淺談貴港市區(qū)工程地質(zhì)條件及房屋建筑地基基礎(chǔ)類型

（地礦梧州地質(zhì)工程勘察公司，廣西 貴港 537100）

貴港市市區(qū)地處郁江溶蝕堆積孤峰平原，總體地勢較平坦，交通便利。市區(qū)所處地理位置特殊，工程地質(zhì)條件獨特，塑造了多樣的地基基礎(chǔ)類型。筆者分析、研究貴港市市區(qū)工程地質(zhì)條件，對貴港市市區(qū)房屋建筑地基基礎(chǔ)類型進(jìn)行初探。

1 貴港市市區(qū)房屋結(jié)構(gòu)特點

貴港市市區(qū)新建房屋多數(shù)為20～33層的高層建筑[1]，少數(shù)為2～4層的裙房別墅，地下室1層的居多，地下室2～3層的比較少。結(jié)構(gòu)特點普遍為鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)和框架—剪力墻結(jié)構(gòu)?？蛑芍夭煌邔咏ㄖ沃芍剌^大，低層建筑單柱荷重較小。筆者從勘察角度出發(fā)，將房屋荷重按20 kN/m2進(jìn)行估算，以此來分析評價地基基礎(chǔ)類型。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

貴港市市區(qū)地理上處于郁江溶蝕堆積孤峰平原，總體地勢較平坦，孤峰拔地而起。地面標(biāo)高一般41～50 m，孤峰峰頂標(biāo)高100～180 m。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

貴港市市區(qū)大地構(gòu)造位置屬南華準(zhǔn)地臺范疇[2]，處于桂中—桂東臺陷大瑤山凸起的西段的貴縣向斜部分，無區(qū)域斷層通過，受附近覃塘壓性斷裂影響，局部巖石節(jié)理裂隙發(fā)育。貴縣向斜表現(xiàn)為寬緩狀，軸向NE，軸長40 km，寬15 km，由中泥盆統(tǒng)—中石炭統(tǒng)碳酸鹽組成，巖層傾角軸部＜10°，兩翼在20°左右。覃塘壓性斷裂位于市區(qū)外西側(cè)，長77 km，斷面傾向W，傾角45°，切穿寒武紀(jì)、泥盆—二疊紀(jì)地層，垂直斷距500～1 500 m不等，斷裂面受擠壓強烈，具角礫巖化、硅化等現(xiàn)象。斷裂中段兩處被NW向斷裂錯開。

2.3 巖土特性

貴港市市區(qū)巖土層有填土、淤泥質(zhì)土、次生紅黏土、砂礫石層、紅黏土、石灰?guī)r和白云巖。巖土體結(jié)構(gòu)類型可劃分為單層結(jié)構(gòu)土體、雙層結(jié)構(gòu)土體、多層結(jié)構(gòu)土體和層狀碳酸鹽巖巖組。單層結(jié)構(gòu)土體由原生紅黏土組成，雙層結(jié)構(gòu)土體由填土、紅黏土組成。多層結(jié)構(gòu)土體由上述3種土層分別組合而成。

填土包括素填土、雜填土，呈褐色、雜色，素填土成分主要為黏土質(zhì)；雜填土成分復(fù)雜，含建筑垃圾、生活垃圾，結(jié)構(gòu)松散，呈稍濕—濕狀，壓縮性高，承載力低，力學(xué)強度低，工程地質(zhì)性質(zhì)差，屬欠固結(jié)土層，無法作為基礎(chǔ)持力層。

淤泥質(zhì)土局部分布，呈褐黑色，由黏粒含砂組成，呈軟塑狀，壓縮性高，承載力低，無法作為基礎(chǔ)持力層。

砂礫石層局部分布，呈褐灰色，成分以中砂為主，礫石次之；礫石呈圓狀、次圓狀，大小一般在0.5～2.0 cm，成分為石英巖、砂巖，中密—稍密，壓縮性中，埋深往往較大，不宜作為基礎(chǔ)持力層。

次生紅黏土褐黃、褐紅色，以黏粒為主，含礫石，可見鐵錳質(zhì)結(jié)核；礫石呈圓狀、次圓狀，大小一般在0.5～2.0 cm，成分為石英巖、砂巖、花崗巖，含量1%～10%；土質(zhì)不均勻，切面稍光滑，無搖振反應(yīng)，干強度及韌性較高。

