浅谈贵港市区工程地质条件及房屋建筑地基基础类型

（地矿梧州地质工程勘察公司，广西 贵港 537100）

贵港市市区地处郁江溶蚀堆积孤峰平原，总体地势较平坦，交通便利。市区所处地理位置特殊，工程地质条件独特，塑造了多样的地基基础类型。笔者分析、研究贵港市市区工程地质条件，对贵港市市区房屋建筑地基基础类型进行初探。

1 贵港市市区房屋结构特点

贵港市市区新建房屋多数为20～33层的高层建筑[1]，少数为2～4层的裙房别墅，地下室1层的居多，地下室2～3层的比较少。结构特点普遍为钢筋混凝土的框架结构和框架—剪力墙结构。框柱荷重不同，高层建筑单柱荷重较大，低层建筑单柱荷重较小。笔者从勘察角度出发，将房屋荷重按20 kN/m2进行估算，以此来分析评价地基基础类型。

2 工程地质条件

2.1 地形地貌

贵港市市区地理上处于郁江溶蚀堆积孤峰平原，总体地势较平坦，孤峰拔地而起。地面标高一般41～50 m，孤峰峰顶标高100～180 m。

2.2 地质构造

贵港市市区大地构造位置属南华准地台范畴[2]，处于桂中—桂东台陷大瑶山凸起的西段的贵县向斜部分，无区域断层通过，受附近覃塘压性断裂影响，局部岩石节理裂隙发育。贵县向斜表现为宽缓状，轴向NE，轴长40 km，宽15 km，由中泥盆统—中石炭统碳酸盐组成，岩层倾角轴部＜10°，两翼在20°左右。覃塘压性断裂位于市区外西侧，长77 km，断面倾向W，倾角45°，切穿寒武纪、泥盆—二叠纪地层，垂直断距500～1 500 m不等，断裂面受挤压强烈，具角砾岩化、硅化等现象。断裂中段两处被NW向断裂错开。

2.3 岩土特性

贵港市市区岩土层有填土、淤泥质土、次生红黏土、砂砾石层、红黏土、石灰岩和白云岩。岩土体结构类型可划分为单层结构土体、双层结构土体、多层结构土体和层状碳酸盐岩岩组。单层结构土体由原生红黏土组成，双层结构土体由填土、红黏土组成。多层结构土体由上述3种土层分别组合而成。

填土包括素填土、杂填土，呈褐色、杂色，素填土成分主要为黏土质；杂填土成分复杂，含建筑垃圾、生活垃圾，结构松散，呈稍湿—湿状，压缩性高，承载力低，力学强度低，工程地质性质差，属欠固结土层，无法作为基础持力层。

淤泥质土局部分布，呈褐黑色，由黏粒含砂组成，呈软塑状，压缩性高，承载力低，无法作为基础持力层。

砂砾石层局部分布，呈褐灰色，成分以中砂为主，砾石次之；砾石呈圆状、次圆状，大小一般在0.5～2.0 cm，成分为石英岩、砂岩，中密—稍密，压缩性中，埋深往往较大，不宜作为基础持力层。

次生红黏土褐黄、褐红色，以黏粒为主，含砾石，可见铁锰质结核；砾石呈圆状、次圆状，大小一般在0.5～2.0 cm，成分为石英岩、砂岩、花岗岩，含量1%～10%；土质不均匀，切面稍光滑，无摇振反应，干强度及韧性较高。

红黏土呈褐黄、褐红色，成分以黏粒为主，含铁锰质结核，土质较均匀，无摇振反应，切面光滑，干强度及韧性较高。次生红黏土、红黏土自上而下可出现硬塑、可塑、软塑状态。硬塑次生红黏土、红黏土压缩性中，可作基础持力层。可塑次生红黏土、红黏土压缩性中偏高，可作基础持力层。软塑次生红黏土、红黏土压缩性高，不能作为基础持力层。贵港市市区大气影响深度为7.0 m，大气影响急剧层深度为2.0～2.7 m。红黏土、次生红黏土具有胀缩性，为中等膨胀土，失水收缩特性明显，稳定性差，作为基础持力层时应着重考虑大气影响。素填土为红黏土重新堆填而成，具有和红黏土一样的胀缩性。

石灰岩、白云岩除孤峰出露外，其他普遍上覆土层，具有风化分带现象，但风化层发育普遍不全，仅微风化岩层普遍发育，中风化、强风岩层局部出现，全风化岩层无划分。它们承载力较高，可作为基础持力层。微风化岩石呈青灰色、浅灰色、灰白色，隐晶质结构，中厚层状，节理裂隙较发育，方解石充填胶结，岩石质硬、性脆，岩芯多呈柱状，少量呈碎块状，岩体较完整，属较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级。中风化岩石呈褐灰色，隐晶质结构，中厚层状，节理裂隙发育，一般为岩粉充填，岩土交界处为黏性土充填，岩石质硬、性脆，岩心多呈碎块状、块状，少量为短柱状，岩体较破碎，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。强风化岩石呈灰黄色，原岩结构基本破坏，手捻感为粉细砂状，裂隙很多，一般为岩粉充填，局部黏土充填，钻取岩芯多呈岩粉、岩砂状并夹有少量黏土。石灰岩滴盐酸强烈起泡，白云岩弱起泡；石灰岩新鲜颜色偏灰色，白云岩颜色偏白色；钻进中白云岩较石灰岩易产生机械破碎。

