摘要:本文介紹了保定市古溝槽沉積的地貌和巖性特征,對保定市幾種不同成因類型的古溝槽沉積特性進(jìn)行了歸納、總結(jié),分析了古溝槽地層的巖土力學(xué)性質(zhì)，最后結(jié)合工程實際闡述了古溝槽對工程的不利影響。
　　關(guān)鍵詞:古溝槽,沉積特征,巖性,物理力學(xué)性質(zhì)
　　古溝槽沉積地層是正常沉積地層中一種比較特殊的情況，為第四紀(jì)全新世（Q4）中晚期以來形成的新近代沉積土層，是由沖積、洪積、坡積或風(fēng)積形成。因其沉積時間短（時間約為幾百年---幾千年）、地層不穩(wěn)定、工程性能差等多種因素，往往對工程產(chǎn)生不利的影響。
　　
　　1古溝槽沉積地層的地貌特征
　　保定市位于華北地層區(qū)，華北平原分區(qū)之冀中小區(qū)東部區(qū)、西部
　　區(qū)的交界地帶,整個市區(qū)坐落在太行山山前平原洪積扇的邊緣,山區(qū)河流自山谷流入平原后，在北方干旱、半干旱的氣候條件下，流速逐漸減低，形成分散的漫流，直至在局部地區(qū)斷流，流水所挾帶的碎屑物質(zhì)逐漸開始堆積，形成自頂端向邊緣緩慢傾斜的洪積扇形地貌，洪積扇邊緣堆積物的顆粒明顯較洪積扇的頂部與中部更細(xì)，多為細(xì)砂、
　　粉砂、粉土、粉質(zhì)粘土、粘土等。
　　受古地理環(huán)境控制，保定市內(nèi)發(fā)育著許多的樹枝狀的小河道及大
　　小不一的古溝槽,古溝槽的方向一般為由西向東,局部地區(qū)由北向南，其范圍大致西到滿城縣,東至京珠高速公路。
　　—1—
　　2古溝槽沉積地層的野外鑒別特征
　　（1）沉積環(huán)境：沖、洪積扇（錐）的表面，古河道，已填塞的池、
　　塘、湖、溝、渠等。
　　（2）顏色：較深且暗，呈褐色、暗黃色、灰色或灰黑色，含有機(jī)
　　質(zhì)較多。
　　（3）結(jié)構(gòu)性：結(jié)構(gòu)性差、原狀擾動后易變軟，時有振動淅水現(xiàn)象。
　　（4）包含物：主要包含人類活動的遺物，包括朽木、青磚碎塊、瓦塊、陶瓷片、銅幣等。
　　（5）沉積層理：沉積地層往往具有較明顯的水平或交錯沉積層理，（見圖1）。當(dāng)沉積物為砂時，具有較明顯的沉積旋回，由粉砂—細(xì)砂—中砂—粗砂依次沉積，形成一個或幾個沉積旋回，且常常含有朽木或者貝殼等物。
　　                                 
　                                                                                                          　a、水平層理
　　
　　—2—
　　             
　                                                                             　b、水平及交錯層理
　　圖1古溝槽內(nèi)水平及交錯層理
　　
　　3古溝槽沉積地層的特征
　　3.1全新世地層正常層序
　　保定市地表以下正常的沉積地層大致如下：
　　① 耕植土：黃褐或褐黃色，層厚為0.50～0.60m。
　　② 粉質(zhì)粘土：黑或灰黑色，可塑～硬塑狀態(tài)，層底深度為
　　0.70～0.90m，層厚為0.20～0.40m，土層較薄，該層連續(xù)則為保定市古土壤層（即正常沉積地層）明顯標(biāo)志，該層粉質(zhì)粘土俗稱“壚土”。
　　③粉土：黃褐或褐黃色，含水量較小，密實狀態(tài)，層底深度為2.50～3.00m，層厚為1.50～2.30m。
　　④粉質(zhì)粘土：黃褐或褐黃色，可塑狀態(tài)，層底深度為3.30～4.00—3—
　　m，層厚為0.80～1.20m。
　　⑤粉土：黃褐或褐黃色，密實狀態(tài)，該層上部含水量較小，底部含水量較大、土質(zhì)軟弱，層底深度為5.00～5.60m，層厚為1.20～1.80m。
　　⑥粉質(zhì)粘土：黃褐或褐黃色，軟塑或流塑狀態(tài)，層底深度為5.50～6.00m，層厚約0.50～1.00m。該層為保定市地層中明顯軟弱地層，古溝槽沉積往往是在沖蝕或切割該層后再沉積而成。
　　⑦粉質(zhì)粘土：灰或灰白色，可～硬塑或堅硬狀態(tài)，土層中常含有白色鈣質(zhì)，層底深度為6.00～7.00m，層厚為0.50～1.00m。
