城區工程地質分區劃分與地質特性

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０引言

在工程施工過程中地質條件對施工有著重要影響，針對當地的地質條件進行工程地質分區十分有必要，工程地質分區不僅影響工程質量還會對工程的施工周期造成影響。所以，在工程施工前，需要對工程周圍的地質情況做好勘探工作，做好地質分區，了解地質條件并采取對應措施，才能提高工程的可靠性［１］。本文以廣東某城區為例，對該地區工程地質分區與地質特性評價方法及過程進行研究，以期為區域工程建設提供科學依據。１、市政府駐地；２、區政府駐地；３、鎮政府駐地；４、市界；５、鎮、區界；６分區界線；７、低山丘陵基巖碎屑巖較軟—較堅硬巖工程地質段；８、低山丘陵基巖碎屑巖較堅硬—半堅硬巖工程地質段；９、低山丘陵基巖侵入巖較堅硬—堅硬巖工程地質段；１０、低山丘陵基巖變質巖較堅硬—堅硬巖工程地質段；１１、丘陵基巖碎屑巖軟—較堅硬巖工程地質段；１２、丘陵基巖侵入巖較堅硬—堅硬巖工程地質段；１３、丘陵基巖紅層碎屑巖軟—較堅硬工程地質段；１４、丘陵基巖碳酸鹽巖較堅硬—堅硬巖工程地質段；１５、丘陵臺地及殘丘基巖碎屑巖軟—較堅硬巖工程地質段；１６、丘陵臺地及殘丘基巖紅層碎屑巖軟—較堅硬工程地質段；１７、平原松散土與侵入巖工程地質亞區；１８、平原松散土與碎屑巖工程地質亞區；１９、平原松散土與紅層碎屑巖工程地質亞區；２０、平原松散土與薄層碎屑巖及碳酸鹽巖工程地質亞區；２１、平原松散土與碳酸鹽巖工程地質亞區；

１研究區地質概況

該地區位于廣東省中部，北江中下游，地處珠江三角洲沖積平原與粵北山地交界地帶上，在我國東部最低的地貌階梯內。地貌區主要由山區、丘陵、臺地、平原等地貌組成，地貌單元由沖積洪積平原地貌、侵蝕剝蝕紅層臺地地貌、侵蝕剝蝕沉積碎屑巖高起伏丘陵地貌、剝蝕巖漿巖高起伏丘陵地貌、剝蝕巖漿巖低起伏丘陵地貌、侵蝕剝蝕變質巖－碎屑巖中低山地貌、侵蝕剝蝕沉積碎屑巖低起伏丘陵地貌組成。地貌成因類型為堆積地貌、剝蝕地貌、侵蝕地貌三種。

２研究區工程地質分區評價

２．１分區原則根據綜合工程地質

編圖規范并結合當地實際情況，工程地質區的劃分主要是考慮地殼的穩定性與地貌形態。工程地質亞區的劃分主要是考慮巖性特征、成因類型、巖土體結構等；工程地質地段的劃分主要是考慮巖土體地質結構特征、環境工程地質問題及建筑物的適宜性［２－３］。

２．２工程地質分區評價

根據以上的劃分原則同時結合該地區實際情況可將該地區劃分為４個區１４個亞區和１０個地段。工程地質分區結果詳見表１。工程地質區、亞區、地段的分布見圖１。

３研究區工程地質特性評價

３．１低山丘陵基巖工程地質區

３．１．１碎屑巖工程地質亞區（Ⅰ１）較軟—較堅硬巖工程地質段（Ⅰ１－１）地貌以低山丘陵為主，地形起伏較大。巖性以泥盆系春灣組（Ｄ２－３ｃ）粉砂巖、泥巖、泥質粉砂巖與粉砂質泥巖為主。巖體多為薄—中厚層狀，多為單一巖土體結構，地表多覆蓋有殘積土層，其中風化殘積土（Ｑｅｌ）厚度一般為３～１０ｍ，局部山坡大于１０ｍ，巖性主要為灰黃色、黃褐色粉質黏土、粉土、含碎石粉質黏土等，可—硬塑，屬中—高壓縮性土，地基土承載力特征值ｆａｋ＝１５０～３００ｋＰａ。風化基巖從淺至深有全風化、強風化、中風化、微風化及未風化，巖體基本質量等級為Ⅳ－Ⅲ類。該區地表出露基巖較少，多被風化土層覆蓋。上部坡洪積含碎石粉質黏土和碎石可作為一般工業和民用建筑物（低矮建筑物）的天然地基，對于高層建筑和振動荷載工程，可用樁基，以中—微風化巖作持力層。不同巖性的巖石堅硬程度差異較大，表層風化破碎，節理裂隙發育，軟弱結構面易使巖石失穩，產生滑塌，邊坡不穩定，各種工程盡量避開易產生滑坡的不穩定地段，或采取一定邊坡支護措施。對于邊坡及巖體穩定地段，剝去強風化層，可作為建筑物天然地基，山坡坡腳處，地面坡度和地形起伏較大，可對邊坡采取相關支護措施，保證邊坡穩定，該區適宜工業與民用建筑［４］。

