淺析惠州市大亞灣區(qū)巖土工程地質(zhì)特征

楊奪

摘要：隨著我國城市化建設(shè)的加快，各類建設(shè)工程項目在開工建設(shè)前均要求進行巖土工程勘察，為工程設(shè)計提供設(shè)計依據(jù)。文章以華城鷺鳴堤岸花園項目為例對惠州市大亞灣區(qū)巖土工程地質(zhì)特征進行全面分析，希望為該地區(qū)工程建設(shè)提供相關(guān)技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：惠州；巖土工程；大亞灣區(qū)

1.工程概況

研究區(qū)位于惠州市大亞灣區(qū)建材路以南，建材東路以東，龍山十路以西，太東路以北，交通便利，地理位置優(yōu)越?？傆玫孛娣e75998.00m2，總建筑面積326367.40m2。擬建1棟3層幼兒園，5棟30層商住樓；2棟31層住宅樓；10棟33層商住樓及臨街1層商鋪；整體設(shè)兩層地下室（埋深約8.00m），地下無鋼結(jié)構(gòu)建筑；1層臨街商鋪及3層幼兒園建筑擬采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式擬采用淺基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)，單位荷載約15kN/m2，高層建筑擬采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，單位荷載約20kN/m2，基礎(chǔ)形式擬采用樁基礎(chǔ)，預(yù)測擬建商業(yè)建筑及幼兒園的變形特征為沉降差及傾斜，其中沉降差允許值≤0.002l，沉降量120mm，整體傾斜允許值為0.004；Hg為自室外地面起算的建筑物高度。擬建高層商住樓的變形特征為沉降量和整體傾斜，沉降量允許值≤200mm，整體傾斜允許值為0.0025。

2.研究區(qū)巖土工程條件

2.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于惠州市大亞灣區(qū)建材路以南，華南國際建材市場以東，研究區(qū)地勢東低西高，局部稍有起伏，各鉆孔孔口標高介于20.78m～28.14m之間，研究區(qū)原始地貌類型為剝蝕殘丘及山間谷地交匯處。根據(jù)委托方提供的資料及現(xiàn)場踏勘，研究區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)影響工程建設(shè)的地下管道、管線分布。研究區(qū)北側(cè)為三遠·大愛城小區(qū)及建材路、東側(cè)為空地，南側(cè)為在建施工項目，西側(cè)為建材東路及華南國際建材市場。

2.2區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)屬區(qū)域性北東向深圳大斷裂與博羅大斷裂之間的南端，區(qū)域地貌形態(tài)以燕山三期中粗?；◢弾r形成的低丘地貌和侏羅系、泥盆系、石炭系地層所形成的高丘地貌為主，第四系地層主要在山前平地分布。喜山期構(gòu)造運動以地殼升降作用為主，是燕山期的繼承和發(fā)展，規(guī)模較小，走向較平直，傾角也較陡。

本次勘察工程在鉆探深度內(nèi)未發(fā)現(xiàn)和揭示褶皺、斷層等構(gòu)造現(xiàn)象，也未見滑坡、崩塌、地面下陷等不良地質(zhì)作用，場區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上是相對穩(wěn)定的，適宜本工程建

2.3氣象特征

研究區(qū)位于惠州市大亞灣經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，雨量充沛，氣候溫暖潮濕。年平均氣溫21.1℃～22.2℃，極端最高氣溫38.9℃，極端最低氣溫-1.9℃。年平均降水量為1545.2mm～1989.4mm，年最大降水量2646.2mm，日最大降水量為490.3mm，雨季為每年5月～9月，集中了全年雨量的74.5%。測區(qū)四季具有春潤、夏濕、秋干、冬燥的特點，干濕分明，季風(fēng)氣候特點明顯。受季風(fēng)影響，降水具有雨量多、強度大、季節(jié)長、雨日多、時程及分布不均等特點。風(fēng)向具明顯季節(jié)性，夏季偏南風(fēng)為主，次為偏東風(fēng)，冬季偏北風(fēng)為主，全區(qū)全年8級以上大風(fēng)平均日數(shù)為3d，最大風(fēng)速37m/s，歷年瞬間極大風(fēng)速大于40m/s，南部的沿海地區(qū)多臺風(fēng)，可達10級～12級，陣風(fēng)12級以上，常形成風(fēng)災(zāi)。

3.地層巖性及物理力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)鉆孔揭露深度研究區(qū)地基巖土層自上而下依次為：人工填土、第四系沖積土層、第四系殘積土和侏羅系基巖，各巖土層按其成因分類、物質(zhì)成分及工程力學(xué)強度分述如下：