紅黏土呈褐黃、褐紅色，成分以黏粒為主，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，土質(zhì)較均勻，無搖振反應(yīng)，切面光滑，干強度及韌性較高。次生紅黏土、紅黏土自上而下可出現(xiàn)硬塑、可塑、軟塑狀態(tài)。硬塑次生紅黏土、紅黏土壓縮性中，可作基礎(chǔ)持力層?？伤艽紊t黏土、紅黏土壓縮性中偏高，可作基礎(chǔ)持力層。軟塑次生紅黏土、紅黏土壓縮性高，不能作為基礎(chǔ)持力層。貴港市市區(qū)大氣影響深度為7.0 m，大氣影響急劇層深度為2.0～2.7 m。紅黏土、次生紅黏土具有脹縮性，為中等膨脹土，失水收縮特性明顯，穩(wěn)定性差，作為基礎(chǔ)持力層時應(yīng)著重考慮大氣影響。素填土為紅黏土重新堆填而成，具有和紅黏土一樣的脹縮性。

石灰?guī)r、白云巖除孤峰出露外，其他普遍上覆土層，具有風(fēng)化分帶現(xiàn)象，但風(fēng)化層發(fā)育普遍不全，僅微風(fēng)化巖層普遍發(fā)育，中風(fēng)化、強風(fēng)巖層局部出現(xiàn)，全風(fēng)化巖層無劃分。它們承載力較高，可作為基礎(chǔ)持力層。微風(fēng)化巖石呈青灰色、淺灰色、灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，方解石充填膠結(jié)，巖石質(zhì)硬、性脆，巖芯多呈柱狀，少量呈碎塊狀，巖體較完整，屬較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級。中風(fēng)化巖石呈褐灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，一般為巖粉充填，巖土交界處為黏性土充填，巖石質(zhì)硬、性脆，巖心多呈碎塊狀、塊狀，少量為短柱狀，巖體較破碎，屬較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。強風(fēng)化巖石呈灰黃色，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，手捻感為粉細(xì)砂狀，裂隙很多，一般為巖粉充填，局部黏土充填，鉆取巖芯多呈巖粉、巖砂狀并夾有少量黏土。石灰?guī)r滴鹽酸強烈起泡，白云巖弱起泡；石灰?guī)r新鮮顏色偏灰色，白云巖顏色偏白色；鉆進(jìn)中白云巖較石灰?guī)r易產(chǎn)生機械破碎。

2.4 巖溶特征

貴港市市區(qū)地處郁江溶蝕堆積孤峰平原，上覆土層，主要是紅黏土，下伏碳酸鹽巖，主要為石灰?guī)r，次為白云巖。石灰?guī)r、白云巖為可溶巖，巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，易于溶蝕作用，利于地下水運動。地區(qū)巖溶發(fā)育強烈，分布不均勻，巖溶形態(tài)表現(xiàn)為溶溝、溶槽、溶洞等，溶洞形態(tài)各異，大小不一。在垂向上巖溶發(fā)育隨深度的增加而減弱，深度50 m以內(nèi)的巖溶相對發(fā)育，巖溶形態(tài)以溶洞為主，洞高一般＞1 m，多被粘性土充填；50～90 m深度段內(nèi)，巖溶發(fā)育較弱，巖溶形態(tài)以溶隙為主；深度 90 m以下，溶洞不發(fā)育，巖溶形態(tài)以溶孔、溶蝕小裂隙為主。土層中存在土洞，多產(chǎn)出于與巖面接觸部位，洞高0.5～1.5 m。凹坑陷地表面巖溶形態(tài)在勘察場地局部出現(xiàn)。

溶洞、土洞隱藏著地面塌陷的風(fēng)險。在地下水的長期作用下，洞體頂板逐漸變薄，不堪重負(fù)，尤其在外力的作用下，頂板自然陷落，造成地面塌陷。在外因引發(fā)下，也可能出現(xiàn)人為地面塌陷，如汲取地下水不當(dāng)、基坑開挖降水、樁基施工振動都可能導(dǎo)致洞體陷落，造成地面塌陷。

2.5 水文地質(zhì)

近年來，貴港郁江最高洪水位為46.93 m（據(jù)2001年7月10日貴港水文站數(shù)據(jù)），超出警戒水位5.73 m，調(diào)整后防洪堤保證水位為47.52 m。

