浅析惠州市大亚湾区岩土工程地质特征

杨夺

摘要：随着我国城市化建设的加快，各类建设工程项目在开工建设前均要求进行岩土工程勘察，为工程设计提供设计依据。文章以华城鹭鸣堤岸花园项目为例对惠州市大亚湾区岩土工程地质特征进行全面分析，希望为该地区工程建设提供相关技术支持。

关键词：惠州；岩土工程；大亚湾区

1.工程概况

研究区位于惠州市大亚湾区建材路以南，建材东路以东，龙山十路以西，太东路以北，交通便利，地理位置优越。总用地面积75998.00m2，总建筑面积326367.40m2。拟建1栋3层幼儿园，5栋30层商住楼；2栋31层住宅楼；10栋33层商住楼及临街1层商铺；整体设两层地下室（埋深约8.00m），地下无钢结构建筑；1层临街商铺及3层幼儿园建筑拟采用框架结构，基础形式拟采用浅基础或桩基础，单位荷载约15kN/m2，高层建筑拟采用框架剪力墙结构，单位荷载约20kN/m2，基础形式拟采用桩基础，预测拟建商业建筑及幼儿园的变形特征为沉降差及倾斜，其中沉降差允许值≤0.002l，沉降量120mm，整体倾斜允许值为0.004；Hg为自室外地面起算的建筑物高度。拟建高层商住楼的变形特征为沉降量和整体倾斜，沉降量允许值≤200mm，整体倾斜允许值为0.0025。

2.研究区岩土工程条件

2.1研究区概况

研究区位于惠州市大亚湾区建材路以南，华南国际建材市场以东，研究区地势东低西高，局部稍有起伏，各钻孔孔口标高介于20.78m～28.14m之间，研究区原始地貌类型为剥蚀残丘及山间谷地交汇处。根据委托方提供的资料及现场踏勘，研究区内未发现影响工程建设的地下管道、管线分布。研究区北侧为三远·大爱城小区及建材路、东侧为空地，南侧为在建施工项目，西侧为建材东路及华南国际建材市场。

2.2区域地质构造

研究区属区域性北东向深圳大断裂与博罗大断裂之间的南端，区域地貌形态以燕山三期中粗粒花岗岩形成的低丘地貌和侏罗系、泥盆系、石炭系地层所形成的高丘地貌为主，第四系地层主要在山前平地分布。喜山期构造运动以地壳升降作用为主，是燕山期的继承和发展，规模较小，走向较平直，倾角也较陡。

本次勘察工程在钻探深度内未发现和揭示褶皱、断层等构造现象，也未见滑坡、崩塌、地面下陷等不良地质作用，场区在区域构造上是相对稳定的，适宜本工程建

2.3气象特征

研究区位于惠州市大亚湾经济技术开发区，属亚热带海洋性季风气候，雨量充沛，气候温暖潮湿。年平均气温21.1℃～22.2℃，极端最高气温38.9℃，极端最低气温-1.9℃。年平均降水量为1545.2mm～1989.4mm，年最大降水量2646.2mm，日最大降水量为490.3mm，雨季为每年5月～9月，集中了全年雨量的74.5%。测区四季具有春润、夏湿、秋干、冬燥的特点，干湿分明，季风气候特点明显。受季风影响，降水具有雨量多、强度大、季节长、雨日多、时程及分布不均等特点。风向具明显季节性，夏季偏南风为主，次为偏东风，冬季偏北风为主，全区全年8级以上大风平均日数为3d，最大风速37m/s，历年瞬间极大风速大于40m/s，南部的沿海地区多台风，可达10级～12级，阵风12级以上，常形成风灾。

3.地层岩性及物理力学性质

根据钻孔揭露深度研究区地基岩土层自上而下依次为：人工填土、第四系冲积土层、第四系残积土和侏罗系基岩，各岩土层按其成因分类、物质成分及工程力学强度分述如下：

3.1人工填土

①素填土：褐红色，主要呈松散状，均匀性差，主要成分为黏性土及填碎石，碎石粒径不均匀，多介于4m～8cm之间，顶部见有少量植物根系，局部孔段见有中风化泥质粉砂岩回填块石。本层各钻孔内见有揭露，层厚0.20m～15.90m，层顶标高20.78m～28.14m，其中填土层较厚的区域主要集中在东侧中部，即1栋商住楼附近。