　　⑧粉土：黃褐或褐黃色，該層含水量較小、密實狀態(tài)，粘質(zhì)較重，底部含有較多砂粒，層底深度為7.50～9.00m，層厚為1.50～2.50m。
　　⑨中砂：稍濕，中密～密實狀態(tài)，層底深度為11.50～13.50m，
　　層厚為3.00～4.50m。
　　之下為Q3地層，以硬塑或堅硬狀態(tài)的粉質(zhì)粘土為主，深度可超過100.0m，均為良好的樁端持力層。
　　保定市正常沉積地層剖面圖如圖2所示：
　　
　　                  
　　
　　　                                                         　圖2保定市Q4地層正常層序剖面圖
　　
　　3.2古溝槽沉積地層特征
　　古溝槽沉積地層的特征是地層厚度變化較大，常隨下伏老地層的頂面坡度而起伏變化，且其成因復(fù)雜，不同的沉積年代交錯混雜，造
　　成其土性在水平、垂直方向很不均勻。
　　在保定市的古溝槽沉積地層中，可遇到以下三種情況：
　　（1）沖蝕古溝槽沉積地層：流水沖蝕或切割正常沉積地層后，以溝槽形式存在，流水所挾帶的碎屑物質(zhì)逐漸沉積，形成沖蝕古溝槽地層。這種情況大部分為正常沉積地層，局部為古溝槽沉積地層，其邊界與正常沉積地層有明顯的界限。古溝槽內(nèi)沉積地層以新近代沉積粉土為主，層厚較大，一般為4.00～6.00m，內(nèi)含有青磚塊、瓦塊和朽木等，而古溝槽底部的沉積物往往為流水所挾帶的砂粒,當(dāng)其厚度較大時，由上至下依次為：粉砂—細(xì)砂—中砂—粗砂，有較明顯的沉積旋回，厚度一般為0.20～1.20m。
　　—5—
　　沖蝕古溝槽沉積地層為保定市古溝槽沉積地層中最常見的一種，其剖面圖如圖3所示：
　　注：正常沉積地層編號為①、②、③、④……
　　古溝槽沉積地層編號為①＇或①＇＇、②＇或②＇＇……
　　                     
　                                                    　圖3沖蝕古溝槽沉積地層
　　
　　（2）埋藏古溝槽沉積地層：流水沖蝕或切割正常沉積地層后，形成古溝槽沉積地層，其后，正常沉積地層與古溝槽沉積地層因各種原因又被新的沉積物所掩埋或整場地覆蓋，形成埋藏古溝槽沉積地層。
　　這種情況下古溝槽內(nèi)以新近代沉積的粉土為主，含有青磚塊、瓦塊和朽木等，其厚度一般為2.00～4.00m；而后期沉積形成的上覆地層（其上耕植土除外）亦以新近代沉積粉土為主，具有明顯的砂感，厚度一般為2.50～4.00m。上覆新近代沉積粉土又往往造成上部正常沉積地層的缺失，但其物理力學(xué)性質(zhì)與正常沉積地層差別并不大；古溝槽內(nèi)新近代沉積的粉土與上覆新近代沉積粉土及正常沉積地層中的粉土
　　巖性有一定差異。
　　—6—
　　埋藏古溝槽沉積地層為保定市古溝槽沉積地層中較為少見的一種，其剖面圖如圖4所示：

                           
　　                                                                     圖4埋藏古溝槽沉積地層
　　
　　（3）上疊古溝槽沉積地層：上疊古溝槽沉積地層形成的過程是流水沖蝕或切割正常沉積地層，形成下古溝槽沉積地層，然后流水再次沖蝕或切割前期形成的下古溝槽沉積地層，但沖蝕深度未能超過下古溝槽沉積的底板，繼而堆積形成上古溝槽沉積地層，造成了上古溝槽沉積地層包含在下古溝槽沉積地層內(nèi)。
　　上、下古溝槽沉積地層因沉積時間的不同，沉積物有著明顯的差異，下古溝槽沉積地層內(nèi)的沉積物以新近代沉積粉土為主、具有砂感、含青磚塊、瓦塊和朽木等，其厚度一般為2.00～6.00m；而上古溝槽沉積地層以新近代沉積的粉細(xì)砂為主，其厚度一般為2.00～4.00m，粉細(xì)砂為松散狀態(tài)，含水量較小，砂質(zhì)不純凈，含土質(zhì)，偶見青磚塊、
　　瓦塊和朽木等。
　　—7—
　　上疊古溝槽沉積地層在保定市古溝槽沉積地層中最為少見，其剖
　　面圖如圖5所示：
　　圖5上疊古溝槽沉積地層
　　                  
　　4古溝槽沉積地層土的物理力學(xué)性質(zhì)
　　在保定市，古溝槽沉積地層與正常沉積地層分界明顯，古溝槽內(nèi)沉積物主要以新近代沉積粉土層、粉細(xì)砂層、粉土與粉質(zhì)粘土混合夾砂層為主，其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)與正常沉積地層對比如表1：
