第 25 卷 增 2 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 Vol.25 Supp.2 2006 年 10 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.,2006 广 东 省 地 质 构 造 与 岩 土 工 程 基 本 特 征 林 本 海 1, 杨 树 庄 2, 朱 伯 善 3, 吴 厚 信 (1. 广 州 市 科 学 技 术 委 员 会 办 公 室, 广 东 广 州 510030;2. 广 东 省 地 质 勘 查 局, 广 东 广 州 510080; 3. 广 东 省 地 质 建 设 工 程 集 团 公 司, 广 东 广 州 510080) 3 摘 要 : 广 东 省 自 震 旦 纪 以 来, 地 层 发 育 完 善, 构 造 岩 浆 活 动 强 烈, 不 同 地 层 岩 石 和 土 的 工 程 特 征 显 著 在 区 域 地 质 构 造 基 础 上, 结 合 岩 土 工 程 实 例, 阐 述 珠 江 三 角 洲 等 主 要 地 区 和 广 州 等 主 要 城 市 的 地 质 构 造 与 岩 土 工 程 基 本 特 征 指 出 结 合 区 域 地 质 构 造 条 件 宏 观 与 微 观 相 结 合 以 正 确 审 视 历 史 经 验 教 训 以 及 更 经 济 合 理 地 处 理 具 体 岩 土 工 程 问 题, 可 产 生 巨 大 的 社 会 经 济 效 益 关 键 词 : 工 程 地 质 ; 地 质 构 造 ; 岩 土 工 程 ; 基 本 特 征 ; 工 程 实 例 中 图 分 类 号 :P 642;TU 45 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1000 6915(2006) 增 2 3337 10 GEOLOGICAL STRUCTURE AND BASIC GEOTECHNICAL CHARACTERISTICS IN GUANGDONG PROVINCE LIN Benhai 1,YANG Shuzhuang 2,ZHU Boshan 3,WU Houxin 3 (1. Office of Guangzhou Construction Science and Technology Committee,Guangzhou,Guangdong 510030,China; 2. Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation,Guangzhou,Guangdong 510080,China; 3. Geological Construction Engineering Group Corporation of Guangdong Province,Guangzhou,Guangdong 510080,China) Abstract:Since Sinian period,the strata of Guangdong Province have been well-developed. The lithostratigraphy and structural magma keep active,so the engineering characteristics of different layers of rocks and soils vary greatly. Based on the regional tectonics and practical engineering cases,the geological structural features and basic geotechnical characteristics of the main regions such as Zhujiang River Delta and Guangzhou City are discussed. If geotechnical problems are dealt with in the effective way with the cognition of regional geological structural conditions,and if macro- or micro- experience and lesson are adopted,large social benefit will be achieved. Key words:engineering geology;geological structure;geotechnical engineering;basic characteristics;engineering cases 1 引 言 广 东 省 位 于 中 国 的 