揚州市區(qū)地基土工程地質(zhì)分區(qū)及其特征研究

張桂萍 吳 俊 姚 薇

（1.江蘇省工程勘測研究院有限責(zé)任公司，江蘇 揚州 225002；2.江蘇省水利勘測設(shè)計研究院有限公司，江蘇 揚州 225002）

0 引言

城市區(qū)域工程地質(zhì)分區(qū)，可以客觀地反映出各區(qū)域自然工程地質(zhì)條件及不同巖土的工程地質(zhì)特征，以便在宏觀上指導(dǎo)各類工程的工程地質(zhì)勘察和巖土試驗研究工作。筆者根據(jù)實際勘測資料將揚州市按地形地貌、場地土類型、場地類別等條件進行工程地質(zhì)分區(qū)，大致判斷場地類別分界線，對各分區(qū)內(nèi)地基土的工程地質(zhì)特征進行了研究。

1 工程地質(zhì)分區(qū)及巖土性質(zhì)

1.1 工程地質(zhì)分區(qū)

本次規(guī)劃范圍西側(cè)、北側(cè)為揚溧高速與啟揚高速，南側(cè)、東側(cè)為長江及夾江、京滬高速，面積約314 km2。

根據(jù)地形地貌、巖土組合、成因類型及巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)將規(guī)劃區(qū)劃分為A 區(qū)、B 區(qū)、C 區(qū)和D 區(qū)4 個工程地質(zhì)區(qū)，又將A、B 兩個工程地質(zhì)小區(qū)分別劃分為A1、A2 和B1、B2 兩個亞區(qū)，見圖1。各區(qū)分布原則與分布范圍敘述如下。

工程地質(zhì)A 區(qū)：區(qū)內(nèi)鉆探深度范圍揭示地層主要為粘性土層。分布范圍以西即揚州主城區(qū)段屬工程地質(zhì)A1 亞區(qū)，以東包括泰安鎮(zhèn)、江都區(qū)段屬工程地質(zhì)A2 亞區(qū)。

工程地質(zhì)A1 亞區(qū)：分布范圍與長江一級階地相一致，地表土下即為Q3下蜀組粘性土，見圖2。

工程地質(zhì)A2 亞區(qū)：該區(qū)地貌分區(qū)上屬長江沖積平原區(qū)，表土下為河流相粘性土（Q3和Q4），其下為硬粘性土層（Q3下蜀組粘性土），見圖3。

工程地質(zhì)B 區(qū)、C 區(qū)、D 區(qū)均為長江沖積平原區(qū)，地貌類型上B 區(qū)、C區(qū)為高沙平原，D 區(qū)為以新三角洲與江心洲為主，同時包括與高沙平原的過渡地帶。

B 區(qū)大致以運河佳園至茱萸灣公園南一線為界，以西為工程地質(zhì)B1 亞區(qū)，以東為工程地質(zhì)B2 亞區(qū)。

工程地質(zhì)B1 亞區(qū)：淺部以河流相粉土粉砂（Q4）為主，下伏下蜀組粘性土，形成上砂下粘（漫灘與老階地）的二元地質(zhì)結(jié)構(gòu)，見圖4。

工程地質(zhì)B2 亞區(qū)：淺部仍為以河流相粉土粉砂（Q4）為主，其下伏為河流相（Q3）⑤層粘性土土層和⑥層、⑦層粉細(xì)砂層及砂礫石層，形成了復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型，見圖5。

C 區(qū)與D 區(qū)深部土層均為河流相（Q4和Q3）粉細(xì)砂、砂礫石層，但D區(qū)淺部土層強度弱化，表土下一般新近沉積了一套松軟土層，工程地質(zhì)條件差，液化、沉降等工程地質(zhì)問題比較突出，見圖6 和圖7。

1.2 各區(qū)內(nèi)巖土的種類及巖土工程性質(zhì)

