濟(jì)南標(biāo)準(zhǔn)地層劃分及其在市政工程中的應(yīng)用

劉立群，何巧靈，馬玉飛

(1.山東博物館，山東 濟(jì)南 250014； 2.濟(jì)南市勘察測繪研究院，山東 濟(jì)南 250101)

1 引 言

目前隨著我國城市快速發(fā)展，每年新增的大量的市政、軌道交通、工民建等基礎(chǔ)設(shè)施項目，建設(shè)規(guī)模越來越大，建設(shè)區(qū)域越來越廣，部分建設(shè)項目(特別是軌道交通、市政快速路等線路工程)往往涉及不同的地貌類型或地質(zhì)單元，其巖土工程勘察工作一般由不同的勘察單位完成。如按照傳統(tǒng)工作模式，不同勘察單位的地層劃分標(biāo)準(zhǔn)存在差異性，所提交的勘察資料在地層劃分、參數(shù)選用、工程建議等方面不可避免存在一定的差異，這對于整個建設(shè)項目的設(shè)計、建設(shè)、管理等造成諸多不便，甚至帶來負(fù)面影響。因此建立地區(qū)性統(tǒng)一的地層劃分標(biāo)準(zhǔn)是十分必要的[1，2]。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

濟(jì)南市位于魯中山區(qū)北側(cè)，南依泰山，北臨黃河，地形南高北低。南部為綿延起伏的山區(qū)，山勢陡峻，深溝峽谷，絕對標(biāo)高 200 m～600 m；中部為山前傾斜平原，絕對標(biāo)高一般 40 m～90 m；北部為沖積平原。

濟(jì)南地區(qū)整體地勢為南高北低，地貌單元主要包括平原地貌與山地地貌兩類，其中平原地貌主要是北部的黃河沖積或沖洪積平原，山地地貌主要分布在濟(jì)南南部山區(qū)，包括低山、丘陵、殘丘等，巖溶現(xiàn)象較為發(fā)育。

濟(jì)南地貌分區(qū)表 表1

2.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

濟(jì)南地區(qū)在地質(zhì)構(gòu)造上處在魯西隆起的西北側(cè)，其北側(cè)為濟(jì)陽拗陷，整體上屬于單斜構(gòu)造，緩傾向北，褶皺構(gòu)造發(fā)育情況一般，市區(qū)內(nèi)地層年代呈現(xiàn)出“南部老北部新”的規(guī)律。濟(jì)南在區(qū)域上屬于華北-柴達(dá)木地層大區(qū)中的華北地層區(qū)，由東西走向的齊河-廣饒斷裂劃分為兩個分區(qū)，其南北兩側(cè)分別為魯西地層分區(qū)、華北平原地層分區(qū)，其中在該斷裂帶南側(cè)又發(fā)育有多個北東或北西走向的斷裂帶，根據(jù)相關(guān)地震資料，以上斷裂對本地區(qū)建設(shè)場地穩(wěn)定性基本無影響。

3 標(biāo)準(zhǔn)地層劃分

3.1 標(biāo)準(zhǔn)地層劃分標(biāo)準(zhǔn)

濟(jì)南市標(biāo)準(zhǔn)地層劃分標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)濟(jì)南市多年來的勘察成果資料進(jìn)行匯總分析，按照地質(zhì)年代由新到老的編碼順序劃分主層，地質(zhì)年代越老，地層編碼序號越大，對于某一主層內(nèi)所夾的互層、薄層或者夾層，考慮到其巖性、結(jié)構(gòu)、成分及物理力學(xué)性質(zhì)的差異性，將其單獨定為亞層，且在其編號前冠以主層編號[3～5]。

3.2 濟(jì)南市區(qū)標(biāo)準(zhǔn)地層

按照以上原則與標(biāo)準(zhǔn)，針對濟(jì)南市區(qū)工程建設(shè)項目，建立了濟(jì)南市區(qū)標(biāo)準(zhǔn)地層劃分標(biāo)準(zhǔn)，其時代成因、地層層序、地層巖性及其工程地質(zhì)特征(部分)如表2所示。

