广州市白云新城项目建筑场地岩土工程特征分析与评价

刘伟

摘要：本文以白云新城项目建筑场地岩土工程勘察实例，对建筑场地的岩土工程特征、水文地质条件进行综合分析。结合实际情况对建筑场地的岩土特征进行分析评价和判断，提出经济合理的建议。

关键词：建筑场地；岩土工程勘察；岩土特征；分析与评价

Abstract：In this paper， combining with the high-rise construction site geotechnical characteristics in Baiyun New Town， Guangzhou instance. The author analyzed the foundation geotechnical engineering feature and hydrogeological conditions of a high-rise building. Based on the actual situation on the building site geotechnical characteristics analysis and evaluation and judgment， provide reasonable suggestions.

Key words： construction site， geotechnical engineering exploration， geotechnical characteristics， analysis and evaluation

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1 工程概况及勘察方法

1.1工程概况

拟建场地位于广州市白云区云城西路东侧白云旧机场内，场区南侧紧靠齐富路，西侧为云城西路，东侧紧靠萧岗涌（沟），北侧为废土堆填区。由两个地块组成，其中一号地块：用地面积41967平方米，建筑面积117927平方米，建筑限高70米；二号地块：用地面积18998平方米，建筑面积53384平方米，建筑限高70米。正在运营的广州地铁二号线紧靠一号地块东侧向北，穿过二号地块至萧岗站。结合本工程的具体情况，本工程重要性等级为二级，工程场地等级为一级场地（复杂场地），工程地基等级为一级地基（复杂地基），综合确定工程岩土工程勘察等级为甲级。

1.2勘察方法

此次勘察采用冲击和回转全取芯法钻进、现场鉴别，结合标准贯入测试、现场简易抽水试验及取试样作室内试验的勘察方法，完成勘探孔111个（其中取样测试孔54个），勘探总进尺3254.10米，标贯测试812次，简易抽水试验2孔，取土试样192件、岩石试样48组、水试样4组。

2 场地工程地质条件

2.1气候、气象

场地所在地区属海洋性亚热带季风气候，以温暖多雨、光热充足、夏季长、霜期短为特征。常年温暖湿润，四季如春，全年平均气温20-22为摄氏度。一年中最热的月份是7月，月平均气温达28.7℃。最冷月为1月份，月平均气温为9～16℃。平均相对湿度77%，市区年降雨量约为1720毫米。全年中，4至6月为雨季，7至9月天气炎热，多台风，10月、11月、和3月气温适中，12至2月为阴凉的冬季。

台风是影响广州市的重要天气系统。5～10月是广州市的台风季节，盛夏的7、8、9三个月，热带气旋影响和侵袭广州市的可能性均较大，分别占全年的71.4%和81.5%。据1949～1993年资料统计，有23个台风对广州影响较大，造成广州8级以上大风（或极大风速≥24.5米/秒）、日雨量在100毫米以上的大暴雨。

暴雨主要集中在夏季风盛行时期，每年4～9月夏季风盛行，暴雨显著增加；10月至翌年3月，主要受冬季风控制，暴雨显著减少。广州市暴雨季节长，暴雨日数多。从广州市各地平均状况看，除12月份没有暴雨外，其余各月都有，最多出现在春夏之交的5、6月，是防汛的紧张阶段；其次是8月、4月和7月；再次是9月，其它月份均极少出现暴雨。据1908～1988年80年的（缺1945、1946、1947年资料）统计结果，1908～1988年共出现暴雨152次，平均每年1.9次，最多年份达7次。

2.2区域地质构造与区域稳定性

根据区域地质资料，拟建场地区域位于华南褶皱系（Ⅰ级单元）赣湘桂粤褶皱带（Ⅱ级单元）南部的粤中坳褶束（Ⅲ级单元），广花褶断群（Ⅳ级单元）东南缘的流溪河断陷（Ⅴ级单元）中。

近场区活动断裂构造比较发育，总体上可划分为北东向和近东西向三组。构造上位于广从断裂以西，新市断裂以东，黄婆洞断裂以北范围内。（1）广从断裂：广从断裂是流溪河断陷、白云山-萝岗断隆、广州断陷、盐步拗陷等构造单元的分界线。断裂两侧的岩性、岩相、古地理都有很大的差异，断裂开始发生于加理东期，活跃于中生代以来，至今仍在活动。断层走向NNE-NE，产状倾向NW，倾角40°～60°，属正断层。（2）新市断裂：为新市走向断裂组，断裂经过燕山运动的改造，以致褶曲常被错动或不完整，同时也出现了相同逆冲断裂造成中生代地层呈“地堑”型的单斜构造。断层走向NNE-NE，产状倾向以东为主，倾角30°～70°不等，属顺走向逆断层。（3）黄婆洞断裂：位于白云山北侧黄婆洞近东西向的谷地，产状不明，西段切过上古生界地层，东段切入变质岩中使石英岩层右行错动，并见绢云母化、石英岩化的压碎岩及硅化角砾岩。