圖1 規(guī)劃區(qū)工程地質(zhì)分區(qū)示意圖

圖2 A1 區(qū)典型剖面示意圖

圖3 A2 區(qū)典型剖面示意圖

圖4 B1 區(qū)典型剖面示意圖

圖5 B2 區(qū)典型剖面示意圖

圖6 C 區(qū)典型剖面示意圖

圖7 D 區(qū)典型剖面示意圖

規(guī)劃區(qū)范圍較大，本次研究的鉆探深度較深（最大孔深101 m），涉及巖土種類較多，包括人工堆填土、新近沉積土、一般沉積土、老沉積土、殘積土及風(fēng)化基巖等，按其不同生成時代及成因類型自新到老分述如下。

第①大堆填土（Q4ml）：近代人類活動影響下形成的土層，工程性質(zhì)差，一般工程均需清除。

第②層（Q4al）：為地表硬殼層及新近沉積的地層，分為②1、②2、②3、②44 個亞層，主要為灰黃色粉質(zhì)粘土，局部為粉土、粉砂。該大層多為松軟土層，層內(nèi)多有夾層、透鏡體分布。

第③層（Q4al）：河流相沉積，分為③1、③2、③33 個亞層，主要為灰黃色粉土、粉砂，稍密-中密。③1層主要分布于B 區(qū)和C 區(qū)，D 區(qū)也有少量分布。

第④層（Q4al）：河流相沉積，灰色基調(diào)，土質(zhì)復(fù)雜，以粉土、粉砂為主，間夾粘性土薄層或透鏡體，廣泛分布于B 區(qū)、C 區(qū)、D 區(qū)，分若干亞層。

第⑤層（Q3al）：河流相沉積，分為5 個亞層。以灰黃色粉質(zhì)粘土為主，第⑤大層中⑤1、⑤3、⑤4層以可塑-軟塑為主，力學(xué)強度一般，埋藏較深，⑤2、⑤5層可塑-硬塑，力學(xué)強度較高。

第⑥層（Q3al）：河流相沉積，顏色由北部的灰黃向南逐漸過渡到灰色。主要分2 個亞層，以灰、灰黃色粉土、粉砂為主，⑥1層中密-稍密，力學(xué)強度中等，⑥2層粉細(xì)砂層以密實為主，力學(xué)強度高。

第⑦層（Q3al）：河流相沉積，主要分布于C 區(qū)和D 區(qū)，B2 區(qū)也有分布，主要分為2 個亞層。⑦1砂礫石層、⑦2層粉細(xì)砂，密實，力學(xué)強度高，工程性質(zhì)好。

第⑧層（Q3）：風(fēng)積或河流相沉積，主要分為4 個亞層。其中，⑧2層粘性土可塑-硬塑，力學(xué)強度較高；⑧3層可塑-軟塑，力學(xué)強度一般；⑧4層硬塑-堅硬，力學(xué)強度高，工程性質(zhì)好。

第12層（Q1-2）：殘積土，土質(zhì)不均，大多力學(xué)強度較高。

第15層（K2）：為紫紅、褐紅、灰黃、灰白色泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂礫巖，全-強風(fēng)化，力學(xué)強度高。

另外，曾有單位在揚州體育館、開發(fā)路跨京杭運河大橋等工程施工或施鉆過程中發(fā)現(xiàn)風(fēng)化基巖中出現(xiàn)類似空洞現(xiàn)象，推測有灰?guī)r溶穴或溶洞存在。