2.4 岩溶特征

贵港市市区地处郁江溶蚀堆积孤峰平原，上覆土层，主要是红黏土，下伏碳酸盐岩，主要为石灰岩，次为白云岩。石灰岩、白云岩为可溶岩，岩体节理裂隙较发育，易于溶蚀作用，利于地下水运动。地区岩溶发育强烈，分布不均匀，岩溶形态表现为溶沟、溶槽、溶洞等，溶洞形态各异，大小不一。在垂向上岩溶发育随深度的增加而减弱，深度50 m以内的岩溶相对发育，岩溶形态以溶洞为主，洞高一般＞1 m，多被粘性土充填；50～90 m深度段内，岩溶发育较弱，岩溶形态以溶隙为主；深度 90 m以下，溶洞不发育，岩溶形态以溶孔、溶蚀小裂隙为主。土层中存在土洞，多产出于与岩面接触部位，洞高0.5～1.5 m。凹坑陷地表面岩溶形态在勘察场地局部出现。

溶洞、土洞隐藏着地面塌陷的风险。在地下水的长期作用下，洞体顶板逐渐变薄，不堪重负，尤其在外力的作用下，顶板自然陷落，造成地面塌陷。在外因引发下，也可能出现人为地面塌陷，如汲取地下水不当、基坑开挖降水、桩基施工振动都可能导致洞体陷落，造成地面塌陷。

2.5 水文地质

近年来，贵港郁江最高洪水位为46.93 m（据2001年7月10日贵港水文站数据），超出警戒水位5.73 m，调整后防洪堤保证水位为47.52 m。

贵港市市区地下水类型主要为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水。松散岩类孔隙水主要赋存于填土、红黏土孔隙中，主要接受大气降雨及生活用水补给，以蒸发排泄或通过孔隙往地下渗流的方式排泄，水位受降水影响较大，水位的变幅随季节而变化，水位标高39.40～46.00 m，水位年变幅在1～2 m。该类型地下水位不统一且不稳定，水量贫乏，其水位主要在填土层中波动。该层地下水对工程建设影响小。

碳酸盐岩类裂隙溶洞水主要赋存于石灰岩的溶蚀裂隙、溶洞和岩溶管道中，地下水主要受溶隙及各种岩溶孔洞发育程度控制，其补给来源主要为大气降水及地下水侧向补给。在基岩裸露区岩溶泉水与上层松散岩类孔隙水存在局部水力联系。地下水以管道流或分散迳流的方式往郁江排泄。裂隙溶洞水位受季节、郁江水位变化及人类活动的影响，水位标高36.81～45.00 m，年变化幅度 1～5 m。该层水分布不均匀，各部位水量差异大，对工程建设存在不同程度的影响。

3 地基类型

贵港市市区工民建筑物可分为土质地基、岩石地基、岩土组合地基、复合地基共4种地基类型。

3.1 土质地基

硬塑红黏土承载力特征值[3]fak一般为200～250 kpa，压缩模量Es一般为8～12 Mpa，天然密度ρ一般为1.85～1.95 g/cm3。可塑红黏土承载力特征值fak一般为140～180 kpa，压缩模量Es一般为5～7 Mpa，天然密度ρ一般为1.75～1.92 g/cm3。硬塑次生红黏土承载力特征值fak一般为180～210 kpa，压缩模量Es一般为8～10 Mpa，天然密度ρ一般为1.80～1.92 g/cm3。可塑次生红黏土地基，其承载力特征值fak一般为130～170 kpa，压缩模量Es一般为5～6 Mpa，天然密度ρ一般为1.73～1.90 g/cm3。硬、可塑红黏土和硬、可塑次生红黏土均匀可作建筑基础持力层，它们在同一建筑场地单独或组合出现都可以用于建造低层、多层建筑，还可以在硬塑红黏土上建造中高层建筑。这些黏土埋深往往不大，因此常用作天然地基。它们具有胀缩性，且易受大气影响，实际工程中基础埋深应达适当深度，还应考虑用适当垫层处理。

硬、可塑红黏土和硬、可塑次生红黏土可能存在下卧软弱层及土洞，实际工程中应进行超前钻探或钎探揭露予以评价地基稳定性。根据相关工程经验，对于基底下出现软弱土层及溶洞、土洞情形时，符合下列条件之一时可判定地基处于稳定状态：（1）基底5 m范围内无软弱土层、无溶洞土洞；（2）基底5 m范围无软弱土层、有溶洞土洞但洞体全充填硬、可塑黏土；（3）基底5 m范围内最上层溶洞顶板为微风石灰岩、白云岩且厚度≥3 m并其上无软弱土层、无土洞。