３．１．２較堅硬—半堅硬巖工程地質段（Ⅰ１－２）該區主要分布于區域的北部、西南部北江西側一帶，地形起伏大，地貌以低山丘陵為主，“Ｖ”型谷發育，地勢較陡峭。以泥盆系楊溪組（Ｄ１－２ｙ）與老虎頭組（Ｄ２ｌ）砂巖、礫巖與砂礫巖為主。巖體多呈中厚層—塊狀，多為單一結構，地表多覆蓋有殘積土層，其中風化殘積土（Ｑｅｌ）厚度一般為２～５ｍ，局部山坡大于５ｍ，地基土承載力特征值ｆａｋ＝１５０～３００ｋＰａ。地表巖體風化破碎較嚴重，構造節理裂隙發育，多呈共軛狀節理，密度多數為３～６條／ｍ，延伸１～１５ｍ，節理裂隙面多為鐵錳質浸染，多以閉合狀為主，充填體主要以泥質、鐵質物質為主，局部呈張開狀，張開度為１～３ｍｍ，由于節理裂隙面的切割，形成較多危巖體，易發生崩塌地質災害，各類工程建設應注意危巖體的影響。該區剝去風化層均可作為建筑物的天然地基，但地形起伏大，地勢陡峭，不適宜工業與民用建筑。

３．１．３侵入巖工程地質亞區（Ⅰ２）、變質巖工程地質亞區（Ⅰ３）侵入巖工程地質亞區主要分布于區域北部，北江西側，地形起伏大，地貌以低山丘陵為主，“Ｖ”型谷發育。以晚侏羅世（ηγＪ３２ｂ、ηγＪ３２ｃ、ηγＪ３２ｄ）與早白堊世侵入巖（ηγＫ１３ｄ、ηγＫ１３ｅ）為主，巖性以黑云母花崗巖與黑云母二長花崗巖為主。地表多被較厚的風化土及全—強風化花崗巖覆蓋，遇水易發生崩解，邊坡穩定性較差，易發生崩塌或滑坡地質災害。同時，部分地段由于風化不均產生花崗巖孤石，對邊坡穩定性及工程建設都有較大影響。出露基巖處節理裂隙稍發育，以風化節理裂隙和構造節理裂隙為主。剝去風化層，完整基巖天然承載力較高，均可作為建筑物的天然地基，但地形起伏大，地勢陡峭。變質巖工程地質亞區各種巖性多呈互層狀，表層風化破碎，節理裂隙發育，局部地段節理裂隙面、軟弱結構面與層面相互切割，形成危巖體，邊坡易失穩，地勢陡峭。因此，侵入巖工程地質亞區與變質巖工程地質亞區均不適宜工業與民用建筑。

３．２丘陵基巖工程地質區

３．２．１碎屑巖工程地質亞區（Ⅱ１）、侵入巖工程地質亞區（Ⅱ２）以上兩個亞區主要分布于區域東北部，東部及東南部，北江東側，地貌以丘陵地貌為主。丘間谷地較發育，地形起伏較大，山體坡度較緩。地表出露巖石多為強—中風化巖，風化破碎較嚴重，風化與構造節理裂隙發育，巖體破碎，不同巖性物理力學差異較大，存在風化不均及軟弱夾層現象，對邊坡穩定性及工程建設都有較大影響。由于節理裂隙面的切割，形成較多危巖體，易發生崩塌地質災害，各類工程建設應注意危巖體的影響。剝去風化層，完整基巖天然承載力較高，均可作為建筑物的天然地基，總體來說，做好邊坡防護，一般適宜工業與民用建筑。

