廣州白云新城工程地質(zhì)分區(qū)及巖溶穩(wěn)定性評價

1、廣州白云新城工程地質(zhì)分區(qū)及巖溶穩(wěn)定性評價EngineeringGeologicalDivisionandKarstStabilityEvaluationofNewCityBaiyuninGuangZhouJiangShoujun(GuangdongGeologicalsurvey,Guangzhou510080):Basedontheworkofbasicgeology,NewcityBaiyunofGuangzhouinkarstdevelopmentareaisdividedtodifferentengineering-geologicalareas,andengineeringgeolo

2、gicalevaluationofeachareaiscompleted,divisionStabilityevaluationaccordingtotheoftheKarstproblemsisthekeywork.1概況白云新城前身包括廣州原白云機場及配套區(qū)和蕭崗、江夏、陳田、柯子嶺、三元里等5個城中村，東至白云山風景區(qū)絕對控制線，北至黃石路，南至北二環(huán)高架，西至機場路,面積共23.4平方公里。20世紀90年代中期，考慮到白云機場受自身發(fā)展要求和城市建設影響將選址新建，便提出了開發(fā)建設白云新城的構(gòu)想。廣州原白云機場正式退休后，對舊白云機場及周邊區(qū)域的改造工程提上日程。白云新城位于白云山西端

3、北東向斷裂的上盤的沉陷區(qū)，以大面積的人工填土覆蓋為主要表現(xiàn)特征，其下第四系多為山前沖洪積相晚更新世小市組，隱伏地層以晚古生代地層為主，各地層形成軸面北北東走向的褶皺，工作區(qū)主體位于褶皺核部與東翼，晚古生代地層內(nèi)北東向順層斷裂發(fā)育，被后期東西向斷裂切斷，構(gòu)造較為復雜。2 巖土體工程地質(zhì)分區(qū)根據(jù)地貌類型、巖土體工程地質(zhì)類型等因素，將工作區(qū)劃分為：工程地質(zhì)條件復雜地區(qū)（紅層碎屑巖巖石亞區(qū)、碳酸鹽巖巖石亞區(qū)）、工程地質(zhì)條件中等復雜地區(qū)（碎屑巖巖石亞區(qū)）、工程地質(zhì)條件簡單地區(qū)（混合巖片麻巖巖石亞區(qū)）。2.1 工程地質(zhì)條件復雜地區(qū)（1）紅層碎屑巖巖石亞區(qū)位于工作區(qū)西南側(cè)瑤臺村的剝蝕殘丘、臺地，局部發(fā)育沖積

4、、洪積階地。第四季覆蓋層為單層結(jié)構(gòu)的薄層粘性土，粘性土以可塑為主，靠近河涌位置有薄層淤泥，風化土厚度1-13m,為褐黃色、紫紅色的粉質(zhì)粘土、粘土，呈可-硬塑狀態(tài)。基巖為白堊系的砂礫巖、粉細砂巖、砂巖、泥灰?guī)r及泥巖等，局部夾石膏。砂巖呈厚-中厚層狀，新鮮基巖出露較少，主要是覆蓋型，巖石風化帶厚度為14-32m,風化裂隙發(fā)育。本區(qū)的工程地質(zhì)問題具有隱蔽性，工程地質(zhì)特征包括:1、紅層碎屑巖的分布受控于分布區(qū)的區(qū)域斷裂帶,巖體結(jié)構(gòu)破碎,水文網(wǎng)絡發(fā)育,應注意滲流、蠕變等問題的潛在影響；2、由于砂巖、泥巖、頁巖、等多種軟硬巖層互層結(jié)構(gòu)和工程活動等因素的影響,沿著軟弱結(jié)構(gòu)面易形成差異風化等地質(zhì)問題?；鶐r中軟

5、硬不均勻，即夾有層狀的基巖風化土，不但給施工帶來困難，而且在風化層易產(chǎn)生塌方，冒頂；3、由于時代較新,巖土體的膠結(jié)性差,物理力學性能相對較差,巖石多屬于軟巖類別，易崩解軟化，穩(wěn)定性差，易發(fā)生地基不均勻沉降等問題。工程地質(zhì)評價：紅層碎屑巖區(qū)的工程地質(zhì)問題主要是因巖體本身破壞及水的作用造成?？刂菩砸蛩厥擒浫鯅A層在水的作用下軟化、泥化,形成“滑泥”。水的滲入是軟弱夾層軟化、泥化的必要條件,而巖體破碎具有良好的滲水通道是水滲入邊坡使軟弱夾層軟化的前提條件。此外,巖體風化破壞也是重要因素。因此,紅層碎屑巖區(qū)的工程地質(zhì)問題預防及治理必須從治水、防水以及防止巖層破壞著手。做好覆蓋土或風化巖層的防滲。對透水性