3.2第四系冲积土

②淤泥质粉质黏土：呈灰黑色，饱和，软塑状，主要成分为黏粉粒，土质不均匀，略具腥臭味，普遍含少量细砂，局部孔段相变为粉土。本层钻孔见有揭露，层厚2.10m～4.80m，层顶埋深3.80m～15.90m，层顶标高6.18m～19.99m。

3.3第四系残积土

③粉质黏土：土红色，软可塑状，为泥质粉砂岩风化残积土，主要成分为黏粉粒，土质不均匀，普遍可见母岩风化碎屑，土芯遇水易软化，局部夹少量强风化岩碎块。本层钻孔见有揭露，层厚0.60m～8.00m，层顶埋深1.20m～9.60m，层顶标高13.70m～25.17m。

3.4侏罗系基岩

在钻孔揭露深度内的岩性为泥质粉砂岩，按其风化程度/力学强度/层位关系分为3个风化带，分述如下：

④-1强风化泥质粉砂岩：暗红色，岩石风化强烈，原岩结构大部分被破坏，呈半岩半土状，以岩为主，岩芯多呈碎块状，局部呈坚硬土状，质软硬不均，遇水易软化，局部夹少量中风化岩碎块。岩石坚硬程度为极软岩，岩体完整程度极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。本层除ZK135号钻孔外其余各钻孔内见有揭露，揭露层厚0.50m～32.20m，层顶埋深0.20m～22.40m，层顶标高0.42m～26.07m。

④-2中风化泥质粉砂岩：暗红色，泥粉粒结构，巨厚层状构造，质稍硬，节理裂隙较发育，岩芯稍完整，呈扁柱状，顶部少量团块状，岩石坚硬程度为软岩，岩体完整程度較破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

本层各钻孔均见揭露，揭露厚度或层厚0.70m～11.80m，层顶埋深1.30m～33.50m，层顶标高-10.21m～21.50m。本层取岩样37组，天然抗压强度介于4.1MPa～23.3MPa之间，剔除3组较小值后，参与统计的岩样共33组，天然抗压强度介于8.4MPa～ 23.3MPa之间，平均值13.6MPa，标准差4.795，变异系数0.352，标准值12.16MPa，根据地区经验，中风化岩单轴天然抗压强度建议值取12.0MPa，详见《岩石单轴抗压强度检测报告》。根据工程地质手册岩石的软化系数<0.75，其经验值约为0.50。其中钻孔ZK69（8.90-9.80m）、ZK135（6.50-8.80m）存在厚0.90m～ 2.30m的强风化泥质粉砂岩夹层，应引起足够的重视。

④-3微风化泥质粉砂岩：暗红色，泥粉粒结构，巨厚层状构造，质稍硬，节理裂隙较发育，岩芯稍完整，呈扁柱状，顶部少量团块状，岩石坚硬程度为较软岩，岩体完整程度较破碎，岩体基本质量等级为Ⅲ级。本层钻孔见有揭露，揭露厚度1.30m～ 7.30m，层顶埋深8.40m～30.10m，层顶标高-7.28m～14.26m。

本层取岩样12组，天然抗压强度介于26.0MPa～48.0MPa之间，平均值33.4MPa，标准差8.316，变异系数0.249，标准值29.25MPa，根据地区经验，微风化岩单轴天然抗压强度建议值取25.0MPa。根据工程地质手册岩石的软化系数<0.75，其经验值约为0.50。各岩土层工程地质界面变化特征、厚度/层顶标高/层顶深度详见各钻孔柱状图/工程地质剖面图。