东 南 部, 陆 地 面 积 17.8 10 4 km 2, 其 中 山 地 占 31.40%, 丘 陵 占 25.61%, 台 地 占 20.26%, 平 原 和 谷 地 占 22.73% 最 主 要 的 两 大 平 原 为 珠 江 三 角 洲 平 原 和 韩 江 三 角 洲 平 原 海 岸 线 长 5 016.6 km, 沿 海 岛 屿 甚 多 收 稿 日 期 :2006 05 18; 修 回 日 期 :2006 07 11 作 者 简 介 : 林 本 海 (1964 ), 男, 博 士,1987 年 毕 业 于 南 京 大 学 地 球 化 学 专 业, 现 任 教 授 级 高 级 工 程 师, 主 要 从 事 岩 土 工 程 方 面 的 研 究 工 作 E-mail: linbenhai@163.com
3338 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 2006 年 广 东 省 经 济 增 长 迅 速, 主 要 城 市 建 设 规 模 宏 大, 城 市 化 进 程 居 国 内 领 先 地 位, 城 乡 相 连, 各 种 不 同 类 型 的 建 设 量 大 面 广 但 由 于 地 质 构 造 岩 土 工 程 特 性 复 杂, 软 土 分 布 广, 地 下 水 丰 富 且 活 动 性 大, 给 工 程 建 设 带 来 诸 多 难 题 过 去 多 侧 重 小 范 围 小 区 域 和 工 程 场 地 的 研 究, 而 从 区 域 性 大 范 围 总 格 局 的 角 度 进 行 归 纳 和 总 结 的 工 作 有 所 欠 缺, 未 能 在 总 体 上 以 宏 观 角 度 将 相 关 基 础 地 质 条 件 较 全 面 地 运 用 到 场 地 工 程 建 设 中 本 文 力 求 在 此 做 出 尝 试, 首 先 对 广 东 省 的 地 质 构 造 进 行 概 述, 然 后 对 广 东 省 主 要 的 岩 土 工 程 地 质 特 征 进 行 讨 论, 最 后 对 主 要 地 区 和 城 市 的 岩 土 工 程 性 质 进 行 分 析 但 由 于 总 结 工 作 要 求 高, 难 度 大, 时 间 短, 资 料 多, 同 时 由 于 水 平 有 限, 难 免 存 在 问 题, 请 同 行 们 批 评 指 正 2 广 东 省 地 质 构 造 基 本 特 征 广 东 省 的 大 地 构 造 单 元 属 后 加 里 东 华 南 准 地 台, 是 中 国 大 陆 一 块 年 轻 的 陆 壳, 年 龄 不 超 过 1.50 10 9 a 其 发 展 简 史 是 在 早 古 生 代 之 前 (4.05 10 8 a 前 ) 沉 积 震 旦 纪 和 下 古 生 界 地 槽 相 复 理 石 建 造 加 里 东 造 山 运 动 褶 皱 上 升 变 质 构 成 基 底 ; 晚 古 生 代 至 三 叠 纪 中 期 ( 至 约 2 10 8 a 年 之 前 ) 沉 积 地 台 相 盖 层, 印 支 运 动 褶 皱 上 升 ; 之 后 燕 山 期 地 壳 运 动 等 表 浅 化, 形 成 大 量 陆 壳 重 熔 花 岗 岩 及 中 生 界 沉 积 ~ 火 山 沉 积 建 造, 红 色 盆 地 为 特 色, 称 之 为 地 洼 型 建 造 [1] 2.1 广 东 省 地 质 结 构 广 东 省 地 层 见 表 1 广 东 省 的 第 四 地 层 主 要 有 滨 海 相 三 角 洲 相 及 陆 相 堆 积 三 角 洲 沉 积 主 要 发 育 于 珠 江 韩 江 漠 阳 江 鉴 江 河 口 区 浅 海 相 早 期 水 下 三 角 洲 沉 积 特 征 : 珠 江 口 外 水 深 <50 m, 宽 170~190 km, 主 要 堆 积 物 为 粗 砂 砂 砾 层, 厚 100 m; 韩 江 口 外 为 水 深 35 m 以 下 现 代 水 下 三 角 洲 沉 积 特 征 : 珠 江 口 外 水 深 15~45 m, 宽 60~80 km, 沉 积 物 以 陆 源 碎 屑 为 主, 向 外 海 粒 度 变 细 三 角 洲 沉 积 特 征 : 珠 江 三 角 洲 由 海 相 粉 砂 质 淤 泥 及 河 流 相 6 层 组 砂 层 砂 砾 层 组 成 3 个 沉 积 韵 律, 厚 一 般 30 m; 韩 江 三 角 洲 由 海 陆 交 互 9 层 组 组 成, 厚 可 达 10~70 m 滨 岸 相 主 要 沿 海 岸 砂 堤 砂 坝 海 积 平 原 等 分 布 在 雷 州 半 岛 区 有 湛 江 组 滨 海 相 为 主 的 砂 砾 层 砂 层 亚 砂 土 及 黏 土, 形 成 高 程 60~80 m 的 台 地, 厚 2~250 m 之 上 为 北 海 组 亚 黏 土 砾 石 层 夹 透 镜 状 亚 砂 土, 厚 >10 m, 组 成 高 程 20~30 m 的 