淺析惠州市大亞灣區巖土工程地質特征

楊奪

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

關鍵詞：惠州；巖土工程；大亞灣區

1.工程概況

研究區位于惠州市大亞灣區建材路以南，建材東路以東，龍山十路以西，太東路以北，交通便利，地理位置優越。總用地面積75998.00m2，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；整體設兩層地下室（埋深約8.00m），地下無鋼結構建筑；1層臨街商鋪及3層幼兒園建筑擬采用框架結構，基礎形式擬采用淺基礎或樁基礎，單位荷載約15kN/m2，高層建筑擬采用框架剪力墻結構，單位荷載約20kN/m2，基礎形式擬采用樁基礎，預測擬建商業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.研究區巖土工程條件

2.1研究區概況

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

2.2區域地質構造

研究區屬區域性北東向深圳大斷裂與博羅大斷裂之間的南端，區域地貌形態以燕山三期中粗粒花崗巖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。喜山期構造運動以地殼升降作用為主，是燕山期的繼承和發展，規模較小，走向較平直，傾角也較陡。

本次勘察工程在鉆探深度內未發現和揭示褶皺、斷層等構造現象，也未見滑坡、崩塌、地面下陷等不良地質作用，場區在區域構造上是相對穩定的，適宜本工程建

2.3氣象特征

研究區位于惠州市大亞灣經濟技術開發區，屬亞熱帶海洋性季風氣候，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%。測區四季具有春潤、夏濕、秋干、冬燥的特點，干濕分明，季風氣候特點明顯。受季風影響，降水具有雨量多、強度大、季節長、雨日多、時程及分布不均等特點。風向具明顯季節性，夏季偏南風為主，次為偏東風，冬季偏北風為主，全區全年8級以上大風平均日數為3d，最大風速37m/s，歷年瞬間極大風速大于40m/s，南部的沿海地區多臺風，可達10級～12級，陣風12級以上，常形成風災。

3.地層巖性及物理力學性質

根據鉆孔揭露深度研究區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、物質成分及工程力學強度分述如下：

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，局部孔段見有中風化泥質粉砂巖回填塊石。本層各鉆孔內見有揭露，層厚0.20m～15.90m，層頂標高20.78m～28.14m，其中填土層較厚的區域主要集中在東側中部，即1棟商住樓附近。

3.2第四系沖積土

②淤泥質粉質黏土：呈灰黑色，飽和，軟塑狀，主要成分為黏粉粒，土質不均勻，略具腥臭味，普遍含少量細砂，局部孔段相變為粉土。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粉質黏土：土紅色，軟可塑狀，為泥質粉砂巖風化殘積土，主要成分為黏粉粒，土質不均勻，普遍可見母巖風化碎屑，土芯遇水易軟化，局部夾少量強風化巖碎塊。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

在鉆孔揭露深度內的巖性為泥質粉砂巖，按其風化程度/力學強度/層位關系分為3個風化帶，分述如下：

④-1強風化泥質粉砂巖：暗紅色，巖石風化強烈，原巖結構大部分被破壞，呈半巖半土狀，以巖為主，巖芯多呈碎塊狀，局部呈堅硬土狀，質軟硬不均，遇水易軟化，局部夾少量中風化巖碎塊。巖石堅硬程度為極軟巖，巖體完整程度極破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ級。本層除ZK135號鉆孔外其余各鉆孔內見有揭露，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中風化泥質粉砂巖：暗紅色，泥粉粒結構，巨厚層狀構造，質稍硬，節理裂隙較發育，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，巖體基本質量等級為Ⅴ級。

本層各鉆孔均見揭露，揭露厚度或層厚0.70m～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0.352，標準值12.16MPa，根據地區經驗，中風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》。根據工程地質手冊巖石的軟化系數<0.75，其經驗值約為0.50。其中鉆孔ZK69（8.90-9.80m）、ZK135（6.50-8.80m）存在厚0.90m～ 2.30m的強風化泥質粉砂巖夾層，應引起足夠的重視。

④-3微風化泥質粉砂巖：暗紅色，泥粉粒結構，巨厚層狀構造，質稍硬，節理裂隙較發育，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0.249，標準值29.25MPa，根據地區經驗，微風化巖單軸天然抗壓強度建議值取25.0MPa。根據工程地質手冊巖石的軟化系數<0.75，其經驗值約為0.50。各巖土層工程地質界面變化特征、厚度/層頂標高/層頂深度詳見各鉆孔柱狀圖/工程地質剖面圖。

4.巖土工程分析與評價

4.1建筑地基評價

根據研究區內產出的巖土體單元結構、物理力學強度和所處地質環境特征，結合當地工程建設經驗，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）筑物的基礎持力層；

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

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

（4）④1強風化泥質粉砂巖、④2中風化泥質粉砂巖及④3微風化泥質粉砂巖：受不均勻風化影響，埋深及厚度變化較大，承載力較高，巖體內未發現臨空面及洞穴，是研究區內建（構）筑物良好的基礎持力層。

