淺談貴港市區工程地質條件及房屋建筑地基基礎類型

（地礦梧州地質工程勘察公司，廣西 貴港 537100）

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

1 貴港市市區房屋結構特點

貴港市市區新建房屋多數為20～33層的高層建筑[1]，少數為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。結構特點普遍為鋼筋混凝土的框架結構和框架—剪力墻結構?？蛑芍夭煌?，高層建筑單柱荷重較大，低層建筑單柱荷重較小。筆者從勘察角度出發，將房屋荷重按20 kN/m2進行估算，以此來分析評價地基基礎類型。

2 工程地質條件

2.1 地形地貌

貴港市市區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。地面標高一般41～50 m，孤峰峰頂標高100～180 m。

2.2 地質構造

貴港市市區大地構造位置屬南華準地臺范疇[2]，處于桂中—桂東臺陷大瑤山凸起的西段的貴縣向斜部分，無區域斷層通過，受附近覃塘壓性斷裂影響，局部巖石節理裂隙發育。貴縣向斜表現為寬緩狀，軸向NE，軸長40 km，寬15 km，由中泥盆統—中石炭統碳酸鹽組成，巖層傾角軸部＜10°，兩翼在20°左右。覃塘壓性斷裂位于市區外西側，長77 km，斷面傾向W，傾角45°，切穿寒武紀、泥盆—二疊紀地層，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

貴港市市區巖土層有填土、淤泥質土、次生紅黏土、砂礫石層、紅黏土、石灰巖和白云巖。巖土體結構類型可劃分為單層結構土體、雙層結構土體、多層結構土體和層狀碳酸鹽巖巖組。單層結構土體由原生紅黏土組成，雙層結構土體由填土、紅黏土組成。多層結構土體由上述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；雜填土成分復雜，含建筑垃圾、生活垃圾，結構松散，呈稍濕—濕狀，壓縮性高，承載力低，力學強度低，工程地質性質差，屬欠固結土層，無法作為基礎持力層。

淤泥質土局部分布，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，可見鐵錳質結核；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%；土質不均勻，切面稍光滑，無搖振反應，干強度及韌性較高。

紅黏土呈褐黃、褐紅色，成分以黏粒為主，含鐵錳質結核，土質較均勻，無搖振反應，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硬塑、可塑、軟塑狀態。硬塑次生紅黏土、紅黏土壓縮性中，可作基礎持力層?？伤艽紊t黏土、紅黏土壓縮性中偏高，可作基礎持力層。軟塑次生紅黏土、紅黏土壓縮性高，不能作為基礎持力層。貴港市市區大氣影響深度為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，穩定性差，作為基礎持力層時應著重考慮大氣影響。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。

石灰巖、白云巖除孤峰出露外，其他普遍上覆土層，具有風化分帶現象，但風化層發育普遍不全，僅微風化巖層普遍發育，中風化、強風巖層局部出現，全風化巖層無劃分。它們承載力較高，可作為基礎持力層。微風化巖石呈青灰色、淺灰色、灰白色，隱晶質結構，中厚層狀，節理裂隙較發育，方解石充填膠結，巖石質硬、性脆，巖芯多呈柱狀，少量呈碎塊狀，巖體較完整，屬較硬巖，巖體基本質量等級為Ⅲ級。中風化巖石呈褐灰色，隱晶質結構，中厚層狀，節理裂隙發育，一般為巖粉充填，巖土交界處為黏性土充填，巖石質硬、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，巖體基本質量等級為Ⅳ級。強風化巖石呈灰黃色，原巖結構基本破壞，手捻感為粉細砂狀，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。石灰巖滴鹽酸強烈起泡，白云巖弱起泡；石灰巖新鮮顏色偏灰色，白云巖顏色偏白色；鉆進中白云巖較石灰巖易產生機械破碎。

2.4 巖溶特征

貴港市市區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，主要為石灰巖，次為白云巖。石灰巖、白云巖為可溶巖，巖體節理裂隙較發育，易于溶蝕作用，利于地下水運動。地區巖溶發育強烈，分布不均勻，巖溶形態表現為溶溝、溶槽、溶洞等，溶洞形態各異，大小不一。在垂向上巖溶發育隨深度的增加而減弱，深度50 m以內的巖溶相對發育，巖溶形態以溶洞為主，洞高一般＞1 m，多被粘性土充填；50～90 m深度段內，巖溶發育較弱，巖溶形態以溶隙為主；深度 90 m以下，溶洞不發育，巖溶形態以溶孔、溶蝕小裂隙為主。土層中存在土洞，多產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在勘察場地局部出現。