台 地 陆 相 堆 积 以 河 流 相 为 主 河 流 冲 积 可 分 为 5 级 阶 地, 分 别 高 出 现 代 河 水 面 55~60,42~45,25~ 40,15~25 及 5~15 m, 厚 度 分 别 为 1.5~13.0, 4.0~8.0,3.0~10.0,2.0~22.0 及 2.0~20.0 m 各 阶 地 沉 积 一 般 下 部 为 砾 石 层 向 上 变 成 砂 和 砂 质 黏 土 [2] 2.2 岩 浆 岩 广 东 省 岩 浆 岩 出 露 面 积 约 占 全 省 陆 地 面 积 的 近 1/3, 以 粤 中 和 粤 东 沿 海 最 为 集 中, 有 超 基 性 岩 基 性 岩 中 性 岩 中 酸 性 岩 酸 性 岩 超 酸 性 岩 和 碱 性 岩 等 以 酸 性 花 岗 岩 占 绝 对 优 势, 中 酸 性 的 二 长 花 岗 岩 花 岗 闪 长 岩 石 英 闪 长 岩 其 次, 其 余 岩 类 极 少 岩 浆 岩 产 状 有 岩 基 岩 株 岩 瘤 岩 墙 岩 脉 等 以 大 岩 基 体 为 主, 其 次 为 岩 株 体 岩 墙 岩 脉 所 占 面 积 甚 少, 但 属 常 见 地 质 体 岩 浆 岩 时 代 有 加 里 东 期 华 力 西 ~ 印 支 期 燕 山 期 及 喜 马 拉 雅 期 各 时 期 岩 石 强 度 相 当, 主 要 差 别 在 构 造 地 貌 条 件 及 风 化 程 度 上 表 现 特 征 不 同 2.3 构 造 2.3.1 褶 皱 构 造 广 东 区 域 大 陆 属 于 华 南 褶 皱 的 一 部 分, 其 基 底 褶 皱 由 震 旦 纪 和 下 古 生 界 变 质 岩 组 成, 以 紧 密 线 型 褶 皱 为 特 征, 轴 线 以 NEE 向 为 主 ( 见 图 1) 其 中 九 连 山 佛 冈 郁 南 和 蕉 岭 增 城 腰 古 云 开 两 条 复 背 斜 带, 呈 NE~EW~NEE 向 展 布, 略 呈 S 形 辗 转 弯 曲, 构 成 广 东 的 重 要 构 造 骨 架, 对 其 后 的 构 造 变 动 地 层 分 布 岩 浆 活 动 和 矿 产 的 生 成 起 着 重 要 控 制 作 用 [3] 泥 盆 至 中 三 叠 统 地 台 的 盖 层 褶 皱, 以 过 渡 型 褶 皱 为 特 征, 常 与 同 向 高 角 度 断 裂 同 步 产 出, 组 成 褶 皱 构 造 带 褶 皱 轴 线 方 向 多 变, 但 以 NE 向 为 主 上 三 叠 统 和 侏 罗 中 的 褶 皱 以 宽 展 型 的 短 轴 背 向 斜 为 特 征, 而 白 垩 和 第 三 中 则 主 要 发 育 平 缓 的 向 斜 拱 曲 或 单 斜 构 造 2.3.2 断 裂 构 造 与 地 震 广 东 区 内 断 裂 以 NE 向 为 主, 其 次 为 EW 向, 此 外 也 有 NW 等 方 向 的 断 裂 ( 见 图 2)
第 25 卷 增 2 林 本 海 等. 广 东 省 地 质 构 造 与 岩 土 工 程 基 本 特 征 3339 界 统 ( 群 ) 新 生 界 中 生 界 上 古 生 界 下 古 生 界 元 古 界 第 四 第 上 第 三 三 下 第 三 白 垩 侏 罗 三 叠 二 叠 石 炭 泥 盆 志 留 奥 陶 寒 武 上 ~ 震 a,b,c, 旦 d 四 层 主 要 地 层 单 位 ( 以 粤 北 粤 中 为 主 ) 丹 霞 群 罗 佛 寨 群 南 雄 群 罗 定 群 表 1 广 东 省 地 层 简 表 Table 1 Strata introduction of Guangdong Province 沉 积 建 造 陆 相 及 滨 海 碎 屑 沉 积 陆 相 碎 屑 岩 红 层 夹 火 山 岩 建 造, 含 可 燃 性 ( 油 柑 窝 组 ) 有 机 岩 陆 相 碎 屑 岩 建 造 ( 红 层 ) 陆 相 碎 屑 岩 建 造 ( 红 层 ) 陆 相 火 山 碎 屑 岩 火 山 岩 高 基 坪 群 建 造 百 足 山 ~ 漳 平 群 陆 相 火 山 碎 屑 岩 建 造 金 鸡 组 浅 海 碎 屑 岩 建 造 ( 含 煤 ) 小 坪 组 小 云 雾 山 组 大 顶 组 黄 坌 群 大 冶 群 陆 相 ~ 浅 海 含 煤 ( 小 坪 煤 ) 建 造 厚 度 > 2 900 m 浅 海 滨 海 碎 屑 岩 建 造 ( 仅 分 布 于 粤 北 阳 山 ) 浅 海 碳 酸 盐 ~ 碎 屑 岩 建 造 龙 潭 大 隆 组 浅 海 碳 酸 盐 碎 屑 岩 建 造 栖 霞 孤 峰 茅 ( 龙 潭 煤 ); 口 组 浅 海 碳 酸 盐 建 造 浅 海 相 碳 酸 盐 夹 含 煤 碎 屑 岩 建 造 壶 天 群 ( 包 括 孟 公 坳 组 石 岩 关 阶 大 塘 阶 磴 子 段 测 水 段 煤 梓 门 桥 段 ) 帽 子 峰 组 天 子 岭 组 棋 子 桥 