镇江市地质勘探队江苏镇江212021
摘要：红层是句容最常见的工程地质层。在以往勘察的基础上,对其中存在的泥化夹层进行了重点研究,基本查明了泥化夹层的工程地质特征,并通过试验总结了其在常见条件下的力学性能。
关键词：泥化夹层；工程地质性质；红层
1区域构造及地形地貌
1.1区域构造及地形地貌按区域资料,晚白垩世早期,宜溧山区、宁镇山脉与茅山山区更加抬升遭受剥蚀,句容形成凹陷盆地,沿山麓和盆地的交接部位堆积了泥岩、砂岩、砂砾岩为主的红色地层,俗称红层,其砾石成份因地而异,均与附近母岩一致,砾径大小不等,分选性差,磨圆度差,代表了水动力条件较强的山麓冲洪积相沉积环境文献1。句容位于NW沿江断裂、NW南京-湖熟断裂、NNE茅山断裂之间,且位于三大断裂的下盘,属于区域构造较稳定的地带文献3。
红层具层理构造,且粉砂质泥岩与砂岩之间普遍夹有泥化夹层。泥化夹层厚度多在0-0.30m(小于0.50m),按规范文献2,钻探时多不加以单独分层,也不要求取样或进行原位测试,但有经验的工程师会注意岩样的取舍及合理选用参数；有的泥化夹层则厚度大,必须加以单独分层和试验研究。
1.2句容市区泥化夹层的研究方向句容为凹陷盆地,且位于三大主要构造带的下盘,因此,分析研究泥化夹层的岩石学特性、崩解性、顺层滑坡、水文特征等不良地质作用的意义不大；随着高层建筑的广泛兴建,研究其分布、强度、变形、软化特性对工程应用有着重要的意义。
2泥化夹层的工程地质分布特征
东门红层层理清晰,倾向NE13-18º,倾角7-8º,分带明确；泥质砂岩或砂质泥岩为相对硬层,其颗粒较粗,状态致密,单层厚度0.35-1.00米,呈厚层-巨厚层状；之间为泥化夹层,其颗粒组成较细,泥质胶结,力学强度较差,单层厚度0.17-0.44米,呈中厚层状；泥化夹层层面平缓,(仅局部层面间有凹凸不平而呈波浪状起伏),规模小,厚度不大,但连续性好,分布普遍,产状与岩层产状基本一致,局部呈透镜体有尖灭缺失,亦呈现由界面向单层中间其颗粒组成由大变小、由粗变细的特点,至单层的中间往往呈泥质的粘性土状,但呈土状的厚度不大,仅10-20公分,沿垂直方向呈上薄下厚。
北门红层具倾斜层理,其结构与东门类似,不同之处是：层理面不甚清晰,连续性不好,软弱夹层与岩层产状不一致,单层厚度变化大,尖灭缺失严重,泥化夹层局部厚度大,厚度1.50-4.50米,颗粒组成特别细小,含较多的次生矿物,工程性能基本呈粉质黏土的特征,钻探用麻花不带水可钻进,可用取土器取到原状样,北门的泥化夹层在句容具较好的代表性和研究价值,其分布广泛,在公园道住宅区、龙锦房产等工程中均有揭示。总之，句容市区的泥化夹层其分布普遍，厚度变化大,最厚可达5m,可能还有更厚的。其分布及层厚变化是重要建筑在岩土工程勘察时必须查明的。
3泥化夹层的物理力学性质
3.1物理性指标泥化夹层具有密度低、湿度低、耐久性差、具膨胀性和崩解性。
3.2力学特性研究泥化夹层强度时应注意：(1)由于其单层厚度所占比例较大，其强度往往决定了整体岩层的强度；(2)纵横向相变大,对每一单层来说,颗粒大小由界面向中间逐渐变细,强度亦逐渐变差,至每一单层的中间为最差,因此现场取样要有代表性,对每一泥化夹层单层的取样不能少,否则失之偏颇；(3)从组成结构上看,可采用室内土工试验和野外原位测试的方法测试；(4)由于层理明显,软弱夹层重复出现,数量可能较多,因此,对于桩基工程,不可能采取到每一夹层的试样,应注意采取主要受力层的试样；(5)应注意区别对待不同使用条件下的力学强度,采用适宜的方法获取特定指标；(6)对高层建筑,以泥浆护壁钻孔桩为主要桩型,施工期间因水量大,软弱夹层遇水软化,暂时强度会有所降低,但从数例工程来看,最终桩基强度下降不明显；(7)考虑软弱夹层上下相对较硬层的“岩桥”和“岩壁”效应,可在软弱夹层参数的基础上适当提高整个岩层的强度指标。
3.3应力应变特性泥化夹层一般节理、裂隙不甚发育,所以室内试验的测试强度与岩体的强度基本一致。在三轴应变仪上进行泥化夹层的单轴压缩试验得到的应力-应变关系曲线,从中可知：(1)句容市区的泥化夹层为裂隙较少的塑性体,具有土的变形特征；(2)浸水饱和试验的室内单轴压缩试验得到的σ-ε关系曲线是一条开始为很小斜率的直线而后略近乎直线的平缓曲线,表明浸水饱和试验的泥化夹层的变形为不断增长的塑形变形。因此,泥化夹层的强度变形指标可采用常规的土工试验和原位测试的方法测试。泥化夹层工程性能的变化较大,必须具体到某个地段、某个部位其统计结果才是有效的,比如领袖星城的泥化夹层,其压缩变形曲线在某个压力下会出现陡降,这可能与其组成颗粒大小混杂,在某一压力下,小颗粒被挤入大颗粒之间的孔隙中而土体孔隙比出现突变,压缩曲线出现陡降,因此,泥化夹层必须加以详细勘探测试方能确定其物理力学性能,不要简单归纳,即使对于不大的建筑,泥化夹层也可能不是良好的持力层。
4结论与建议
(1)研究句容市区红层中的泥化夹层的分布、强度、变形特性对工程应用有重要意义；(2)其分布普遍,厚薄变化大,且具有层状构造和细粒土的特征,而其中部的泥质含量最高,强度最差,局部地带的泥化夹层的厚度变化较大是句容市区的一大特点；(3)应重视野外原位测试和室内土工试验相结合的方法测试其指标；(4)针对泥化夹层的特点,应做到具体问题具体分析,不要简单归纳。
参考文献
[1]江苏省地质矿产局《宁镇山脉地质志》、《江苏省及上海市区域地质志》；
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》；
[3]翟学翠、刘欣宝.句容地区地震现状及抗震等级分析[D].《苏州科技学院学报》工程技术版；
作者简介：
丁剑辉（1969.01-），男（汉族），大学本科，高级工程师，注册岩土工程师，从事岩土工程勘察、施工、检测工作。