埕岛油田浅部地层特征及桩基适宜性分析

摘要

本文利用多年来胜利海上油田井场的调查资料以及钻井平台的工程实际反馈资料，通过现场工程物探和表层取样获得的区域地层结构资料，并结合埕岛海区冲积平原地基土的形成环境来分析不同层位地基土的工程地质性质分布规律，对研究区的浅部地层结构特征进行分析，并根据研究区的水深、地形地貌、地层分布特点等因素进行工程地质分区。主要研究成果如下：
　　（1）埕岛海区整体以冲刷为主，越靠近岸其冲刷量越大。靠近防潮大堤向海3公里的条带区域，冲刷量在2m左右；水深5-12m区域，地形起伏大，特别是靠近导管架附近，局部就有2m左右的冲刷凹槽；18m以深区域，水深变化不大，总体呈现出冲淤平衡。
　　（2）根据浅地层剖面资料，我们可以把埕岛海区浅地层大致分为四层。它们分别是三角洲沉积相，潮坪—浅海相，滨海、河流、湖泊相和晚更新世滨海相沉积。
　　（3）依据研究区内典型钻孔的土工实验资料，对研究区表层沉积物物理力学性质进行了统计分析，包括含水率、孔隙比、比重、塑性指数、液性、粘聚力、内摩擦角、压缩系数、压缩模量、饱和度和标贯击数等。
　　沉积物物理性质分布规律：根据Ⅳ区钻孔调查资料，可知Ⅳ区内表层沉积物主要为淤泥质粉质粘土、粉质粘土，含水率达到了50％以上，明显大于其它各区的含水量，这是因为本区的粘粒含量明显大于砂和粉砂粒的含量，所以本区含水量比较大；孔隙比最大值也出现在Ⅳ区，这反映出该区的海底表层大部分沉积物结构比较松散；海底表层沉积物大多成饱和状态；各区表层沉积物塑性指数范围在7到10之间，Ⅳ区的塑性指数最大，大于16，说明Ⅳ区土吸附水的能力比较强；液性指数最大值也出现在Ⅳ区，范围为0.2-1.5。
　　根据以上分析可知研究区海底土的物理力学性质在以10m等深线为界，物理力学性质变化比较明显。
　　（4）根据研究区的水深、地形地貌、地层分布特点等因素进行工程地质分区。可将埕岛海区分为五个工程地质区：
　　Ⅰ区：位于水深1～3m地带，地形较平缓，平均坡度为0.4～1.0‰，浅部沉积物以粉质粘土为主，部分地带有粘质粉土或粉土，20m深度地层内有强度较大的粉土、粉砂层。滑坡、同生断陷、冲蚀沟槽等不利地质因素较少。
　　Ⅱ区：位于埕岛海区中西部3～10m水深带，地形平均坡度为1.3～1.6‰，有高差较小的沟槽或垅岗。表层沉积物性质差异较大，局部区域表层沉积物为强度较大的砂质粉砂或砂质粉土，俗称“铁板砂”，铁板砂层厚度小于3.0m；局部区域表层沉积物为强度很低的淤泥质粘土或粉质粘土，其下为软粉质粘土夹强度略高的薄层粉土；12～13m深度以下为强度较高的冲积相粉土、粉砂、粉质粘土。滑坡、断陷等灾害性因素较少。
　　Ⅲ区：位于埕岛海区中部3～10m水深带，地形平均坡度为1.8～2.5‰，海底地形崎岖不平，有高耸的垅岗和深沟槽沟、垅相间分布，高差在1～5m之间，走向不规则，总的走向趋为近东西向。表层沉积物为强度较大的“铁板砂，其厚度一般为2～6m，最厚可达10m。铁板砂层之下为软粉质粘土或粘质粉土，12～13m深度以下为强度较高的冲积相地层。Ⅲ区内存在着严重的断陷、滑坡、冲蚀等灾害因素。
　　Ⅳ区：位于埕岛海区东北部水深10～15m的较深水地带，地形较平坦，平均坡度为0.6～2.0‰，海底浅部地层特点为：表层一般为淤泥质粉质粘土，局部地带表层常有一层饱和流塑状态的0.5～1.5m厚的淤泥质粉质粘土。Ⅳ区在9～12m水深部位有高差1m左右的垅岗和沟槽，向深水带渐变为平滑海底，东部9～12m存在着滑坡、断陷等不利因素，西侧灾害性地质因素较少。
　　Ⅴ区：位于埕岛海区2m水深线以浅的近岸地带，海底地形较平缓，浅部沉积物以粘质粉土为主，无滑坡、断陷等灾害地质因素。
　　在满足水深条件要求的前提下，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区地基承载力均可满足平台座底的承载力要求。埕岛海区的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ工程地质区适合插桩式钻井平台就位施工。对具有大桩靴的浅插桩平台，Ⅱ区宜选择表层铁板砂为端桩持力层；Ⅲ区也选择表层铁板砂为端桩持力层，但宜选择在垅岗中部或宽沟槽中部，避免在沟垅变化复杂带就位；Ⅳ区表层铁板砂厚度一般≤3.0m，不能满足浅插桩平台刺穿验算的厚度要求，应选择5~9m深度软粘性土中的粉土夹层作为桩端持力层。对无大桩靴的插桩平台即深插桩平台，在13~30m深度内可以找到良好的桩端持力层。

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0 前言

0.1 研究意义

0.2 研究现状

0.3 研究内容

1 埕岛油田自然环境及开发现状

1.1 气温

1.2 降水

1.3 风

1.4 雾

1.5 海浪

1.6 冰凌

1.7 地震

1.8 开发现状

2 研究区水深和浅地层现场调查

2.1 调查内容

2.2 导航定位

2.3 水深地形测量

2.4 浅地层剖面探测

3 埕岛油田水深现状

3.1 概述

3.2 研究区 1999 年水深

3.3 研究区现在水深

4 埕岛油田浅部地层结构特征

4.1.地层单元的划分

4.2 地震单元特征及其沉积环境

4.3 区域浅地层声学特征分析

4.4 研究区浅地层结构分析

5.1 工程地质分区及各区块主要特征

5.2 各区表层土的物理力学性质

5.3 研究区地层承载力特征及桩基适宜性分析

5.4 各区的桩基适宜性分析

5.5 适宜的平台类型及稳定性评价

5.6 桩基适宜性分析时注意的问题

6 结论

参考文献