濟(jì)南市區(qū)標(biāo)準(zhǔn)地層層序表(部分) 表2

4 標(biāo)準(zhǔn)地層應(yīng)用

本文以濟(jì)南市某城市快速路項目可行性研究勘察為例進(jìn)行應(yīng)用分析。該城市快速路規(guī)劃全長約 25.8 km，全線包括高架快速路、地面輔路、互通立交、地面橋梁等，工程竣工后將成為濟(jì)南市東部片區(qū)貫通南北的主要通道，將極大緩解濟(jì)南東部的交通壓力。

擬建線路跨越不同地貌單元，下伏基巖變化較大，南段場地為山前沖洪積平原，表層土為第四紀(jì)全新世人工填土及沖洪積成因的黏性土、碎石土，下部基巖為奧陶系石灰?guī)r、泥灰?guī)r，場地中段偏南局部范圍內(nèi)有燕山期閃長巖分布，且閃長巖強風(fēng)化及中風(fēng)化層面起伏較大，奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育程度不均且無明顯規(guī)律；北段場地為黃河沖積平原地貌，表層土為第四紀(jì)全新世人工填土及河流沖積形成的黏性土、粉土，下部基巖為二疊系泥巖，局部范圍分布有不同風(fēng)化程度的閃長巖。

沿線地層巖性與地下水埋藏條件變化較大，根據(jù)調(diào)查周邊區(qū)域水文地質(zhì)資料，擬建場地南段以巖溶裂隙水為主，由于其埋深較大，鉆探過程中未揭示穩(wěn)定的地下水位，但需要注意的是，雨季在填土層底部、碎石層內(nèi)或者基巖表面可能存在一定量的上層滯水，可能對施工造成一定的影響，因此施工時遇有上層滯水時應(yīng)及時排出；擬建場地北段主要為第四系孔隙潛水，相對而言，水位較淺，水量較大，主要賦存在第四系覆蓋層中，施工過程中一般需要采取必要的降水措施。

勘察過程中通過工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、物探等方式，基本查明了沿線的巖土層分布情況，對其工程地質(zhì)條件作出評價，資料整理過程中按照濟(jì)南市標(biāo)準(zhǔn)地層層序?qū)ρ鼐€地層進(jìn)行劃分，典型工程地質(zhì)剖面圖如圖1所示。

圖1 典型工程地質(zhì)剖面

根據(jù)全線地層分布綜合分析，擬建線路沿線根據(jù)地層分布情況的不同可采取不同的基礎(chǔ)形式。對于線路北段基巖埋深較深，建議采用摩擦樁基礎(chǔ)，以下部低壓縮性、分布較為連續(xù)穩(wěn)定的地層作為持力層，對于線路中段可采用端承樁或摩擦端承樁基礎(chǔ)，以中風(fēng)化灰?guī)r或者閃長巖作為持力層；對于線路南段基巖埋深淺，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選建議采用天然地基，以中風(fēng)化石灰?guī)r為基礎(chǔ)持力層。

該工程通過采用標(biāo)準(zhǔn)地層對全線地層進(jìn)行統(tǒng)一劃分，在后期相關(guān)設(shè)計施工過程中更有利于參建單位之間的技術(shù)溝通，同時便于與其他采用標(biāo)準(zhǔn)地層的工程進(jìn)行工程類比或經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，同時也為后期在該項目建立BIM數(shù)據(jù)模型、實現(xiàn)信息化建設(shè)等工作提供了便利條件。

5 結(jié) 語

(1)勘察設(shè)計信息化將是未來的行業(yè)發(fā)展方向之一，然而不同勘察設(shè)計單位往往有著不同的地層劃分標(biāo)準(zhǔn)及工程經(jīng)驗，這種差異將給技術(shù)交流、協(xié)同合作、智慧城市建設(shè)等方面帶來不同程度的障礙。

(2)實踐表明，建立地區(qū)性的具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的地層層序，將有效避免上述差異性，為相關(guān)勘察設(shè)計行業(yè)內(nèi)的協(xié)同合作提供前提與基礎(chǔ)，更好地服務(wù)于工程規(guī)劃、建設(shè)及后期運維階段，助力實現(xiàn)勘察設(shè)計行業(yè)的信息化、打造數(shù)字城市、智慧城市。

(3)標(biāo)準(zhǔn)地層應(yīng)限定有區(qū)域性，以本地區(qū)以往的大量工程實踐資料為基礎(chǔ)，經(jīng)綜合分析研討，制定出針對本地區(qū)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這樣更能充分發(fā)揮其指導(dǎo)意義。