4.岩土工程分析与评价

4.1建筑地基评价

根据研究区内产出的岩土体单元结构、物理力学强度和所处地质环境特征，结合当地工程建设经验，各岩土体地基特性评述如下：

（1）①素填土层：呈松散状，承载力低，不能作为拟建（构）筑物的基础持力层；

（2）②冲积淤泥质粉质黏土层：呈软塑状，分布不均匀，连续性差，承载力极低，不能作为拟建（构）筑物的基础持力层；

（3）③残积粉质黏土层：呈软可塑状，局部钻孔内见有分布，分布不均匀，连续性稍差，承载力一般，可选作为拟建商铺的基础持力层；

（4）④1强风化泥质粉砂岩、④2中风化泥质粉砂岩及④3微风化泥质粉砂岩：受不均匀风化影响，埋深及厚度变化较大，承载力较高，岩体内未发现临空面及洞穴，是研究区内建（构）筑物良好的基础持力层。

建议宜采用强、中风化泥质粉砂岩及微风化泥质粉砂岩作为桩基础持力层，而由于基岩的不均匀风化作用，岩面起伏较大，局部孔段强风化岩中见有中风化岩夹层，因此建议桩基施工时，配合进行超前勘察手段，以彻底查明底部基岩持力层的埋深、厚度、强度等情况，确保建筑物的安全。

4.2特殊岩土评价

（1）素填土

在研究区表层分布，为新近回填土，局部地段厚度变化较大，密实度较差，均匀性差，属高压缩性和湿陷性土，承载力低，基坑开挖中对坑壁稳定性有较大影响。

（2）软土

淤泥质粉质黏土在研究区内局部见有揭露，埋深有一定的变化，深浅不一，含少量有机质，性质不均匀，软土具有含水量高、压缩性高、渗透系数小，透水性差、抗剪强度低等特点，同时还具有触变性和流变性，因此在竖向荷载作用下将出现明显沉降并产生较大侧压力，因其透水性差，故固结沉降持续时间长。在软土区较厚的地方，应注意上部荷载过大，造成的侧向变形对基础工程的不利影响。该类土属于欠固结土，对桩基工程可以产生负摩擦力，因此必须予以重视。

（3）残积土及风化岩的软化性

由泥质粉砂岩风化残积的粉质黏土以及风化岩厚度变化较大，原状土具有较高的强度，土质一般较硬，但这种土在水的作用下极易改变土的结构和状态，遇水易软化，强度会迅速降低，其风化均匀性差，岩层界面坡度较陡，对桩基稳定性也不利，因此施工过程中应采用相关有效措施，防止水对上述岩土层的浸泡，避免因此而造成的差异沉降，建议基础开挖后应及时浇筑垫层。

5.基坑工程评价

5.1基坑侧壁安全等级及周边环境

本工程拟建2层地下室，地下室底板埋深位于现各钻孔地面以下约8m，研究区北侧为三远·大爱城小区及建材路、东侧为空地，南侧为在建施工项目，西侧为建材东路及华南国际建材市场。施工条件良好，适合大型施工设备及材料进场。

根据研究区基坑周边环境、地层结构和埋深结合《建筑基坑支护工程技术规程》（JGJ120-2012）、广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2016）中表12.1.3综合判定，基坑支护结构的安全等级为二级，基坑支护结构重要性系数γ0为1.0。

5.2基坑稳定性评价及支护方案建议

根据所获地质成果，勘察钻孔控制范围内无管线分布，基坑侧壁土主要为①层素填土及④1层强风化泥质粉砂岩，基底主要位于④1层强风化泥质粉砂岩及④2层中风化泥质粉砂岩，局部位于①层素填土及③层粉质黏土；需挖除的土层主要为①层素填土、③层粉质黏土、④1层强风化泥质粉砂岩及④2中风化泥质粉砂岩，工程性质及稳定性一般。

基坑坑底局部存在②层淤泥质粉质黏土，为软弱土层，为了基坑安全及防止基坑施工过程中产生流土及其他影响基坑稳定性，建议对局部基坑坑底②层淤泥质粉质黏土进行相应处理，处理方法可采用旋喷桩或搅拌桩对坑脚土体加固止水及坑底混凝土或粘土封闭处理。另外，建议基坑设计和施工应充分考虑相邻构筑物条件，采用安全合理科学的手段及方法，确保基坑的正常施工及安全。

