮位：0.89m  

平均高高潮位：3.02m  

平均低低潮位：0.57m  

平均潮差: 1.73m  

平均大潮潮差：2.29m  

平均小潮潮差：1.15m  

最大潮差: 3.54m（1980年10月26日）

以上潮位特征值以本港理論深度基準面起算。

曹妃甸海域發生風暴潮的氣象背景與塘沽基本一致，但由于位于渤海灣北突出部位，缺乏水體集聚的地理條件，初步分析，曹妃甸海域增減水的幅度約為塘沽的60～70%。

②潮流

該地區海域潮流為往復潮流，距曹妃甸甸頭和淺灘較遠海域潮流呈東西向往復運動，漲潮流向西，平均流速0.24～0.97m/s，全域平均0.56m/s；落潮流向東，平均流速0.21～0.70m/s，全域平均0.42m/s，漲潮流速大于落潮流速。距曹妃甸

甸頭和淺灘較近海域潮流系順岸或沿等深線方向運動。  

③波浪  

據觀測資料統計，該海域常浪向為S向，頻率為10.87%，次常浪向為SW向，頻率為7.48%。強浪向為ENE向，最大波高4.9m，該方向H4%≥1.5m出現頻率為1.63%，次強浪向為NE向，最大波高4.1m，該方向H4%≥1.5m出現頻率為0.97% 。

（3）工程地質

①地層巖性特征

曹妃甸島地處灤河沖積扇的前部，新生代以來，在古老的基底巖石上部堆積了巨厚的松散層，主要是晚更新世（Q3）及全新世（Q4）海相、陸相及海陸相交互層，多為粉、細砂，部分為粘性土層。其下是基底巖石，分布有震旦系至侏羅系地層。

（二）常用勘察手段

曹妃甸地區淺部地層主要是粉細砂、淤泥質土和粘性土，地下水埋藏較淺。根據這一條件，地區最常用本的勘察手段為鉆探，原位測試主要是標準貫入試驗。其他的勘察手段主要有：

1.靜力觸探

靜力觸探由于成本較低，成果能相對直觀的反映地基土的力學性能，特別是輕便型靜力觸探儀的場地適應性很強，對于曹妃甸地區臨近水域范圍較適合。因此在09年以前曹妃甸大開發時期得到了廣泛應用。但近些年來，通過整理以往工程資料，人們發現靜力觸探試驗成果在本地區的可靠性不很高。這主要是本地區的獨特地質條件造成。曹妃甸島地處灤河沖積扇的前部，灤河沖擊扇有比較顯著的沉積韻律，地層以粉細砂為主，以粘性土為輔。同時本地區處于渤海灣深部，受老鐵山水道而來的洋流正面沖擊，打亂了灤河沖擊扇原有的沉積韻律（可見附圖）。這就造成了本地區地層較混亂，韻律不很明顯，互層，薄層是本地區地層的常見形式。粉細砂層中含粘性土薄層，粘性土層中也大量存在粉細砂薄層。這樣的地層使得靜力觸探試驗反映出的曲線波動頻繁，無明顯規律可循。除非經驗豐富的巖土工程師，一般的技術人員很難把握曹妃甸地區的靜力觸探試驗成果資料。因此，這些年來本地的勘察單位開始減少靜力觸探試驗在這地區的應用。

2.十字板剪切實驗

十字板剪切實驗主要用于獲取飽和軟粘土的無側限抗壓強度。由于對土體的擾動較小，不必采取試樣，在現場可直接進行，因此這一方法在沿海地區得到了廣泛應用。曹妃甸大開發時期，較多外地勘察單位進入本地市場，天津、上海等大城市的勘察單位率先在曹妃甸應用十字板剪切實驗。后來發現，曹妃甸地區的軟土和天津、上海等地有較大差別。本地區的軟土土質較不均勻，經常含有粉砂薄層或粉砂團，同時也含較多的貝殼碎屑。這就造成十字板試驗得出的抗剪強度偏大，應用于工程實際會偏不安全。再加上十字板試驗本身的一些不足，這一手段在曹妃甸地區已不常見。近年來，一些不明就里的本地勘察設計單位，為了追求所謂的優質工程，應用了這一勘察手段，其實是不負責任的。

3.載荷試驗

載荷試驗可以很直觀的反映出承壓板下應力主要影響范圍內巖土體的承載能力和變形模量。曹妃甸地區地下水位很淺，僅適合做淺層的載荷試驗。但由于這一手段周期較長，成本也較高，在本地區工程勘察實踐中并不多見。相反，載荷試驗在本地區地基檢測時使用較多。

曹妃甸地區工程勘察中的勘察手段不外乎以上幾種。其他手段，波速測試，僅用于高層建筑等較大工程中和地安評工作中；如地球物理勘探，僅用于曹妃甸周圍地區地下管線探測；如現場直接剪切實驗，由于影響工期、成本較高等原因，在本地區尚未得到廣泛應用；如旁壓試驗、扁鏟側脹試驗等在本地區很少使用。