6、較好或風化嚴重、節(jié)理發(fā)育的巖土層,表面宜做鋪砌封閉。下切較深的裂隙應灌漿封閉,防止地表水下滲。盡量采取防風化措施,減少基巖的暴露面和暴露時間,以免風化迅速發(fā)展造成更大的危害。本區(qū)粘性土可作為低、多層建筑天然基礎(chǔ)持力層，高層或大荷載建（構(gòu)）筑物應選用樁基礎(chǔ)，如管樁、灌注樁?；又ёo可采用排樁止水，結(jié)合噴錨、放坡開挖，盡量避免深基坑。（2）碳酸鹽巖巖石亞區(qū)位于規(guī)劃的白云新城所處區(qū)域，工作區(qū)西北側(cè)的小坪村、南航新村、棠溪村一帶也有分布。區(qū)內(nèi)地形平坦，屬山前沖積平原地貌。第四季覆蓋層厚度薄，埋藏淺，為沖洪積粘性土夾砂土，粘性土以硬-可塑為主，局部夾軟塑態(tài)粘性土或稍密砂土。風化土厚度0.5-50.2m，

7、為灰黃色、褐黃色、棕紅色的粉質(zhì)粘土、粘土，以硬塑為主，部分可塑、堅硬態(tài)，少量軟塑態(tài)。下部基巖主要為石炭系壺天組、石蹬子組、二疊系棲霞組與三疊系大冶組的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，局部夾有泥質(zhì)灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r、白云巖等。地面出露面積較小，主要是覆蓋型，呈北東條帶狀分布。巖石致密堅硬，結(jié)構(gòu)面主要為層理、節(jié)理、溶隙等，結(jié)構(gòu)體主要為板體、塊體，其中發(fā)育溶隙、溶洞。上部溶洞多為泥砂質(zhì)充填，下部空洞較多。壺天組灰?guī)r巖溶最為發(fā)育，其次為棲霞組灰?guī)r。工程地質(zhì)特征:1、由于人類活動，使淺部土層，尤其是粉細砂層與溶洞貫通，產(chǎn)生水力聯(lián)系，從而引發(fā)巖溶地面塌陷等地質(zhì)災害；2、巖體裂隙發(fā)育，巖層層面起伏巨大，建筑基礎(chǔ)容易存在臨空結(jié)

8、構(gòu)面而不完整，或溶洞頂板受荷超出巖體極限力學平衡狀態(tài)，在豎向荷載作用下整體破壞，導致樁基失穩(wěn)；3、巖面陡傾，管樁施工易出現(xiàn)斷樁、滑樁等不良現(xiàn)象；4、巖溶孔洞發(fā)育，樁基施工容易出現(xiàn)漏漿、塌陷事故；5、在巖溶區(qū)的抽排水，引發(fā)“流砂”、管涌，導致地表沉陷，影響鄰近市政設施和建筑物安全。工程地質(zhì)評價：1、制定巖溶地下水開發(fā)利用規(guī)劃，控制開采量和水位降深。2、規(guī)避巖溶地面塌陷災害風險的首要措施是盡量避免在隱伏巖溶區(qū)規(guī)劃建設重要經(jīng)濟活動區(qū)和主要居民區(qū)，如工業(yè)區(qū)、房地產(chǎn)開發(fā)區(qū)等，從而最大限度避免巖溶地面塌陷的危害。已在隱伏巖溶區(qū)規(guī)劃的工程建設，必須將巖土工程勘察的重點落實在查明淺部溶洞、土洞的分布和埋深，為

9、施工技術(shù)方法的選擇、基礎(chǔ)的設計提供依據(jù)。3、根據(jù)不同地質(zhì)條件，對已發(fā)生的塌陷應盡可能回填夯實，以防地表水下灌，再次引起塌陷。隱伏巖溶區(qū)工程治理的措施要根據(jù)場區(qū)工程勘查結(jié)果，據(jù)具體實際情況進行選擇。4、本區(qū)粘性土可作為低、多層建筑天然基礎(chǔ)持力層，高層或大荷載建（構(gòu)）筑物應選用樁基礎(chǔ)，如管樁或大直徑嵌巖灌注樁?；又ёo可采用排樁止水，結(jié)合噴錨、放坡開挖，盡量避免深基坑。2.2 工程地質(zhì)條件中等復雜地區(qū)位于規(guī)劃的白云新城東西側(cè)的沖積平原區(qū)，第四季覆蓋層厚度薄，埋藏淺，為沖洪積粘性土夾砂土，粘性土以硬-可塑為主，局部夾軟塑態(tài)粘性土或稍密砂土。風化土厚度1-33.3m,為灰黃色、褐黃色、棕紅色的粉質(zhì)粘土