2 水文地質(zhì)分區(qū)及特征

揚州市區(qū)淺層地下水水文地質(zhì)特征受第四紀(jì)沉積影響極大，同時可以結(jié)合市區(qū)地貌單元進行水文地質(zhì)條件分區(qū)。揚州市區(qū)處在長江河谷的北岸，在此范圍內(nèi)存有3 個地貌單元，其走向基本與長江平行：從平山堂向北為長江蜀崗一級階地，地面標(biāo)高大于20 m，主要為下蜀粘土組成（厚度大于50 m），簡稱為A1 區(qū)；從揚州平山堂向南至汊河鎮(zhèn)與杭集鎮(zhèn)一線為高沙平原，地面標(biāo)高6～10 m，主要由砂性土組成（厚度0～65 m），又根據(jù)砂性土下伏土層是Q33粘性土層還是更早的Q31粘性土層分別劃分為B、C兩個區(qū)；從汊河鎮(zhèn)與杭集鎮(zhèn)一線向南至江邊為近代河漫灘，地面標(biāo)高4～6 m，主要由砂性土與粉質(zhì)粘土組成（厚度10～35 m），簡稱為D 區(qū)。

3 場地類別分區(qū)

經(jīng)測試、計算和統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，規(guī)劃區(qū)場地等效剪切波速大部分為250 m/s≥vse＞150 m/s，僅局部區(qū)段＞250 m/s 或≤150 m/s。

等效剪切波速＞250 m/s 區(qū)段大致在西湖山水錦城四期以西、國防園以北、司徒廟路以南地段。

等效剪切波速≤150 m/s 區(qū)段主要位于儀揚河以南及京杭大運河以西的地段。需要指出的是，該區(qū)段內(nèi)等效剪切波速一般均＜160 m/s。另外，大橋鎮(zhèn)區(qū)段局部地段等效剪切波速≤150 m/s，余者均＞150 m/s。

根據(jù)覆蓋層厚度確定的結(jié)果，將規(guī)劃區(qū)覆蓋層分為厚度小于15 m、15～50 m、50～80 m、大于80 m 等幾個區(qū)域。鉆探及試驗成果表明，覆蓋層厚度與風(fēng)化基巖埋深基本一致。

覆蓋層厚度小于50 m（包括小于15 m、15～50 m）區(qū)域分布于揚州西北一隅，范圍不大，大致以瘦西湖風(fēng)景區(qū)西部為界，向西北及西南呈扇形分布，北至司徒廟路以北（約1000 m），南至興城路南。覆蓋層厚度小于15 m區(qū)域僅分布在揚州國際展覽中心以西，呈橢圓形分布于文昌路兩側(cè)約500～1000 m。

泰安鎮(zhèn)、杭集鎮(zhèn)、江都區(qū)（包括大橋鎮(zhèn)）覆蓋層厚度一般大于80 m，揚州市區(qū)大致以文昌路廖家溝大橋南向西南，經(jīng)江海學(xué)院至潤揚路向南，至瓜州中學(xué)一線以東、以南區(qū)段覆蓋層厚度一般大于80 m，其余區(qū)段（揚州中部）覆蓋層厚度一般在50～80 m。

根據(jù)等效剪切波速結(jié)合覆蓋層厚度，對規(guī)劃區(qū)場地類別進行劃分，規(guī)劃區(qū)大部屬Ⅲ類場地，局部區(qū)段屬Ⅱ類和Ⅳ類場地。Ⅱ類場地分布地段與基巖埋深小于50 m 范圍相一致。Ⅳ類場地分布地段基本與等效剪切波速≤150 m/s 范圍一致，但在儀揚河以南、瓜州中學(xué)以北部分區(qū)段，由于基巖埋深小于80 m，場地類別為Ⅲ類。規(guī)劃區(qū)場地類別分區(qū)見圖8。

圖8 規(guī)劃區(qū)場地類別分區(qū)示意圖

4 各分區(qū)段工程地質(zhì)特征

（1）工程地質(zhì)A1 區(qū)：工程地質(zhì)條件較好亞區(qū)。地貌上屬一級階地，表現(xiàn)為平緩的崗地，標(biāo)高10～30 m。地勢由西向東微向長江傾斜，潛水位埋深隨地形的起伏變化較大，富水性差。區(qū)內(nèi)鉆探深度范圍內(nèi)主要為Q3粘性土層，硬塑-可塑狀態(tài)，地基承載力特征值為150～300 kPa。工程地質(zhì)條件較好，是大中型工程比較理想的建筑場地。局部沖溝內(nèi)堆積有次生粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、粉細(xì)砂。建議注意小型滑坡及不均勻沉降工程地質(zhì)問題。