组 桂 头 组 岭 下 群 文 头 山 群 连 滩 群 龙 头 寨 群 长 坑 水 组 新 厂 组 八 村 群 滨 浅 海 相 碎 屑 岩 ~ 碳 酸 盐 碎 屑 岩 建 造 ( 仅 分 布 于 云 浮 ) 壳 相 页 岩 建 造 笔 石 页 岩 建 造 ( 志 留 全 省 只 有 粤 西 有 出 露 ) 笔 石 页 岩 建 造 笔 石 页 岩 建 造 ( 粤 西 三 尖 群 缩 尾 岭 群 为 复 理 石 碎 屑 岩 建 造 ) 浅 海 相 复 理 石 碎 屑 岩 建 造 地 层 厚 度 /m >3 000 >4 500 >3 000 >438 800 >1 500 >1 800 >3 000 >4 300 >3 700 >3 277 浅 海 相 复 理 石 建 造 >6 000 地 壳 运 动 期 喜 马 拉 雅 期 燕 山 运 动 期 华 力 西 ~ 印 支 运 动 期 加 里 东 运 动 期 大 地 构 造 学 归 纳 沉 积 建 造 与 之 后 的 构 造 运 动 地 洼 建 造 : 改 造 原 有 陆 壳 为 特 色, 断 裂 构 造 陆 壳 重 熔 岩 浆 活 动 强 烈 不 存 在 普 遍 的 沉 积 建 造, 但 沿 断 裂 带 可 出 现 凹 陷 盆 地 及 断 陷 盆 地 红 色 建 造 相 关 联 想 地 壳 活 动 表 浅 化, 地 壳 浅 部 低 压 区 出 现 高 温 环 境 ; 可 产 生 地 台 型 褶 皱, 不 能 够 使 厚 大 岩 层 产 生 全 形 褶 皱 地 台 相 盖 层 建 造 : 由 陆 到 海 由 粗 到 细 由 碎 屑 岩 ~ 碳 酸 毗 邻 有 长 期 缓 慢 震 荡 上 盐 岩 较 薄 的 大 海 入 侵 沉 积 升 的 闽 粤 台 背 斜 提 列, 反 映 地 壳 活 动 趋 向 稳 定 供 陆 源 碎 屑 之 后 由 印 支 运 动 回 返 地 槽 相 复 理 石 建 造 : 粗 细 递 变 反 复 交 替 的 砂 泥 质 陆 源 碎 屑 厚 大 沉 积 列 反 映 地 壳 活 动 剧 烈 最 后 由 加 里 东 运 动 回 返 形 成 褶 皱 基 底 毗 邻 有 长 期 迅 速 震 荡 上 升 的 地 盾 大 量 提 供 陆 源 碎 屑 (1) NE 向 断 裂 : 自 ES 沿 海 往 NW 依 次 有 南 澳 汕 头 惠 来 潮 州 普 宁 莲 花 山 紫 金 博 罗 河 源 新 丰 恩 平 以 及 四 会 吴 川 等 深 大 断 裂 (2) EW 向 断 裂 : 一 般 由 南 往 北 依 次 有 高 要 惠 来 佛 冈 丰 良 和 贵 东 蕉 岭 等 隐 伏 深 大 断 裂 实 际 可 见 的 EW 向 断 裂 常 常 为 NE 向 断 裂 的 派 生 构 造 (3) NW 向 断 裂 : 广 东 省 主 要 NW 向 断 裂 主 要 见 于 珠 江 三 角 洲 及 韩 江 三 角 洲 一 带 在 粤 东 自 NE 向 SW 主 要 分 布 在 大 埔 饶 平 丰 顺 汕 头 和 伶 仃 洋 三 水 芦 苞 一 带 广 东 省 地 震 区 属 环 太 平 洋 带 中 一 个 地 震 带 中 国 东 南 沿 海 地 震 带 该 带 与 台 湾 东 部 带 台 湾 西 部 带 对 应 分 布 其 余 地 区 不 属 于 地 震 带 相 对 于 台 湾 东 部 带 台 湾 西 部 带 而 言, 是 比 较 弱 的 一 个 带 而 相 对 整 个 华 南 地 区 而 言, 则 是 相 当 强 烈 的 地 震 带 地 震 的 总 体 成 因 是 太 平 洋 板 块 与 欧 亚 板 块 的 碰 撞 挤 压 广 东 省 地 震 区 划 因 此 可 概 括 划 分 为 沿 海 带 与 内 地 带, 并 以 沿 海 带 为 强 烈 带, 其 中 与 台 湾 对 应 关
3340 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 2006 年 1 九 连 山 佛 冈 郁 南 复 背 斜 带 ;2 蕉 岭 增 城 腰 古 云 开 复 背 斜 带 ;3 六 堡 夏 郢 复 向 斜 ;4 五 点 梅 复 向 斜 ;5 那 崖 复 向 斜 ;6 瑶 山 复 背 斜 ;7 蕉 岭 复 背 斜 ;8 白 水 坑 复 背 斜 ;9 小 鱼 水 瑶 岭 复 向 斜 ;10 小 梅 关 复 背 斜 (1) 郴 县 怀 集 复 式 向 斜 ;(2) 北 江 复 式 向 斜 ;(3) 春 湾 复 式 向 斜 ;(4) 廉 江 复 式 向 斜 ;(5) 东 陂 连 州 复 式 向 斜 ;(6) 瑶 山 复 式 向 斜 ;(7) 蕉 岭 复 式 向 斜 ;(8) 英 德 弧 形 褶 皱 ;(9) 贵 子 弧 形 褶 皱 ;(10) 清 远 高 要 S 形 褶 皱 [1] 潭 下 七 星 幛 黄 巢 