3.1人工填土

①素填土：褐紅色，主要呈松散狀，均勻性差，主要成分為黏性土及填碎石，碎石粒徑不均勻，多介于4m～8cm之間，頂部見有少量植物根系，局部孔段見有中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖回填塊石。本層各鉆孔內(nèi)見有揭露，層厚0.20m～15.90m，層頂標高20.78m～28.14m，其中填土層較厚的區(qū)域主要集中在東側(cè)中部，即1棟商住樓附近。

3.2第四系沖積土

②淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土：呈灰黑色，飽和，軟塑狀，主要成分為黏粉粒，土質(zhì)不均勻，略具腥臭味，普遍含少量細砂，局部孔段相變?yōu)榉弁?。本層鉆孔見有揭露，層厚2.10m～4.80m，層頂埋深3.80m～15.90m，層頂標高6.18m～19.99m。

3.3第四系殘積土

③粉質(zhì)黏土：土紅色，軟可塑狀，為泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積土，主要成分為黏粉粒，土質(zhì)不均勻，普遍可見母巖風(fēng)化碎屑，土芯遇水易軟化，局部夾少量強風(fēng)化巖碎塊。本層鉆孔見有揭露，層厚0.60m～8.00m，層頂埋深1.20m～9.60m，層頂標高13.70m～25.17m。

3.4侏羅系基巖

在鉆孔揭露深度內(nèi)的巖性為泥質(zhì)粉砂巖，按其風(fēng)化程度/力學(xué)強度/層位關(guān)系分為3個風(fēng)化帶，分述如下：

④-1強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：暗紅色，巖石風(fēng)化強烈，原巖結(jié)構(gòu)大部分被破壞，呈半巖半土狀，以巖為主，巖芯多呈碎塊狀，局部呈堅硬土狀，質(zhì)軟硬不均，遇水易軟化，局部夾少量中風(fēng)化巖碎塊。巖石堅硬程度為極軟巖，巖體完整程度極破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。本層除ZK135號鉆孔外其余各鉆孔內(nèi)見有揭露，揭露層厚0.50m～32.20m，層頂埋深0.20m～22.40m，層頂標高0.42m～26.07m。

④-2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：暗紅色，泥粉粒結(jié)構(gòu)，巨厚層狀構(gòu)造，質(zhì)稍硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯稍完整，呈扁柱狀，頂部少量團塊狀，巖石堅硬程度為軟巖，巖體完整程度較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。

本層各鉆孔均見揭露，揭露厚度或?qū)雍?.70m～11.80m，層頂埋深1.30m～33.50m，層頂標高-10.21m～21.50m。本層取巖樣37組，天然抗壓強度介于4.1MPa～23.3MPa之間，剔除3組較小值后，參與統(tǒng)計的巖樣共33組，天然抗壓強度介于8.4MPa～ 23.3MPa之間，平均值13.6MPa，標準差4.795，變異系數(shù)0.352，標準值12.16MPa，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，中風(fēng)化巖單軸天然抗壓強度建議值取12.0MPa，詳見《巖石單軸抗壓強度檢測報告》。根據(jù)工程地質(zhì)手冊巖石的軟化系數(shù)<0.75，其經(jīng)驗值約為0.50。其中鉆孔ZK69（8.90-9.80m）、ZK135（6.50-8.80m）存在厚0.90m～ 2.30m的強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖夾層，應(yīng)引起足夠的重視。

④-3微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：暗紅色，泥粉粒結(jié)構(gòu)，巨厚層狀構(gòu)造，質(zhì)稍硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯稍完整，呈扁柱狀，頂部少量團塊狀，巖石堅硬程度為較軟巖，巖體完整程度較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級。本層鉆孔見有揭露，揭露厚度1.30m～ 7.30m，層頂埋深8.40m～30.10m，層頂標高-7.28m～14.26m。

本層取巖樣12組，天然抗壓強度介于26.0MPa～48.0MPa之間，平均值33.4MPa，標準差8.316，變異系數(shù)0.249，標準值29.25MPa，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，微風(fēng)化巖單軸天然抗壓強度建議值取25.0MPa。根據(jù)工程地質(zhì)手冊巖石的軟化系數(shù)<0.75，其經(jīng)驗值約為0.50。各巖土層工程地質(zhì)界面變化特征、厚度/層頂標高/層頂深度詳見各鉆孔柱狀圖/工程地質(zhì)剖面圖。

4.巖土工程分析與評價

4.1建筑地基評價

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的巖土體單元結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)強度和所處地質(zhì)環(huán)境特征，結(jié)合當?shù)毓こ探ㄔO(shè)經(jīng)驗，各巖土體地基特性評述如下：

（1）①素填土層：呈松散狀，承載力低，不能作為擬建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)持力層；

（2）②沖積淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層：呈軟塑狀，分布不均勻，連續(xù)性差，承載力極低，不能作為擬建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)持力層；