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

2.5 水文地質

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

貴港市市區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，水位的變幅隨季節而變化，水位標高39.40～46.00 m，水位年變幅在1～2 m。該類型地下水位不統一且不穩定，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影響小。

碳酸鹽巖類裂隙溶洞水主要賦存于石灰巖的溶蝕裂隙、溶洞和巖溶管道中，地下水主要受溶隙及各種巖溶孔洞發育程度控制，其補給來源主要為大氣降水及地下水側向補給。在基巖裸露區巖溶泉水與上層松散巖類孔隙水存在局部水力聯系。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、郁江水位變化及人類活動的影響，水位標高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，對工程建設存在不同程度的影響。

3 地基類型

貴港市市區工民建筑物可分為土質地基、巖石地基、巖土組合地基、復合地基共4種地基類型。

3.1 土質地基

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?？伤芗t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持力層，它們在同一建筑場地單獨或組合出現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，實際工程中基礎埋深應達適當深度，還應考慮用適當墊層處理。

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，實際工程中應進行超前鉆探或釬探揭露予以評價地基穩定性。根據相關工程經驗，對于基底下出現軟弱土層及溶洞、土洞情形時，符合下列條件之一時可判定地基處于穩定狀態：（1）基底5 m范圍內無軟弱土層、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范圍內最上層溶洞頂板為微風石灰巖、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

微風化石灰巖、白云巖抗壓強度標準值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。中風化石灰巖、白云巖抗壓強度標準值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。強風化石灰巖、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、強風化石灰巖、白云巖均可作建筑基礎持力層，并可作為高層建筑基礎持力層的首選。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、強風化石灰巖、白云巖可能存在溶洞，必須進行超前鉆探，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置成臺階狀，保證支承基礎不滑移和應力擴散范疇內地基處于穩定。

3.3 巖土組合地基

沉積作用、構造運動、風化作用、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、中高層建筑的基礎持力層。巖土組合地基具有不均勻沉降的特性，應在巖石地基上設置褥墊層，注意加強上部結構剛度。

3.4 復合地基

實際工程中，當選擇土質地基作持力層時，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，因此往往考慮應用復合地基。復合地基常用于貴港市市區中高層、高層建筑基礎持力層。

據相關工程經驗，貴港市市區復合地基主要適用于樁長10～25 m、樁徑500 mm的CFG樁復合地基，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，樁底巖面應注意磨平。

4 基礎類型

4.1 淺基礎

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，主要選擇獨基，其次為條基，筏基也有采用。淺基礎一般用于挖方地基、淺填方地基及復合地基，持力層有硬、可塑紅黏土，硬、可塑次生紅黏土，巖層，CFG樁復合地基。對于不均勻地基，為了調節地基不均勻沉降，基底建議硬層采用適當的砂石褥墊，或加大較軟弱層部位的基礎埋置深度；若持力層埋深差異較大，獨基深淺應作適當調整，條基做成階梯狀。

4.2 樁基礎

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、預制樁。樁端持力層以基巖為主，主要為微風化石灰巖、白云巖。

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

（2）旋挖樁施工速度較快，影響周邊環境小，應用前景廣闊。

（3）人工挖孔樁因其勞動強度大，作業空間小，安全風險高，使用時常常受到限制。一般在地下水位低、大型施工設備不易入場的工地中使用人工挖孔樁，施工時應控制樁徑≥1 m、樁長≤15 m。巖溶中等、強烈發育區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）預制樁主要為高強度預應力混凝土管樁（PHC），在貴港市區應用不多。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。當工程區域巖溶溶蝕不均勻、巖面有起伏、地下水位低時，可采用淺基與樁基組合的方式，作業簡單順利，效果較好。

5 結語

貴港市區地處巖溶區，工程地質條件較復雜，地基基礎型式多樣。工程實踐中，應針對工程地質特征，合理選擇地基基礎類型，才能更好地服務于工程建設。