（2）工程地質(zhì)A2 區(qū)：工程地質(zhì)條件較好亞區(qū)。地貌上屬長江沖積平原與古瀉湖堆積平原過渡地帶，局部淺埋長江古階地，地面高程5.0～6.5 m，西北部漸抬至9.0 m 以上。區(qū)內(nèi)鉆探深度范圍內(nèi)主要為Q3粘性土層，硬塑-可塑狀態(tài)，局部夾粉土、粉細(xì)砂層，地基承載力特征值為150～220 kPa，為良好持力層。建議注意沖溝造成的不均勻沉降問題。

（3）工程地質(zhì)B1 亞區(qū)：工程地質(zhì)條件良好亞區(qū)。長江三角洲沖積平原高沙平原地貌，地面高程6～8 m，微向長江傾斜，潛水位埋深1.0～3.5 m。淺部以河流相粉土、粉砂（Q4）為主，下伏粘性土（Q3），粘性土埋深不大，形成上砂下粘（漫灘與老階地）的二元地質(zhì)結(jié)構(gòu)。粉土、粉砂中以密-密實狀態(tài)為主，粘性土以硬塑-可塑狀態(tài)為主，地基承載力特征值為170～250 kPa，均屬較好地基持力層。粉土砂土層地下水豐富，建議注意基坑降水問題。

（4）工程地質(zhì)B2 亞區(qū)：工程地質(zhì)條件良好亞區(qū)。地貌上屬長江三角洲沖積高沙平原，地面高程5.0～6.5 m左右，局部8.0 m。淺部以河流相粉土粉砂（Q4）為主，其下為⑤層粘性土土層和⑥層、⑦層粉細(xì)砂層及砂礫石層，形成了復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型。工程地質(zhì)性質(zhì)基本同B1 亞區(qū)。

（5）工程地質(zhì)C 區(qū)：工程地質(zhì)條件一般。長江沖積高沙平原地貌，地面高程5.0～7.0 m 左右，地勢微向長江傾斜。處B 區(qū)、D 區(qū)過渡地帶，工程地質(zhì)性質(zhì)介于二者之間，地震液化不發(fā)育，輕微液化。深部河流相粉細(xì)砂、砂礫石層，可以作為樁基持力層。

（6）工程地質(zhì)D 區(qū)：工程地質(zhì)條件差。以長江沖積平原新三江與江心洲地貌為主，北部包括高沙平原與之過渡地帶。地面高程2.0～5.0 m，潛水位埋深0.5～2.0 m。全新世淤積物具有明顯的河床相二元結(jié)構(gòu)特征。表層粉質(zhì)粘土，局部低洼地分布有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，可塑-軟塑狀態(tài)，含水率較高，可作為弱持力層；中部淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和粉土、砂土，富含有機質(zhì)，土質(zhì)飽水、軟塑，呈流態(tài)，具高壓縮性，地基承載力特征值一般在100 kPa 以下，不能作持力層；深部河流相粉細(xì)砂、砂礫石層，可以作為樁基持力層。場地地基存在液化、沉降問題，地下水較豐富，由于含水層常呈粘土砂土互夾結(jié)構(gòu)形式，降水條件相對復(fù)雜。建議注意對淤泥質(zhì)土、松散粉土砂土的處理，沿江地帶迎溜頂沖地段尚需關(guān)注江岸坍塌問題。

5 結(jié)語

在分析大量工程地質(zhì)勘察資料的基礎(chǔ)之上，通過工程地質(zhì)調(diào)查，并依據(jù)地形、地貌、地基土沉積年代、成因類型及巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，將規(guī)劃區(qū)按工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、場地類別分區(qū)，研究各分區(qū)段內(nèi)的工程地質(zhì)特征，從而為今后的勘察與設(shè)計工作提供依據(jù)。