（3）③殘積粉質(zhì)黏土層：呈軟可塑狀，局部鉆孔內(nèi)見有分布，分布不均勻，連續(xù)性稍差，承載力一般，可選作為擬建商鋪的基礎(chǔ)持力層；

（4）④1強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、④2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖及④3微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：受不均勻風(fēng)化影響，埋深及厚度變化較大，承載力較高，巖體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)臨空面及洞穴，是研究區(qū)內(nèi)建（構(gòu)）筑物良好的基礎(chǔ)持力層。

建議宜采用強、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖及微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖作為樁基礎(chǔ)持力層，而由于基巖的不均勻風(fēng)化作用，巖面起伏較大，局部孔段強風(fēng)化巖中見有中風(fēng)化巖夾層，因此建議樁基施工時，配合進行超前勘察手段，以徹底查明底部基巖持力層的埋深、厚度、強度等情況，確保建筑物的安全。

4.2特殊巖土評價

（1）素填土

在研究區(qū)表層分布，為新近回填土，局部地段厚度變化較大，密實度較差，均勻性差，屬高壓縮性和濕陷性土，承載力低，基坑開挖中對坑壁穩(wěn)定性有較大影響。

（2）軟土

淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土在研究區(qū)內(nèi)局部見有揭露，埋深有一定的變化，深淺不一，含少量有機質(zhì)，性質(zhì)不均勻，軟土具有含水量高、壓縮性高、滲透系數(shù)小，透水性差、抗剪強度低等特點，同時還具有觸變性和流變性，因此在豎向荷載作用下將出現(xiàn)明顯沉降并產(chǎn)生較大側(cè)壓力，因其透水性差，故固結(jié)沉降持續(xù)時間長。在軟土區(qū)較厚的地方，應(yīng)注意上部荷載過大，造成的側(cè)向變形對基礎(chǔ)工程的不利影響。該類土屬于欠固結(jié)土，對樁基工程可以產(chǎn)生負摩擦力，因此必須予以重視。

（3）殘積土及風(fēng)化巖的軟化性

由泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積的粉質(zhì)黏土以及風(fēng)化巖厚度變化較大，原狀土具有較高的強度，土質(zhì)一般較硬，但這種土在水的作用下極易改變土的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，遇水易軟化，強度會迅速降低，其風(fēng)化均勻性差，巖層界面坡度較陡，對樁基穩(wěn)定性也不利，因此施工過程中應(yīng)采用相關(guān)有效措施，防止水對上述巖土層的浸泡，避免因此而造成的差異沉降，建議基礎(chǔ)開挖后應(yīng)及時澆筑墊層。

5.基坑工程評價

5.1基坑側(cè)壁安全等級及周邊環(huán)境

本工程擬建2層地下室，地下室底板埋深位于現(xiàn)各鉆孔地面以下約8m，研究區(qū)北側(cè)為三遠·大愛城小區(qū)及建材路、東側(cè)為空地，南側(cè)為在建施工項目，西側(cè)為建材東路及華南國際建材市場。施工條件良好，適合大型施工設(shè)備及材料進場。

根據(jù)研究區(qū)基坑周邊環(huán)境、地層結(jié)構(gòu)和埋深結(jié)合《建筑基坑支護工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）、廣東省標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DBJ15-31-2016）中表12.1.3綜合判定，基坑支護結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，基坑支護結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0為1.0。

5.2基坑穩(wěn)定性評價及支護方案建議

根據(jù)所獲地質(zhì)成果，勘察鉆孔控制范圍內(nèi)無管線分布，基坑側(cè)壁土主要為①層素填土及④1層強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，基底主要位于④1層強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖及④2層中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，局部位于①層素填土及③層粉質(zhì)黏土；需挖除的土層主要為①層素填土、③層粉質(zhì)黏土、④1層強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖及④2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，工程性質(zhì)及穩(wěn)定性一般。

基坑坑底局部存在②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，為軟弱土層，為了基坑安全及防止基坑施工過程中產(chǎn)生流土及其他影響基坑穩(wěn)定性，建議對局部基坑坑底②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土進行相應(yīng)處理，處理方法可采用旋噴樁或攪拌樁對坑腳土體加固止水及坑底混凝土或粘土封閉處理。另外，建議基坑設(shè)計和施工應(yīng)充分考慮相鄰構(gòu)筑物條件，采用安全合理科學(xué)的手段及方法，確?；拥恼Ｊ┕ぜ鞍踩?。

根據(jù)研究區(qū)巖土工程地質(zhì)條件和施工條件，結(jié)合擬建基坑的穩(wěn)定性要求，建議基坑支護設(shè)計可采用分級放坡+錨桿的支護形式，坡面可采用掛網(wǎng)+土釘+噴射混凝土護面，坡面較陡時，可采用樁錨進行支護，坡率允許值見下表7。