建議宜采用強、中風化泥質粉砂巖及微風化泥質粉砂巖作為樁基礎持力層，而由于基巖的不均勻風化作用，巖面起伏較大，局部孔段強風化巖中見有中風化巖夾層，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定性有較大影響。

（2）軟土

淤泥質粉質黏土在研究區內局部見有揭露，埋深有一定的變化，深淺不一，含少量有機質，性質不均勻，軟土具有含水量高、壓縮性高、滲透系數小，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明顯沉降并產生較大側壓力，因其透水性差，故固結沉降持續時間長。在軟土區較厚的地方，應注意上部荷載過大，造成的側向變形對基礎工程的不利影響。該類土屬于欠固結土，對樁基工程可以產生負摩擦力，因此必須予以重視。

（3）殘積土及風化巖的軟化性

由泥質粉砂巖風化殘積的粉質黏土以及風化巖厚度變化較大，原狀土具有較高的強度，土質一般較硬，但這種土在水的作用下極易改變土的結構和狀態，遇水易軟化，強度會迅速降低，其風化均勻性差，巖層界面坡度較陡，對樁基穩定性也不利，因此施工過程中應采用相關有效措施，防止水對上述巖土層的浸泡，避免因此而造成的差異沉降，建議基礎開挖后應及時澆筑墊層。

5.基坑工程評價

5.1基坑側壁安全等級及周邊環境

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

根據研究區基坑周邊環境、地層結構和埋深結合《建筑基坑支護工程技術規程》（JGJ120-2012）、廣東省標準《建筑地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2016）中表12.1.3綜合判定，基坑支護結構的安全等級為二級，基坑支護結構重要性系數γ0為1.0。

5.2基坑穩定性評價及支護方案建議

根據所獲地質成果，勘察鉆孔控制范圍內無管線分布，基坑側壁土主要為①層素填土及④1層強風化泥質粉砂巖，基底主要位于④1層強風化泥質粉砂巖及④2層中風化泥質粉砂巖，局部位于①層素填土及③層粉質黏土；需挖除的土層主要為①層素填土、③層粉質黏土、④1層強風化泥質粉砂巖及④2中風化泥質粉砂巖，工程性質及穩定性一般。

基坑坑底局部存在②層淤泥質粉質黏土，為軟弱土層，為了基坑安全及防止基坑施工過程中產生流土及其他影響基坑穩定性，建議對局部基坑坑底②層淤泥質粉質黏土進行相應處理，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，建議基坑設計和施工應充分考慮相鄰構筑物條件，采用安全合理科學的手段及方法，確保基坑的正常施工及安全。

根據研究區巖土工程地質條件和施工條件，結合擬建基坑的穩定性要求，建議基坑支護設計可采用分級放坡+錨桿的支護形式，坡面可采用掛網+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.結論與建議

（1）研究區所處地貌類型為剝蝕殘丘及山間谷地交匯處，不良地質作用不發育，地質環境遭受一般破壞，工程建設誘發其它不良地質作用的可能性較小。研究區等級為二級，研究區穩定性一般—稍差，適宜工程建設。

（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：研究區地形相對較為平坦，故研究區復雜等級為二級；本次勘察結果表明，研究區地層種類較多，且有特殊性巖土，故地基復雜等級為二級，綜合劃分擬建項目巖土工程勘察等級為甲級。

（3）研究區附近及鉆孔揭露深度內未見區域性斷裂構造和全新活動斷裂構造通過跡象，根據實測剪切波速測試結果及估算結果，依據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）（2016年版），研究區土的類型為軟弱土—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，研究區特征周期值0.35s；根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2015），結合研究區地貌地形和地質條件，研究區屬對建筑抗震不利地段，研究區地震抗震設防烈度為7度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.10g，建筑物抗震設防標準為不低于標準設防類（丙類）；另根據《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008）及惠府[2015]13號文《惠州市建設工程抗震設防管理實施辦法》，幼兒園的地震抗震措施應提高1度，按8度考慮，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.15g，建筑物的抗震設防類別為不低于重點設防類（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），根據研究區地基巖土條件，結合擬建建筑物的結構荷載、研究區施工條件，對各擬建建筑物可采用的樁基礎方案建議如下：

天然地基淺基礎方案：

根據本次勘察，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方案，基礎類型可采用獨立基礎或筏板基礎，直接利用④1層強風化泥質粉砂巖、④2層中風化泥質粉砂巖作為淺基礎持力層。當采用天然地基淺基礎類型進行設計、施工時，應注意：

1）建議在基礎施工前應進行輕便觸探或現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。且基礎施工時，還應進行驗槽工作，確保地基持力層的連續可靠性。如淺基礎方案不能保證安全和滿足設計要求，則應采用樁基礎型式，以底部強、中風化巖作為基礎的持力層，以確保建筑物的安全。

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

3）采用本方案時，應做好防排水工作，基礎開挖至設計預定標高，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性質，達到設計要求后，應及時進行混凝土墊底層澆注、基礎施工。

參考文獻

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