山 复 式 褶 皱 ;[2] 铜 鼓 幛 桐 子 洋 禾 廉 石 复 式 褶 皱 ;[3] 新 丰 军 埠 大 南 山 复 式 褶 皱 图 1 广 东 主 要 褶 皱 分 布 示 意 图 Fig.1 Sketch of the main fold distribution in Guangdong Province 密 切 的 粤 东 地 区, 是 广 东 省 最 活 动 的 地 区, 地 震 相 对 强 烈 按 照 构 造 应 力 释 放 等 间 隔 的 规 律, 次 级 活 动 区 段 在 阳 江 地 区 广 东 地 区 自 1067 年 有 记 载 以 来, 迄 今 发 生 6 级 以 上 破 坏 性 地 震 11 次 其 中 1918 年 2 月 南 澳 7.25 级 地 震 后 3 a 内 发 生 破 坏 性 余 震 3 次, 是 1600 年 南 澳 7 级 地 震 以 来, 华 南 地 震 史 上 惟 一 的 强 震 原 地 重 复 区 东 南 沿 海 地 震 带 即 按 该 区 地 质 构 造 条 件 据 此 划 定 NE 向 断 裂 具 有 长 期 和 多 次 活 动 的 特 点, 是 板 块 构 造 挤 压 的 陆 壳 表 现, 为 震 源 构 造, 控 制 地 震 地 热 的 总 体 分 布, 也 可 成 为 发 震 构 造 河 源 新 丰 江 地 震 为 水 库 诱 发 地 震 NW 向 断 裂 形 成 较 晚, 具 体 控 制 地 热 带 分 布, 常 常 成 为 发 震 构 造 两 者 交 会 处 多 为 地 震 集 中 区 段 按 照 国 家 地 震 局 (2001) 中 国 地 震 烈 度 区 划, 粤 东 潮 汕 地 区 NE 向 与 NW 向 断 裂 交 汇 区 为 VIII 度 区, 广 东 省 沿 海 其 余 区 为 VI~VII 度 区 内 地 带 烈 度 一 般 小 于 VI 度, 这 些 地 区 的 断 裂 带 不 排 除 成 为 发 震 断 裂, 只 是 可 能 性 很 小 而 已 3 广 东 省 岩 土 工 程 基 本 特 征 与 若 干 工 程 实 例 3.1 地 层 岩 石 多 样, 不 同 地 层 的 岩 土 工 程 特 征 显 著 从 震 旦 纪 以 来, 各 时 代 沉 积 的 地 层 均 有 分 布, 以 碎 屑 岩 为 主 碳 酸 盐 岩 出 露 分 布 面 积 7 221 km 2, 红 层 分 布 面 积 7 259 km 2 各 期 次 喷 出 岩 侵 入 岩 大 量 产 出, 其 中 以 花 岗 岩 为 主 的 侵 入 岩 分 布 面 积 占 全 省 面 积 的 1/3 混 合 岩 片 麻 岩 广 泛 存 在 岩 土 工 程 特 征 差 异 与 地 层 时 代 关 不 明 显, 而 与 岩 石 种 类 密 切 相 关 一 般 说 来, 在 50 m 深 度 内, 花 岗 岩 灰 岩 混 合 岩 多 属 硬 质 岩 ; 碎 屑 岩 红 层 多 属 软 质 岩, 而 胶 结 物 为 钙 铁 硅 质 的 也 可 属 硬 质 岩
第 25 卷 增 2 林 本 海 等. 广 东 省 地 质 构 造 与 岩 土 工 程 基 本 特 征 3341 1 吴 川 四 会 深 断 裂 带 ;2 恩 平 新 丰 深 断 裂 带 ;3 河 源 深 断 裂 带 ;4 莲 花 山 深 断 裂 带 ;5 潮 安 普 宁 深 断 裂 带 ;6 汕 头 惠 来 深 断 裂 带 ;7 南 澳 深 断 裂 带 ;8 佛 冈 丰 良 深 断 裂 带 ;9 高 要 惠 来 深 断 裂 带 ;10 琼 州 海 峡 深 断 裂 带 (1) 郴 县 怀 集 大 断 裂 ;(2) 罗 定 悦 城 大 断 裂 ;(3) 贵 子 弧 形 大 断 裂 ;(4) 信 宜 廉 江 大 断 裂 ;(5) 紫 金 博 罗 大 断 裂 ;(6) 九 峰 山 大 断 裂 ;(7) 贵 东 大 断 裂 ;(8) 遂 溪 大 断 裂 ;(9) 饶 平 大 埔 大 断 裂 ;(10) 河 婆 惠 来 大 断 裂 ;(11) 三 洲 西 樵 山 大 断 裂 图 2 广 东 深 大 断 裂 略 图 Fig.2 Outline drawing of the deep and large fractures in Guangdong Province 3.2 风 化 壳 层 发 育 由 于 气 候 炎 热, 雨 量 充 沛, 岩 石 的 物 理 化 学 风 化 作 用 强 烈, 残 积 土 全 风 化 岩 和 强 风 化 岩 普 遍 存 在, 厚 度 多 达 10~50 m, 在 断 裂 破 碎 带 附 近, 风 化 深 槽 达 100 m 花 岗 岩 类 的 风 化 剖 面 发 育 较 完 全 质 纯 灰 岩 常 只 见 中 微 风 化 岩, 当 泥 质 炭 质 灰 岩 或 灰 岩 中 有 