10、、粘土，呈可-硬塑狀態(tài)?；鶐r以二疊系上統(tǒng)圣堂組、沙湖組、童子巖組與石炭系下統(tǒng)測水組煤系地層為主，巖性以細砂巖、頁巖、泥巖、粉砂巖、礫巖、砂礫巖為主，夾炭質(zhì)頁巖、煤和灰?guī)r透鏡體、泥灰?guī)r等。薄中不等厚互層狀，工程地質(zhì)性質(zhì)差別大，巖石力學強度高、低變化顯著。一般是砂巖、砂礫巖、礫巖和石灰?guī)r，力學強度高，屬較堅硬堅硬巖石。堅硬的粉細砂巖、中粗砂巖夾軟的泥巖及煤層組成。砂巖呈厚-中厚層狀，粉砂巖、細砂巖，巖石易風化破碎，節(jié)理裂隙一般較發(fā)育。此外還有少量石炭系下統(tǒng)曲江組、大賽壩組與二疊系上統(tǒng)孤峰組砂巖、粉砂巖與泥巖、粉砂質(zhì)頁巖互層，局部夾炭質(zhì)頁巖與灰?guī)r。工程地質(zhì)特征:1、基巖埋藏淺，塊狀帶發(fā)育，巖石破碎，

11、層理發(fā)育，基巖中軟硬相間；2、泥巖、炭質(zhì)頁巖和煤，節(jié)理和構(gòu)造裂隙發(fā)育，易風化和軟化，工程地質(zhì)性質(zhì)差，是工程地質(zhì)層中的軟弱夾層，工程建筑時易沿軟弱面引發(fā)的工程基礎(chǔ)滑移。工程地質(zhì)評價：在該區(qū)規(guī)劃的工程建設，巖土工程勘察時應查明軟弱夾層的產(chǎn)狀組合關(guān)系、力學屬性、延展及貫穿情況。為施工技術(shù)方法及基礎(chǔ)的設計提供依據(jù)。本區(qū)粘性土可作為低、多層建筑天然基礎(chǔ)持力層，高層或大荷載建（構(gòu)）筑物應選用樁基礎(chǔ)，如管樁、灌注樁?；又ёo可采用排樁止水，結(jié)合噴錨、放坡開挖，盡量避免深基坑。2.3 工程地質(zhì)條件簡單地區(qū)主要分布在白云新城東側(cè)的白云山?；鶐r主要為云開巖群的變質(zhì)含礫粗粒石英砂巖、石英巖、片巖等。工作區(qū)東南角馬鞍

12、山附近有少量為侏羅系金雞組石英砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖互層，底部為礫巖，夾少量砂礫巖、砂巖，還有形成于中侏羅系的二長花崗巖。為基巖覆蓋區(qū)和風景區(qū)，一般不宜作為工程建設場地。工程地質(zhì)特征:巖石抗風化能力較花崗巖差，隨著巖石風化程度由弱至強，巖石的抗壓強度也逐漸降低。在斷裂帶附近花崗巖具片理化、角礫巖化、糜棱巖化，順片理面易形成滑坡。工程地質(zhì)評價：風化土土質(zhì)均勻，地勢起伏大，易于坑道施工。地下水位埋藏深，巖石堅硬，穩(wěn)定性良好。應盡量避免在斷裂帶附近規(guī)劃建設工程。3 巖溶地質(zhì)問題及穩(wěn)定性分區(qū)評價根據(jù)碳酸鹽巖類分布、巖溶發(fā)育程度，初步按區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖類分布區(qū)巖溶地面塌陷災害風險進行穩(wěn)定性區(qū)劃，將巖溶地面

13、塌陷災害穩(wěn)定性區(qū)劃分為4類，見白云新城巖溶地面塌陷災害穩(wěn)定性分區(qū)圖（圖1）。圖1白云新城巖溶地面塌陷災害穩(wěn)定性分區(qū)圖一類區(qū)，n一二類區(qū)，田一三類區(qū)，iv其他區(qū)域一類區(qū)為高風險區(qū)。主要包括石炭系壺天組、石蹬子組與二疊系棲霞組等地層分布區(qū)。賦存于這些層位中的灰?guī)r質(zhì)純，巖溶極為發(fā)育。此外，分布于斷裂構(gòu)造發(fā)育地區(qū)的白堊系大塱山組中灰質(zhì)礫巖夾層的灰?guī)r，因水動力條件好，巖溶也相當發(fā)育。在這些區(qū)段內(nèi)，若覆蓋在其上的第四系砂層厚、粘性土層較薄，同時斷裂構(gòu)造較發(fā)育，則發(fā)生巖溶地面塌陷等地質(zhì)災害的可能性最大，災害風險也最大。在這種區(qū)域，適宜布設監(jiān)測井，檢測地下水的水位變化和地下水水化學成分的更改，監(jiān)控人類活動對地下水系統(tǒng)的污染或者破壞程度，更有