根据研究区岩土工程地质条件和施工条件，结合拟建基坑的稳定性要求，建议基坑支护设计可采用分级放坡+锚杆的支护形式，坡面可采用挂网+土钉+喷射混凝土护面，坡面较陡时，可采用桩锚进行支护，坡率允许值见下表7。

6.结论与建议

（1）研究區所处地貌类型为剥蚀残丘及山间谷地交汇处，不良地质作用不发育，地质环境遭受一般破坏，工程建设诱发其它不良地质作用的可能性较小。研究区等级为二级，研究区稳定性一般—稍差，适宜工程建设。

（2）拟建建筑物为幼儿园及高层建筑物，其工程重要性等级为三—一级：研究区地形相对较为平坦，故研究区复杂等级为二级；本次勘察结果表明，研究区地层种类较多，且有特殊性岩土，故地基复杂等级为二级，综合划分拟建项目岩土工程勘察等级为甲级。

（3）研究区附近及钻孔揭露深度内未见区域性断裂构造和全新活动断裂构造通过迹象，根据实测剪切波速测试结果及估算结果，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版），研究区土的类型为软弱土—中软土，各拟建建筑物类别及土类的类别如下：

1）第2栋、3栋、7栋、10～13栋和16栋商住楼覆盖层土的类型为软弱土，建筑类别为Ⅱ类，研究区特征周期值0.35s；

2）第4棟幼儿园、5栋、6栋、8栋、9栋、14栋、15栋、17栋商住楼及拟建临街商铺覆盖层土的类型为软弱土，建筑类别为Ⅰ1类，研究区特征周期值0.25s；

3）第1栋和18栋商住楼覆盖层土的类型为中软土，建筑类型为Ⅱ类，研究区特征周期值0.35s；根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），结合研究区地貌地形和地质条件，研究区属对建筑抗震不利地段，研究区地震抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g，建筑物抗震设防标准为不低于标准设防类（丙类）；另根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）及惠府[2015]13号文《惠州市建设工程抗震设防管理实施办法》，幼儿园的地震抗震措施应提高1度，按8度考虑，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.15g，建筑物的抗震设防类别为不低于重点设防类（乙类）。

（4）拟建建筑为1层临街商铺、1栋3层幼儿园及17栋高层商住楼（30层～33层），根据研究区地基岩土条件，结合拟建建筑物的结构荷载、研究区施工条件，对各拟建建筑物可采用的桩基础方案建议如下：

天然地基浅基础方案：

根据本次勘察，拟建1栋、2栋～8栋，11栋～18栋商住楼、3层幼儿园及临街1层商铺建筑，适宜采用天然地基浅基础方案，基础类型可采用独立基础或筏板基础，直接利用④1层强风化泥质粉砂岩、④2层中风化泥质粉砂岩作为浅基础持力层。当采用天然地基浅基础类型进行设计、施工时，应注意：

1）建议在基础施工前应进行轻便触探或现场浅层平板载荷试验，以准确确定地基承载力特征值（fak）及变形模量；只有当fak值满足拟建建筑物的荷载和变形要求时方可采用浅基础。且基础施工时，还应进行验槽工作，确保地基持力层的连续可靠性。如浅基础方案不能保证安全和满足设计要求，则应采用桩基础型式，以底部强、中风化岩作为基础的持力层，以确保建筑物的安全。

2）当天然地基跨越不同地层时，会产生差异沉降，可根据其岩土层分布情况，在适当部位用沉降缝将其划分成若干个刚度较好的结构单元，调整各部份的荷载分布、基础宽度或埋置深度，减少建筑物不均匀沉降。

3）采用本方案时，应做好防排水工作，基础开挖至设计预定标高，要加强验槽工作，同时要避免地基土受水的浸泡，过度扰动，暴露时间过长等不良因素影响，以免弱化地基土的力学性质，达到设计要求后，应及时进行混凝土垫底层浇注、基础施工。

参考文献

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[2]张龙飞，董斌，韩晓飞，史双双，史琳娜.汶川地震桥梁震害特征分析及地震易损性研究[J].华北地震科学， 2019， 37（01）：12-19+71.