查阅《广州市航空遥感基岩地质图说明书》（1：50000），场区内无明显断裂带通过，地质构造条件简单，钻孔内未发现断层、断裂构造形迹，总体上区域地壳基本稳定。

2.3地形地貌及工程环境

拟建场地原始地貌属广花凹陷冲积盆地，工程场地较为平坦，可见旧机场跑道，一号地块的西南角及二号地块东侧可见到当地村民种植的菜地及香蕉林，地形稍有起伏，地面高程介于14.15～18.81米之间，平均高程15.91米。场地东部的萧岗涌（沟），水深约0.10～0.60米。

2.4岩土结构特征及其物理力学性质

根据野外钻探揭露情况，勘察场地内岩土层分布自上而下分别为：人工填土层（Q4ml）、冲积～洪积土层及砂层（Q3+4al+pl），局部夹河湖相沉积层Q3+4al、残积土层（Qel）及石炭系上-中统壶天群石灰岩（C2+3ht），现分述如下：

1）①层人工填土（Q4ml）：主要为杂填土和素填土，颜色较杂，主要为褐黄色、灰色、灰褐色、褐红色等，局部地段顶部可见植物根茎，且部分地段的填土为近年堆填。在旧机场跑道范围内表层多为0.50～0.60m砼路面。

素填土组成物主要为粉质粘土、中粗砂、碎石等；杂填土则含有砖块、砼块等建筑垃圾或生活垃圾，大部分稍压实～欠压实，稍湿～湿。层厚为1.00～7.30m，平均厚度为2.97m。

2）②层河湖相沉积层（Q3+4al）：主要为淤泥及淤泥质土，呈灰黑色、深灰色，饱和，流塑状，粘性好，具腥臭味，含少量有机质及粉细砂。零星分布，多呈透镜体。层厚为0.60～2.80m，平均厚度1.59m。

3）③-1层冲积～洪积粉细砂层（Q3+4al+pl）：主要为粉砂、细砂，呈灰白色、浅灰色、灰黄色等，石英质，含粘粒，级配不良，饱和，多呈松散～稍密状。局部夹薄层粘性土。零星分布，层厚为0.65～8.60m，平均厚度2.85m；③-2层冲积～洪积中粗砂层（Q3+4al+pl）：主要为中砂、粗砂，呈灰白色、浅灰色、灰黄色等，石英质，含粘粒，级配不良，饱和，多呈松散～稍密状，局部中密及密实状。其中：中砂粒径较均匀，粗砂粒径多为0.5～1.0mm。该层局部夹石英质碎石。本层局部分布，层厚为0.60～6.20m，平均厚度2.35m；③-3层冲积～洪积砾砂层 （Q3+4al+pl）：主要为砾砂，呈灰白色、浅灰色、灰黄色等，石英质，含粘粒，粒径为2.0～5.0mm，级配不良，饱和，多呈稍密～中密状。零星分布，层厚为0.60～3.50m，平均厚度1.71m。

4）④-1层冲积～洪积软塑状粘性土层（Q3+4al+pl）：主要为粘土及粉质粘土，局部为粉土。花斑状，呈褐黄色、棕红色、灰白色相间、深灰色及灰绿色等，含少量砂粒，局部夹粉细砂薄层。零星分布，厚度为0.60～6.00m，平均厚度2.45m；④-2层冲积～洪积可塑状粘性土层（Q3+4al+pl）：主要为粘土及粉质粘土，局部为粉土。花斑状，呈褐黄色、棕红色、灰白色相间、深灰色及灰绿色等，含少量砂粒，局部夹中细砂薄层及夹石英质碎石，d=2-3cm，棱角状。本层大部分布，厚度为0.40～25.60m，平均厚度4.66m。④-3层冲积～洪积硬塑状粘性土层（Q3+4al+pl）：主要为粘土及粉质粘土，局部为粉土。花斑状，呈褐黄色、棕红色、灰白色相间、深灰色及灰绿色等，含少量砂粒，局部夹中粗砂薄层及夹石英质碎石，d=2-5cm，棱角状。本层零星分布，厚度为1.50～16.10m，平均厚度6.93m。