　　　　表1古溝槽沉積地層與正常沉積地層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)對比表

                             
　　由表1可知，古溝槽沉積地層與正常沉積地層中土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)差異并不大，究其原因是保定地區(qū)近幾十年來,由于工業(yè)、農(nóng)業(yè)迅猛發(fā)展，用水量巨增，導(dǎo)致地下水持續(xù)下降，引起包氣帶土層含水量降低，雖然時間不長，但依然引起古溝槽沉積地層中堆積土的強度相對增加；盡管如此，古溝槽沉積地層中堆積土的欠固結(jié)性，相對正常沉積地層強度較低，壓縮性較高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，經(jīng)擾動后強度顯
　　著降低等特性在工程中不容忽視。
　　
　　5古溝槽沉積地層對工程的影響
　　古溝槽沉積地層，由于其物理力學(xué)性質(zhì)、土層的厚度、范圍及層底起伏變化等情況，往往對工程造成不利影響，對多層建筑物尤為明
　　顯，具體表現(xiàn)在以下幾方面：
　　（1）多層建筑基礎(chǔ)整體落于古溝槽沉積地層上，由于地基土不均勻，若未加處理，可造成不均勻沉降，使建筑物開裂，嚴(yán)重時可導(dǎo)致建筑物發(fā)生整體傾斜。
　　例如，某磚混結(jié)構(gòu)五層住宅樓，建筑高度15.0m，修建于上世紀(jì)—9—
　　九十年代初期，該住宅樓整個基礎(chǔ)坐落于埋藏古溝槽沉積地層上，建設(shè)方為節(jié)約資金，未對地基進(jìn)行處理。竣工后不到一年，因為地基沉降不均勻，造成該樓局部產(chǎn)生5.00～10.0mm的小裂縫，且整個樓體向南發(fā)生傾斜，傾斜量為148～180mm，最大傾斜率為1.2%，超過《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定0.004的要求，最后建設(shè)方不得不聘用專業(yè)施工隊伍采取糾傾措施進(jìn)行處理。
　　（2）當(dāng)古溝槽沉積地層構(gòu)成建筑物基坑的邊坡時，由于邊坡土層相對較松散、強度較低，若未經(jīng)處理，邊坡易塌落，對整個工程的施工造成不利影響。
　　例如某小區(qū)內(nèi)地下車庫工程，由于場地狹小,四壁垂直開挖。基礎(chǔ)埋深為自然地坪下4.00m，整個基礎(chǔ)坐落在沖蝕古溝槽沉積地層上，土質(zhì)松散。建設(shè)方對地基土采用了夯實水泥土樁復(fù)合地基處理，卻忽略了基坑側(cè)壁古溝槽內(nèi)的沉積土層，一場大雨過后，基坑西側(cè)槽壁上新近代沉積土層發(fā)生坍塌，坍塌長度7.00-8.50m，臨近基坑西側(cè)的水泥路也產(chǎn)生裂縫；建設(shè)方只得暫時封閉該道路，并對基坑側(cè)壁所有古溝槽內(nèi)沉積土層進(jìn)行支護(hù)處理。
　　總之，由于古溝槽中新近堆積土的力學(xué)性質(zhì)差，不均一，無論是對基礎(chǔ)還是對基坑邊坡，均應(yīng)采取穩(wěn)妥的處理措施，才能保證工程質(zhì)量。
　　
　　6結(jié)語
　　（1）保定市內(nèi)古溝槽發(fā)育,屬于不良地基土層，大致可分為三種
　　類型。因其特征各異，勘察時應(yīng)引起足夠的重視，查清古溝槽沉積地層的分布，并做好驗槽工作，避免造成工程隱患。
　　（2）應(yīng)根據(jù)古溝槽沉積地層的特征，并結(jié)合建筑物的等級、特
　　點等綜合考慮，提出最優(yōu)處理方案，更好地為工程建設(shè)服務(wù)。
　　—11—
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]《工程地質(zhì)手冊》（第四版），《工程地質(zhì)手冊》編寫委員會，中國建筑工業(yè)出版社，2007.2
　　[2]《巖土工程勘察設(shè)計手冊》，林宗元主編，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1996.3