碎 屑 岩 夹 层 时, 残 积 土 和 全 强 风 化 岩 也 常 达 一 定 厚 度 灰 岩 风 化 界 面 起 伏 变 化 剧 烈 红 层 岩 石 成 岩 作 用 不 完 全, 由 于 胶 结 物 不 同, 岩 石 性 质 成 份 构 造 裂 隙 的 差 异, 地 下 水 作 用 的 强 弱, 常 出 现 软 硬 相 间 的 状 态 地 表 下 50 m 深 度 内 的 中 微 风 化 岩, 岩 体 一 般 不 完 整 其 完 整 程 度 多 为 较 破 碎 较 完 整 受 断 裂 挤 压 影 响 的 岩 体 常 呈 破 碎 状, 岩 土 工 程 勘 察 中, 如 采 用 金 刚 石 钻 头, 岩 芯 能 较 好 地 反 映 地 下 岩 体 的 实 际 完 整 程 度, 但 现 行 钻 探, 多 采 用 合 金 钻 头, 岩 芯 机 械 破 碎 常 较 明 显 一 些 有 规 模 的 重 要 场 地 勘 察, 岩 石 取 样 不 足, 常 满 足 于 不 少 于 6 件 组 的 最 低 要 求, 且 常 在 中 下 部 取 样, 获 得 较 硬 较 好 的 岩 芯 样, 其 实 缺 乏 代 表 性 勘 查 成 果 比 较 真 实 地 反 映 岩 石 的 风 化 程 度 强 度 岩 体 的 完 整 性, 对 确 定 其 承 载 力 关 很 大 规 范 中 对 土 强 风 化 岩 作 为 地 基 土 的 承 载 力, 考 虑 深 宽 修 正, 不 同 入 土 深 度 的 桩 基 其 承 载 力 取 值 也 有 差 异, 但 对 岩 石, 一 般 规 定 不 考 虑 深 度 修 正 广 东 省 自 1986 年 在 沙 角 电 厂 钻 孔 灌 注 桩 试 验 中 提 [4] 出 岩 石 的 深 度 数 为 1.6 后, 据 林 本 海 等 研 究, 认 为 地 基 中 岩 体, 受 上 覆 岩 土 层 压 力 和 围 岩 压 力 的 作 用, 根 据 大 量 的 实 测 资 料 和 室 内 三 轴 试 验 结 果 的 统 计 分 析 及 理 论 计 算, 地 面 15 m 以 下 岩 体 所 能 承 受 的 压 力, 一 般 为 实 验 室 无 侧 限 天 然 单 轴 抗 压 强 度 f r 的 1.5~2.0 倍 这 一 成 果 有 重 大 的 工 程 经 济 价 值, 值 得 工 程 界 参 考 并 积 累 必 要 的 工 程 经 验 3.3 低 丘 台 地 平 原 地 貌 区 风 化 壳 普 遍 发 育
3342 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 2006 年 在 低 丘 台 地 区 和 平 原 区 沉 积 土 之 下, 残 积 土 和 全 强 风 化 岩 分 布 普 遍 厚 度 较 大 根 据 广 东 省 标 准 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 (DBJ15 31 2003) [5], 明 确 变 形 模 量 E 0 的 计 算 方 法, 为 更 有 效 地 采 用 天 然 地 基 大 量 采 用 预 应 力 混 凝 土 管 桩 基 础 提 供 技 术 上 的 法 规 依 据 广 东 省 是 国 内 使 用 管 桩 最 多 的 省 份, 在 高 速 公 路 大 型 桥 梁 建 设 中, 当 中 微 风 化 岩 石 埋 藏 很 深 时, 以 全 强 风 化 岩 作 灌 注 桩 持 力 层, 已 有 很 多 成 功 的 实 例 残 积 土 上 不 打 桩 建 高 层, 也 已 被 不 少 人 接 受 进 一 步 总 结 经 验, 有 条 件 地 推 广 应 用, 具 有 重 大 的 工 程 经 济 意 义 3.4 海 积 平 原 三 角 洲 平 原 冲 积 平 原 软 土 广 泛 分 布 软 土 主 要 指 淤 泥 淤 泥 质 土, 在 广 东 省 海 冲 积 平 原 区 广 泛 分 布 ( 厚 度 较 薄 为 3~5 m, 较 厚 为 20~30 m) 广 东 省 软 土 的 主 要 特 性 一 般 是 : 含 水 量 高, 强 度 低,f ak 只 有 40~70 kpa; 孔 隙 比 大, 变 形 模 量 低,E 0 为 0.8~2.0 MPa; 压 缩 性 高, 受 荷 后 沉 降 量 大 且 不 均 匀, 最 终 沉 降 量 为 厚 度 的 10% 左 右 ; 渗 透 性 差, 固 结 数 为 10-3 ~10-5 cm 2 /s, 受 荷 后 沉 降 速 度 缓 慢, 沉 降 持 续 时 间 可 长 达 10~30 a; 灵 敏 度 为 2~8, 属 中 等 灵 敏 土 ~ 灵 敏 性 土, 受 强 烈 扰 动, 土 的 结 构 破 坏, 强 度 下 降 对 建 筑 物 来 说, 软 土 的 工 程 问 题 突 出, 应 