5）⑤-1层残积软塑状粘性土层（Qel）：主要为粘土及粉质粘土，以粘粒为主，质较纯，局部含少量-大量细中砂。局部夹灰岩质碎石，d=2-3cm，棱角状。本层零星分布，层厚为0.20～9.00m，平均厚度2.46m；⑤-2层残积可塑状粘性土层（Qel）：主要为粘土及粉质粘土，以粘粒为主，含少量中粗砂。局部为粉土及夹灰岩质碎石，d=2-5cm，棱角状。局部地段碎石富集。本层大部分布，层厚为0.60～19.60m，平均厚度7.01m；⑤-3层残积硬塑～坚硬状粘性土层（Qel）：主要为粘土及粉质粘土，以粘粒为主，质较纯，局部含少量粗砾砂。局部为粉土及夹灰岩质碎石，d=2-6cm，棱角状。局部地段碎石富集。本层零星分布，层厚为2.60～15.90m，平均厚度7.44m；⑤-4层残积中密～密实状碎石土层（Qel）：主要为碎石土，母岩成分多为微风化石灰岩，d=2～8cm，棱角状，骨架颗粒呈交错排列，填充可塑～硬塑状粉质粘土。钻进困难，钻杆跳动较激烈，孔壁较稳定。本层零星分布，层厚为0.50～11.45m，平均厚度3.62m。

6）⑥-1层石炭系上-中统壶天群中风化石灰岩（C2+3ht）：主要为溶蚀状石灰岩，呈浅灰色、灰白色、灰黑色及肉红色，岩芯呈短柱状、碎块状（短柱状的岩芯多呈半边岩，半边溶蚀面），岩芯较破碎。溶蚀现象发育，岩芯表面多被方解石岩脉穿插。隐晶质结构，层状构造，岩质较坚硬，性脆。岩芯采取率平均为66%（58～100%），岩石质量指标（RQD）平均为52%（0～75%）；⑥-2层石炭系上-中统壶天群微风化石灰岩（C2+3ht）：呈浅灰色、灰白色、灰黑色间肉红色，岩芯多呈长柱状、柱状，局部为短柱状及块状。岩石组织结构基本未变，溶蚀现象较发育，网状方解石脉发育。隐晶质结构，层状构造，致密，岩质硬，锤击声脆。大部分岩芯表面光滑，较连续、完整。岩芯采取率平均为95%（86～100%），岩石质量指标（RQD）平均为87%（66～100%），岩体较完整。

2.5特殊性岩土、不良地质作用和地质灾害

勘察场区范围内分布的特殊性岩土主要有人工填土、软土、残积土及风化岩，未发现有滑坡、崩塌、泥石流、地面沉陷等不良地质作用和地质灾害现象，但由于基坑开挖施工有可能引发或加剧次生地质灾害，如地面沉降、地面塌陷等。

1）人工填土：场地广泛分布一层人工堆填的填土，主要为杂填土及素填土，颜色较杂。素填土主要为人工堆填的粉质粘土、中粗砂、碎石等，杂填土则含有砖块、砼块等建筑垃圾或生活垃圾，大部分稍压实～欠压实，稍湿～湿。填土层局部地段可能存在土層滞水。考虑到人工填土层的密实性及压缩性的差异，未经处理加固，不适宜作为天然地基，可采用换填或进行其他地基处理方案，并在处理后现场进行适量的载荷试验，以便确定其变形模量；如采用桩基，桩基施工时应考虑其穿透杂填土的困难性。

2）软土：主要为局部地段分布的流塑状的河湖相沉积淤泥及淤泥质土层②，强度低、高压缩性、易流变等特点，无法自稳，是场地稳定和变形的控制地层。当软土位于建筑物基坑内时，开挖易坍塌，当需作为建筑物地基持力层时或位于建筑物压缩层范围内时，应采取相应的地基处理措施。

3）残积土及风化岩：本场地的残积土呈软塑、可塑、硬塑～坚硬状，且局部地段含有少量～大量的棱角状的灰岩质碎石；局部地段富集为中密～密实状的碎石土，故残积土的土质均匀性很差。残积土矿物结晶、结构及构造不易辨认，成碎屑状的松散体，具有上硬下软的特点，接近岩面的残积土因受地下水活动的作用，其强度低于上部土层。局部地段的残积土还具有红粘土的特征，属红粘土的复浸水特性分类Ⅱ类，即红粘土收缩复浸水膨胀，不能恢复到原位。对采用天然地基及基坑开挖时，设计及施工应采取相应的措施，请给予考虑。

2.6水文地质条件

场地位于石灰岩洼地水文地质区，代号Ⅱ，该区溶洞发育，但多为死溶洞，连通性差；灰岩上覆风化土，可视为隔水层；沟谷中有砂层孔隙水分布，砂层厚度一般为3.0～5.0米，水量0.5l/s·m。

地表水：位于场地外东侧的地表水体为萧岗涌，主要为当地的废水排放通道。断面上半部呈倒梯形，下半部呈矩形，梯形顶底宽度分别约为24.00米及11.40米，高约1.80米；矩形高约2.15米，宽约11.40米；河床起伏平缓，河水较浅，一般水深约0.10～0.60米，雨季水深约为0.50～1.00米；水质稍微发臭，水流方向自南向北流经本场区外。