貴港市市區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類裂隙溶洞水。松散巖類孔隙水主要賦存于填土、紅黏土孔隙中，主要接受大氣降雨及生活用水補給，以蒸發(fā)排泄或通過孔隙往地下滲流的方式排泄，水位受降水影響較大，水位的變幅隨季節(jié)而變化，水位標(biāo)高39.40～46.00 m，水位年變幅在1～2 m。該類型地下水位不統(tǒng)一且不穩(wěn)定，水量貧乏，其水位主要在填土層中波動。該層地下水對工程建設(shè)影響小。

碳酸鹽巖類裂隙溶洞水主要賦存于石灰?guī)r的溶蝕裂隙、溶洞和巖溶管道中，地下水主要受溶隙及各種巖溶孔洞發(fā)育程度控制，其補給來源主要為大氣降水及地下水側(cè)向補給。在基巖裸露區(qū)巖溶泉水與上層松散巖類孔隙水存在局部水力聯(lián)系。地下水以管道流或分散逕流的方式往郁江排泄。裂隙溶洞水位受季節(jié)、郁江水位變化及人類活動的影響，水位標(biāo)高36.81～45.00 m，年變化幅度 1～5 m。該層水分布不均勻，各部位水量差異大，對工程建設(shè)存在不同程度的影響。

3 地基類型

貴港市市區(qū)工民建筑物可分為土質(zhì)地基、巖石地基、巖土組合地基、復(fù)合地基共4種地基類型。

3.1 土質(zhì)地基

硬塑紅黏土承載力特征值[3]fak一般為200～250 kpa，壓縮模量Es一般為8～12 Mpa，天然密度ρ一般為1.85～1.95 g/cm3。可塑紅黏土承載力特征值fak一般為140～180 kpa，壓縮模量Es一般為5～7 Mpa，天然密度ρ一般為1.75～1.92 g/cm3。硬塑次生紅黏土承載力特征值fak一般為180～210 kpa，壓縮模量Es一般為8～10 Mpa，天然密度ρ一般為1.80～1.92 g/cm3?？伤艽紊t黏土地基，其承載力特征值fak一般為130～170 kpa，壓縮模量Es一般為5～6 Mpa，天然密度ρ一般為1.73～1.90 g/cm3。硬、可塑紅黏土和硬、可塑次生紅黏土均勻可作建筑基礎(chǔ)持力層，它們在同一建筑場地單獨或組合出現(xiàn)都可以用于建造低層、多層建筑，還可以在硬塑紅黏土上建造中高層建筑。這些黏土埋深往往不大，因此常用作天然地基。它們具有脹縮性，且易受大氣影響，實際工程中基礎(chǔ)埋深應(yīng)達(dá)適當(dāng)深度，還應(yīng)考慮用適當(dāng)墊層處理。

硬、可塑紅黏土和硬、可塑次生紅黏土可能存在下臥軟弱層及土洞，實際工程中應(yīng)進(jìn)行超前鉆探或釬探揭露予以評價地基穩(wěn)定性。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗，對于基底下出現(xiàn)軟弱土層及溶洞、土洞情形時，符合下列條件之一時可判定地基處于穩(wěn)定狀態(tài)：（1）基底5 m范圍內(nèi)無軟弱土層、無溶洞土洞；（2）基底5 m范圍無軟弱土層、有溶洞土洞但洞體全充填硬、可塑黏土；（3）基底5 m范圍內(nèi)最上層溶洞頂板為微風(fēng)石灰?guī)r、白云巖且厚度≥3 m并其上無軟弱土層、無土洞。

3.2 巖石地基

微風(fēng)化石灰?guī)r、白云巖抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值frk一般為30～50 Mpa，承載力特征值fa一般為6 000～8 000 kpa，天然密度一般為2.50～2.70 g/cm3。中風(fēng)化石灰?guī)r、白云巖抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值frk一般為10～25 Mpa，承載力特征值fa一般為2 000～4 000 kpa，天然密度一般為2.20～2.40 g/cm3。強風(fēng)化石灰?guī)r、白云巖承載力特征值fa一般為400～550 kpa，天然密度一般為1.95～2.05 g/cm3。微、中、強風(fēng)化石灰?guī)r、白云巖均可作建筑基礎(chǔ)持力層，并可作為高層建筑基礎(chǔ)持力層的首選。在它們埋深小時，可考慮作天然地基；埋深大時，可考慮用樁基。微、中、強風(fēng)化石灰?guī)r、白云巖可能存在溶洞，必須進(jìn)行超前鉆探，保證基底或樁底下持力層厚度滿足要求?；壮至用姹仨氄交蛟O(shè)置成臺階狀，保證支承基礎(chǔ)不滑移和應(yīng)力擴散范疇內(nèi)地基處于穩(wěn)定。