通 过 岩 土 工 程 地 质 勘 察 查 明 土 的 工 程 性 质, 根 据 工 程 需 要 测 试 土 性 指 标, 并 采 取 适 当 的 加 固 治 理 措 施 海 康 县 招 待 所 7 层 楼, 天 然 地 基 为 浅 基 础, 未 经 勘 察 建 成 后 开 张 前 一 天 大 雨 时 造 成 整 楼 群 垮 塌 后 钻 探 查 明,2.8 m 深 度 以 下 为 厚 层 淤 泥 广 州 黄 埔 开 发 区 建 设 初 期, 对 浅 层 软 土 危 害 性 认 识 不 足, 建 成 道 路 管 道, 约 1 个 月 后, 道 路 成 波 状, 管 道 折 断 更 有 建 8 层 楼 尚 未 封 顶 时, 首 层 窗 台 已 沉 陷 至 地 面 广 州 黄 埔 开 发 区 管 委 会 大 楼, 长 百 米, 沉 管 灌 注 桩 基 础, 原 设 计 14 层, 建 到 第 8 层 时 因 不 均 匀 沉 降, 梁 断 裂, 最 大 错 距 20 cm 后 虽 用 地 下 连 续 墙 处 理, 但 也 只 好 就 此 封 顶 珠 江 三 角 洲 不 少 大 跨 度 厂 房 和 办 公 楼, 柱 下 为 桩 基, 沉 降 很 小, 桩 间 软 土 或 厂 房 地 坪 未 做 加 固 处 理, 使 用 后 不 均 匀 沉 降 持 续 发 展, 后 患 甚 多, 应 引 以 为 戒 3.5 沿 海 滩 涂 低 洼 地 带 填 土 建 设 区 多 广 东 省 海 岸 带 建 设 区 多 工 程 量 大, 局 部 低 洼 的 建 筑 场 地 屡 见 不 鲜, 岩 土 工 程 经 常 处 理 填 土 场 地 对 素 填 土, 如 填 土 时 分 层 碾 压 夯 实, 经 检 测, 常 可 作 为 荷 载 不 大 的 建 筑 物 地 基 持 力 层 但 许 多 填 土 场 地 并 不 这 样 做, 一 次 总 体 回 填 压 实 后 就 试 图 建 设, 事 实 上 厚 层 填 土 后 的 碾 压 对 中 下 部 起 不 到 压 实 加 固 作 用 未 经 分 层 压 实 处 理 的 厚 层 填 土 承 载 力 低, 压 缩 性 高, 均 匀 性 差, 难 作 基 础 持 力 层 更 有 甚 者, 填 土 时 不 考 虑 后 续 工 程, 大 量 堆 填 大 块 石, 造 成 处 理 困 难 清 远 某 地, 因 水 库 蓄 水 淹 没, 在 山 边 新 建 圩 镇, 楼 高 4 层, 填 土 厚 度 最 大 达 14 m 用 强 夯 法 加 固 填 土, 经 检 测 承 载 力 达 200 kpa, 可 作 浅 基 础 持 力 层, 但 花 费 较 大 的 工 程 费 用 沙 角 电 厂 在 某 厚 层 淤 泥 滩 涂 填 土 时 填 入 大 量 大 块 石, 勘 察 时 钻 孔 遇 厚 层 活 动 硬 块 填 石 很 难 钻 进, 一 个 钻 孔 要 钻 8~20 d 蛇 口 一 个 海 滩 工 地, 在 钻 孔 灌 注 桩 造 孔 时, 遇 到 一 块 1 m 2 m 的 大 块 石 已 下 沉 到 淤 泥 层 4~5 m 深 处, 后 下 入 长 6 m 直 径 φ 2.6 m 的 钢 管 护 壁 才 将 其 取 出 未 经 处 理 的 厚 层 填 土 和 淤 泥, 在 堆 载 较 大 时, 对 桩 产 生 负 摩 阻 力, 其 下 拉 荷 载 有 时 不 可 忽 视 如 南 沙 一 住 宅 小 区 (6 层 楼 ), 场 地 填 土 厚 3 m, 淤 泥 层 厚 18 m, 沉 管 灌 注 桩 基 础, 楼 房 周 边 通 道 可 行 5 t 汽 车 楼 房 使 用 后 周 边 地 面 持 续 下 降,6 a 后 楼 房 整 体 倾 斜, 经 鉴 定 要 纠 偏 设 计 部 门 检 查 认 为 基 础 安 全 数 偏 小 3.6 存 在 活 动 断 裂 广 东 省 活 动 断 裂 较 多, 其 中 有 不 少 属 于 可 能 发 生 5 级 以 上 地 震 的 断 裂 根 据 历 史 地 震 震 级 地 壳 活 动 速 率 全 新 世 活 动 强 度 和 有 感 地 震 记 录 以 及 地 下 热 水 出 露 分 布, 对 全 新 世 活 动 断 裂 分 级 : 南 澳 岛 为 强 烈, 揭 阳 河 源 阳 江 信 宜 为 中 等, 其 余 为 微 弱 抗 震 设 防 烈 度 : 汕 头 一 带 VII~VIII 度, 珠 江 三 角 洲 大 部 沿 海 地 带 雷 州 半 岛 东 半 部 VII 度, 其 余 VI 度 或 小 于 VI 度 对 震 级 较 高 的 汕 头 市 岩 溶 发 育 的 花 都 市 作 地 震 小 区 划 对 机 场 重 要 港 口 桥 梁 和 高 层 建 筑 场 地, 按 国 家 规 定 进 行 地 震 安 全 性 评 价 抗 震 设 防 烈 度 VII 度 以 上 的 浅 层 砂 土 液 化 等 级 常 属 轻 微 ~ 中 等, 有 的 可 达 严 重 级 3.7 灰 岩 区 多