3.2 岩石地基

微风化石灰岩、白云岩抗压强度标准值frk一般为30～50 Mpa，承载力特征值fa一般为6 000～8 000 kpa，天然密度一般为2.50～2.70 g/cm3。中风化石灰岩、白云岩抗压强度标准值frk一般为10～25 Mpa，承载力特征值fa一般为2 000～4 000 kpa，天然密度一般为2.20～2.40 g/cm3。强风化石灰岩、白云岩承载力特征值fa一般为400～550 kpa，天然密度一般为1.95～2.05 g/cm3。微、中、强风化石灰岩、白云岩均可作建筑基础持力层，并可作为高层建筑基础持力层的首选。在它们埋深小时，可考虑作天然地基；埋深大时，可考虑用桩基。微、中、强风化石灰岩、白云岩可能存在溶洞，必须进行超前钻探，保证基底或桩底下持力层厚度满足要求。基底持力层面必须整平或设置成台阶状，保证支承基础不滑移和应力扩散范畴内地基处于稳定。

3.3 岩土组合地基

沉积作用、构造运动、风化作用、溶蚀作用、流水运移堆积作用的不均匀性，造就了岩面起伏、上覆土层的厚度差异，同一建筑可能部分采用土质地基，部分选择岩石地基，形成岩土组合地基，这种方法常用作低层、多层、中高层建筑的基础持力层。岩土组合地基具有不均匀沉降的特性，应在岩石地基上设置褥垫层，注意加强上部结构刚度。

3.4 复合地基

实际工程中，当选择土质地基作持力层时，有时无法满足上部荷载要求，选择岩石地基又存在施工困难、造价高昂等问题，因此往往考虑应用复合地基。复合地基常用于贵港市市区中高层、高层建筑基础持力层。

据相关工程经验，贵港市市区复合地基主要适用于桩长10～25 m、桩径500 mm的CFG桩复合地基，桩底持力层为硬、可塑红黏土及硬、可塑次生红黏土、砂砾石层和岩层，用岩层作桩底持力层时，桩底岩面应注意磨平。

4 基础类型

4.1 浅基础

持力层埋深≤5 m时或地下室基坑开挖后，持力层埋深≤3 m，基底在地下水位以上或地下水对施工影响有限的情形，常采用浅基础，主要选择独基，其次为条基，筏基也有采用。浅基础一般用于挖方地基、浅填方地基及复合地基，持力层有硬、可塑红黏土，硬、可塑次生红黏土，岩层，CFG桩复合地基。对于不均匀地基，为了调节地基不均匀沉降，基底建议硬层采用适当的砂石褥垫，或加大较软弱层部位的基础埋置深度；若持力层埋深差异较大，独基深浅应作适当调整，条基做成阶梯状。

4.2 桩基础

持力层埋藏＞5 m时，常采用桩基，常用桩型为冲孔桩、机械旋挖桩，少用人工挖孔桩、钻孔桩、预制桩。桩端持力层以基岩为主，主要为微风化石灰岩、白云岩。

（1）冲孔桩破岩能力强，施工速度较快，对象为岩基时可优先选用。但施工振动大、噪声高，在城区、邻近已有建筑、岩溶发育易塌区的情况下应慎重选用，以免诱发地面塌陷、损坏已有建筑、影响居民正常生活。

（2）旋挖桩施工速度较快，影响周边环境小，应用前景广阔。

（3）人工挖孔桩因其劳动强度大，作业空间小，安全风险高，使用时常常受到限制。一般在地下水位低、大型施工设备不易入场的工地中使用人工挖孔桩，施工时应控制桩径≥1 m、桩长≤15 m。岩溶中等、强烈发育区禁止使用人工挖孔桩。

（4）钻孔灌注桩因钻岩速度慢，较少使用。

（5）预制桩主要为高强度预应力混凝土管桩（PHC），在贵港市区应用不多。一般在基岩上覆土层厚度较大、岩面较平整的高层建筑场地使用，若岩溶区基岩覆土较厚，岩面埋深较大，采用嵌岩桩施工较困难，可以考虑选择预制桩。

4.3 浅基与桩基组合

一般情况下，持力层部分地段埋深小，部分地段埋深大，建议埋深小的采用独基、墩基，埋深大的选用桩基。当工程区域岩溶溶蚀不均匀、岩面有起伏、地下水位低时，可采用浅基与桩基组合的方式，作业简单顺利，效果较好。

5 结语

贵港市区地处岩溶区，工程地质条件较复杂，地基基础型式多样。工程实践中，应针对工程地质特征，合理选择地基基础类型，才能更好地服务于工程建设。