3.3 巖土組合地基

沉積作用、構(gòu)造運動、風(fēng)化作用、溶蝕作用、流水運移堆積作用的不均勻性，造就了巖面起伏、上覆土層的厚度差異，同一建筑可能部分采用土質(zhì)地基，部分選擇巖石地基，形成巖土組合地基，這種方法常用作低層、多層、中高層建筑的基礎(chǔ)持力層。巖土組合地基具有不均勻沉降的特性，應(yīng)在巖石地基上設(shè)置褥墊層，注意加強上部結(jié)構(gòu)剛度。

3.4 復(fù)合地基

實際工程中，當(dāng)選擇土質(zhì)地基作持力層時，有時無法滿足上部荷載要求，選擇巖石地基又存在施工困難、造價高昂等問題，因此往往考慮應(yīng)用復(fù)合地基。復(fù)合地基常用于貴港市市區(qū)中高層、高層建筑基礎(chǔ)持力層。

據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗，貴港市市區(qū)復(fù)合地基主要適用于樁長10～25 m、樁徑500 mm的CFG樁復(fù)合地基，樁底持力層為硬、可塑紅黏土及硬、可塑次生紅黏土、砂礫石層和巖層，用巖層作樁底持力層時，樁底巖面應(yīng)注意磨平。

4 基礎(chǔ)類型

4.1 淺基礎(chǔ)

持力層埋深≤5 m時或地下室基坑開挖后，持力層埋深≤3 m，基底在地下水位以上或地下水對施工影響有限的情形，常采用淺基礎(chǔ)，主要選擇獨基，其次為條基，筏基也有采用。淺基礎(chǔ)一般用于挖方地基、淺填方地基及復(fù)合地基，持力層有硬、可塑紅黏土，硬、可塑次生紅黏土，巖層，CFG樁復(fù)合地基。對于不均勻地基，為了調(diào)節(jié)地基不均勻沉降，基底建議硬層采用適當(dāng)?shù)纳笆靿|，或加大較軟弱層部位的基礎(chǔ)埋置深度；若持力層埋深差異較大，獨基深淺應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整，條基做成階梯狀。

4.2 樁基礎(chǔ)

持力層埋藏＞5 m時，常采用樁基，常用樁型為沖孔樁、機械旋挖樁，少用人工挖孔樁、鉆孔樁、預(yù)制樁。樁端持力層以基巖為主，主要為微風(fēng)化石灰?guī)r、白云巖。

（1）沖孔樁破巖能力強，施工速度較快，對象為巖基時可優(yōu)先選用。但施工振動大、噪聲高，在城區(qū)、鄰近已有建筑、巖溶發(fā)育易塌區(qū)的情況下應(yīng)慎重選用，以免誘發(fā)地面塌陷、損壞已有建筑、影響居民正常生活。

（2）旋挖樁施工速度較快，影響周邊環(huán)境小，應(yīng)用前景廣闊。

（3）人工挖孔樁因其勞動強度大，作業(yè)空間小，安全風(fēng)險高，使用時常常受到限制。一般在地下水位低、大型施工設(shè)備不易入場的工地中使用人工挖孔樁，施工時應(yīng)控制樁徑≥1 m、樁長≤15 m。巖溶中等、強烈發(fā)育區(qū)禁止使用人工挖孔樁。

（4）鉆孔灌注樁因鉆巖速度慢，較少使用。

（5）預(yù)制樁主要為高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC），在貴港市區(qū)應(yīng)用不多。一般在基巖上覆土層厚度較大、巖面較平整的高層建筑場地使用，若巖溶區(qū)基巖覆土較厚，巖面埋深較大，采用嵌巖樁施工較困難，可以考慮選擇預(yù)制樁。

4.3 淺基與樁基組合

一般情況下，持力層部分地段埋深小，部分地段埋深大，建議埋深小的采用獨基、墩基，埋深大的選用樁基。當(dāng)工程區(qū)域巖溶溶蝕不均勻、巖面有起伏、地下水位低時，可采用淺基與樁基組合的方式，作業(yè)簡單順利，效果較好。

5 結(jié)語

貴港市區(qū)地處巖溶區(qū)，工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，地基基礎(chǔ)型式多樣。工程實踐中，應(yīng)針對工程地質(zhì)特征，合理選擇地基基礎(chǔ)類型，才能更好地服務(wù)于工程建設(shè)。