３．２．２紅層碎屑巖工程地質亞區（Ⅱ３）紅層碎屑巖形成較為獨特的丹霞地貌，地表多出露為中—微風化巖，節理裂隙較不發育，邊坡較穩定。完整微風化礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖多為較軟—較堅硬巖，完整微風化粉砂質泥巖以及泥巖為軟—較軟巖，基巖天然承載力較高，工程條地質件較好。但地形起伏較大，邊坡坡度較陡，一般不適宜工業與民用建筑。

３．２．３碳酸鹽巖工程地質亞區（Ⅱ４）該區局部處可見有溶洞發育，溶洞分布不均，同時巖溶地面起伏不平，挖填工程量大，對基礎穩定不利，溶洞應做跨蓋、灌注填充等地基處理，洞室隧道工程要嚴防大量涌水，水庫工程要采取一定的防滲措施，溶洞不發育地段完整基巖天然承載力較高，可作為建筑物的天然地基，總體上該區巖溶發育地段，對工程建設影響較大。

３．３丘陵臺地及殘丘基巖工程地質區

碎屑巖工程地質亞區地表出露巖石多為強—中風化巖，風化破碎較嚴重，風化與構造節理裂隙發育，巖體破碎，需要做好邊坡防護。紅層碎屑巖工程地質亞區紅層碎屑巖形成較為獨特的丹霞地貌，地表多出露為中—微風化巖，節理裂隙較不發育，邊坡較穩定。完整微風化礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖多為較軟—較堅硬巖，完整微風化粉砂質泥巖以及泥巖為軟—較軟巖，基巖天然承載力較高，工程條地質件較好。該工程地質區適宜工業與民用建筑。

３．４平原沉積土工程地質區

平原沉積土工程地質區地勢平坦，地面坡度一般小于６°，相對高差小于２０ｍ。地表局部地段分布有人工填土層，以雜填土和素填土為主，近期堆填，欠固結，厚度２～１５ｍ，承載力特征值ｆａｋ＝１００～１７０ｋＰａ；向下分布有第四系土層，按成因主要以沖洪積層、湖積層及殘坡積層為主，巖性包括黏性土、砂土、軟土及花崗巖殘積土。其物理力學性質基本相似，液性指數ＩＬ＞０．７５，Ｎ＝０～２．１擊，ω＝３６．５１％～６５．８６％，ｆａｋ＝７０～１００ｋＰａ。為軟—流塑、高壓縮性土。下伏基巖主要為紅層碎屑巖，巖性包括礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖、粉質泥巖、泥巖及泥質粉砂巖等。該區域為多層結構，部分地區巖溶發育較強烈，上部松散土層巖性種類多，力學性質差異大。人工填土層與軟土層，為軟弱土層，易發生不均勻沉降。砂土透水性好，富水性豐富，與周圍地表水聯系緊密，在進行地下工程建設時，需作好截排水工程。人工填土層和軟土層一般不宜作為工業與民用建筑物的天然地基，如果要作為建筑物天然地基，必須對地基土進行處理。砂土和碎石土層天然承載力較高，一般可作為工業與民用建筑物（低矮建筑物）的天然地基。下覆基巖中—微風化巖天然承載力高，可作為樁基樁端持力層。對于巖溶較發育處，需注意巖溶塌陷問題，總體上講，該區不良地質現象較發育，在對存在的工程地質問題進行預防處理后，可作為工業及民用建筑用地。

４結語

通過綜合工程地質編圖規范及廣東省該城區工程地質特征的實際情況分析，對該地區做出了工程地質分區。根據不同區域的地質條件對建筑物的適宜性進行了簡要評述。按照上述分區標準制定合適的工程建設方案將更具有可操作性，也能更好地對后期的工程建設等工作起到指導和推動作用。

參考文獻

［１］袁希鵬，解爾波．地基土工程能力綜合評價法及應用舉例［Ｊ］．建筑設計管理．２０１７．３４（０４）：８５－８７．

［２］高峰，徐希強．山東省地質災害易發程度分區評價［Ｊ］．山東國土資源．２０１４．３０（０９）：５８－６２＋６６．

［３］王禹良，王立信．試論邯鄲市工程地質分區［Ｊ］．華北水利水電學院學報．１９８９（０２）：２５－３３．

［４］金仁洲．南京市浦口區工程地質分區及其特征［Ｊ］．中國新技術新產品．２００９（２２）：９４－９５．

作者:張哲 單位:廣東省水文地質大隊