6.結(jié)論與建議

（1）研究區(qū)所處地貌類型為剝蝕殘丘及山間谷地交匯處，不良地質(zhì)作用不發(fā)育，地質(zhì)環(huán)境遭受一般破壞，工程建設(shè)誘發(fā)其它不良地質(zhì)作用的可能性較小。研究區(qū)等級為二級，研究區(qū)穩(wěn)定性一般—稍差，適宜工程建設(shè)。

（2）擬建建筑物為幼兒園及高層建筑物，其工程重要性等級為三—一級：研究區(qū)地形相對較為平坦，故研究區(qū)復(fù)雜等級為二級；本次勘察結(jié)果表明，研究區(qū)地層種類較多，且有特殊性巖土，故地基復(fù)雜等級為二級，綜合劃分擬建項目巖土工程勘察等級為甲級。

（3）研究區(qū)附近及鉆孔揭露深度內(nèi)未見區(qū)域性斷裂構(gòu)造和全新活動斷裂構(gòu)造通過跡象，根據(jù)實測剪切波速測試結(jié)果及估算結(jié)果，依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）（2016年版），研究區(qū)土的類型為軟弱土—中軟土，各擬建建筑物類別及土類的類別如下：

1）第2棟、3棟、7棟、10～13棟和16棟商住樓覆蓋層土的類型為軟弱土，建筑類別為Ⅱ類，研究區(qū)特征周期值0.35s；

2）第4棟幼兒園、5棟、6棟、8棟、9棟、14棟、15棟、17棟商住樓及擬建臨街商鋪覆蓋層土的類型為軟弱土，建筑類別為Ⅰ1類，研究區(qū)特征周期值0.25s；

3）第1棟和18棟商住樓覆蓋層土的類型為中軟土，建筑類型為Ⅱ類，研究區(qū)特征周期值0.35s；根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），結(jié)合研究區(qū)地貌地形和地質(zhì)條件，研究區(qū)屬對建筑抗震不利地段，研究區(qū)地震抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，建筑物抗震設(shè)防標準為不低于標準設(shè)防類（丙類）；另根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》（GB50223-2008）及惠府[2015]13號文《惠州市建設(shè)工程抗震設(shè)防管理實施辦法》，幼兒園的地震抗震措施應(yīng)提高1度，按8度考慮，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g，建筑物的抗震設(shè)防類別為不低于重點設(shè)防類（乙類）。

（4）擬建建筑為1層臨街商鋪、1棟3層幼兒園及17棟高層商住樓（30層～33層），根據(jù)研究區(qū)地基巖土條件，結(jié)合擬建建筑物的結(jié)構(gòu)荷載、研究區(qū)施工條件，對各擬建建筑物可采用的樁基礎(chǔ)方案建議如下：

天然地基淺基礎(chǔ)方案：

根據(jù)本次勘察，擬建1棟、2棟～8棟，11棟～18棟商住樓、3層幼兒園及臨街1層商鋪建筑，適宜采用天然地基淺基礎(chǔ)方案，基礎(chǔ)類型可采用獨立基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)，直接利用④1層強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、④2層中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖作為淺基礎(chǔ)持力層。當采用天然地基淺基礎(chǔ)類型進行設(shè)計、施工時，應(yīng)注意：

1）建議在基礎(chǔ)施工前應(yīng)進行輕便觸探或現(xiàn)場淺層平板載荷試驗，以準確確定地基承載力特征值（fak）及變形模量；只有當fak值滿足擬建建筑物的荷載和變形要求時方可采用淺基礎(chǔ)。且基礎(chǔ)施工時，還應(yīng)進行驗槽工作，確保地基持力層的連續(xù)可靠性。如淺基礎(chǔ)方案不能保證安全和滿足設(shè)計要求，則應(yīng)采用樁基礎(chǔ)型式，以底部強、中風(fēng)化巖作為基礎(chǔ)的持力層，以確保建筑物的安全。

2）當天然地基跨越不同地層時，會產(chǎn)生差異沉降，可根據(jù)其巖土層分布情況，在適當部位用沉降縫將其劃分成若干個剛度較好的結(jié)構(gòu)單元，調(diào)整各部份的荷載分布、基礎(chǔ)寬度或埋置深度，減少建筑物不均勻沉降。

3）采用本方案時，應(yīng)做好防排水工作，基礎(chǔ)開挖至設(shè)計預(yù)定標高，要加強驗槽工作，同時要避免地基土受水的浸泡，過度擾動，暴露時間過長等不良因素影響，以免弱化地基土的力學(xué)性質(zhì)，達到設(shè)計要求后，應(yīng)及時進行混凝土墊底層澆注、基礎(chǔ)施工。

參考文獻

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