地下水：场地地下水来源主要为大气降水及地表水渗透补给，按其赋存方式分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水及岩溶水。勘察施工期间，各钻孔均遇见地下水。实测钻孔地下水初见水位埋深为0.80～4.40米，平均埋深2.66米；稳定水位埋深为0.90～8.00米，平均埋深3.72米。

3 场地工程地质条件评价

3.1建筑场地类别及地震烈度

场地土层的等效剪切波速υse 为175～194.8m/s，综合判定建筑场地类别为II类。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A提供资料，本场区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，特征周期值为0.35s。

根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）3.0.2条规定划分，本项目建筑工程抗震设防类别属标准设防类（简称丙类），建筑的抗震设防标准应符合规范要求。

3.2地基液化可能性评价

本次进行钻探揭露冲积～洪积砂层，主要是③-1层粉细砂、③-2层中粗砂及③-3层砾砂，按国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）的有关条件判别，采用标准贯入试验方法对冲积～洪积砂层进行液化判别。

钻孔样本数66个，液化孔数4个；标准贯入试验样本数97个，液化标准贯入试验样本数4个。根据液化判别计算，本次勘察所揭露的冲积～洪积粉细砂③-1层大部分地段不液化，局部地段会产生液化，液化等级为轻微～中等；冲积～洪积中粗砂③-2层、砾砂③-3层不液化。

3.3场地岩土特征评价

场地岩土层按特征分述如下：

1）①层人工填土（Q4ml）：中～高压缩性，土质不均匀，基本连续，厚度不大。②层河湖相沉积层（Q3+4al）：流塑，含水率大，孔隙比大，为高压缩性饱和软土，基本连续，厚度局部稍大。上述各土层工程力学性质差、承载力低，未经处理不宜作拟建建（构）筑物的基础持力层。

2）③-1层冲积～洪积粉细砂层（Q3+4al+pl）：松散～稍密，高压缩性，基本连续，厚度局部稍大；③-2层冲积～洪积中粗砂层（Q3+4al+pl）：松散～稍密，局部中密及密实，中～高压缩性，局部分布，厚度稍大；③-3层冲积～洪积砾砂层 （Q3+4al+pl）：稍密～中密状，中～高压缩性，零星分布，厚度较小。

④-1层冲积～洪积软塑状粘性土层（Q3+4al+pl）：软塑，高压缩性，零星分布，厚度局部稍大；④-2层冲积～洪积可塑状粘性土层（Q3+4al+pl）：可塑，中～高压缩性，局部分布，厚度稍大；④-3层冲积～洪积硬塑状粘性土层（Q3+4al+pl）：硬塑，中压缩性，零星分布，厚度稍大。

⑤-1层残积软塑状粘性土层（Qel）：软塑，高压缩性，零星分布，厚度局部稍大；⑤-2层残积可塑状粘性土层（Qel）：可塑，中～高压缩性，局部分布，厚度稍大；⑤-3层残积硬塑～坚硬状粘性土层（Qel）：硬塑～坚硬，中压缩性，零星分布，厚度稍大；⑤-4层残积中密～密实状碎石土层（Qel）：中密～密實，中～高压缩性，局部分布，厚度稍大。

④-3、⑤-3及⑤-4层的工程力学性质稍好，可作荷载不大建（构）筑物的基础持力层。

3）⑥层基岩：中风化～微风化状态，工程力学性质较好，承载力高，是拟建建（构）筑物较好的基础持力层。由于受裂隙发育程度及岩石组成成分差异等因素的影响，局部区域岩面埋深差异较大。场地溶蚀现象很发育，串珠状溶洞发育。

3.4岩土参数取值建议

综合分析、统计原位测试及试样室内试验数据并参考地区经验，各岩土层地基承载力特征值 fak、压缩模量ES、筏基设计基床系数K、渗透系数k、钻（冲）孔桩极限侧阻力标准值qsik、饱和单轴抗压强度标准值frk、侧摩阻力特征值的经验值qsa、桩端土的承载力特征值qpa及土体（岩石）与锚固体极限摩阻力标准值qs建议采用表4数值。

4 结论

1）场区地层及地质构造简单，钻孔内未发现断裂、构造形迹，场地、地基稳定，可用作建设场地。

2）场地处于抗震设防烈度7度区，建筑场地类别为Ⅱ类，场地属对建筑抗震不利地段，建议按标准设防类（丙类）设防。

3）建议桩基施工前，对其进行一桩一孔的超前钻，以便准确的确定其桩端持力层及是否有溶洞的存在。

4）建议采用桩基础，以完整的微风化石灰岩⑥-2作为桩基础的持力层，桩基类型可选用钻（冲）孔灌注桩

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