第 25 卷 增 2 林 本 海 等. 广 东 省 地 质 构 造 与 岩 土 工 程 基 本 特 征 3343 灰 岩 广 泛 分 布 于 粤 北 曲 江 仁 化 盆 地 英 德 盆 地 连 阳 盆 地 和 广 花 盆 地 等 灰 岩 建 设 区 主 要 城 市 有 广 州 韶 关 和 肇 庆 等 灰 岩 是 水 溶 性 岩 石, 水 文 工 程 地 质 勘 查 相 当 重 要 隐 伏 灰 岩 多 是 中 微 风 化 硬 质 岩 泥 炭 质 灰 岩 和 灰 岩 层 中 的 碎 屑 岩 夹 层, 可 有 一 定 厚 度 的 残 积 土 ~ 强 风 化 岩 灰 岩 区 的 主 要 岩 土 工 程 地 质 问 题 是 土 洞 和 溶 洞 发 育, 建 筑 区 的 土 洞 一 般 见 洞 率 5%~15%, 需 充 填 治 理 ; 溶 洞 见 洞 率 常 为 10%~30%, 采 用 基 桩 时 需 打 超 前 钻 查 明, 并 应 有 足 够 的 安 全 厚 度 岩 溶 水 较 丰 富 当 城 镇 区 抽 水 开 采 岩 溶 水, 矿 山 排 水, 或 地 下 水 水 位 显 著 变 化 时, 将 引 起 地 面 下 沉 甚 至 塌 陷, 形 成 程 度 不 同 的 建 设 后 灾 害 一 些 民 用 建 筑 物 在 使 用 期 承 重 柱 下 沉 时 有 发 生 一 些 矿 山 井 巷 重 大 充 水 事 故, 往 往 由 破 碎 带 岩 溶 充 水 带 突 水 引 起 覆 盖 型 岩 溶 区 建 高 层 建 筑, 并 非 一 定 要 采 用 深 桩 基 础 某 高 层 建 筑 地 上 19 层, 地 下 一 层, 基 坑 面 积 2 276 m 2, 打 勘 察 孔 16 个, 有 14 个 孔 在 冲 积 层 下 浅 部 灰 岩 见 1~4 层 溶 洞 基 础 采 用 搅 拌 桩 复 合 地 基, 至 今 已 安 全 使 用 多 年 该 场 地 基 坑 深 5.8 m, 基 底 处 80% 面 积 为 中 粗 砂 层, 余 为 粉 质 黏 土 层, 搅 拌 桩 中 下 部 为 厚 层 粉 质 黏 土 间 少 量 淤 泥 质 土, 以 下 为 灰 岩 周 边 为 多 层 高 层 建 筑 侧 壁 用 搅 拌 桩 帷 幕 止 水 基 坑 到 底 后, 侧 壁 可 谓 滴 水 不 渗, 但 坑 底 大 量 涌 水, 判 断 是 下 部 岩 溶 水 通 过 二 千 多 根 搅 拌 桩 桩 周 缝 隙 上 渗 据 此, 采 用 基 础 下 填 碎 石 暗 沟 疏 排 水, 流 至 四 周 明 沟 集 水 坑 用 离 心 泵 抽 入 城 市 下 水 道 在 地 下 室 施 工 期 间, 日 排 水 量 稳 定 在 4 000 m 3, 历 时 5 个 月 施 工 队 和 当 地 质 检 站 认 为 此 法 方 便 易 行, 安 全 省 事, 符 合 场 地 实 际 情 况 3.8 降 雨 量 大 而 集 中, 边 坡 失 稳 问 题 突 出 在 低 丘 台 地 平 原 地 貌 区, 风 化 壳 普 遍 发 育 条 件 下, 降 雨 量 大 而 集 中, 使 边 坡 失 稳 成 为 突 出 问 题 在 这 些 地 区, 雨 季 常 发 生 滑 坡 崩 塌 地 面 开 挖 工 程 面 积 大 植 被 被 毁 的 较 陡 坡 地 区 还 容 易 产 生 泥 石 流 一 些 工 业 与 民 用 建 筑 建 筑 场 地 开 山 而 成, 许 多 公 路 铁 路 穿 山 而 过, 高 边 坡 甚 多, 若 防 护 措 施 不 到 位, 暴 雨 时 边 坡 失 稳 跨 塌 时 有 发 生 一 公 路 隧 道 长 300 m, 勘 察 时 主 要 采 用 波 速 法 划 分 岩 土 层, 钻 孔 控 制 不 多, 将 II 类 围 岩 错 划 为 V 类 岩 石, 结 果 在 隧 道 贯 通 衬 砌 时, 暴 雨 之 夜 隧 道 中 段 长 40 m 土 体 跨 塌 1.6 10 4 m 3 后 经 钻 探 证 实, 从 山 顶 高 程 95 m 到 隧 道 顶 部 均 为 残 积 土 和 强 风 化 岩 在 地 壳 长 期 上 升 区, 如 英 德 盆 地 等, 河 流 切 割 深, 低 处 松 散 层 薄, 髙 处 基 岩 裸 露, 一 般 不 存 在 边 坡 问 题 3.9 地 下 水 丰 富 活 动 强 烈 广 东 省 地 下 水 丰 富, 活 动 强 烈 主 要 地 下 水 有 松 散 岩 类 孔 隙 水, 侵 入 岩 变 质 岩 碎 屑 岩 裂 隙 水, 碳 酸 盐 岩 裂 隙 岩 溶 水, 火 山 岩 类 孔 隙 裂 隙 水 内 陆 地 下 水 对 混 凝 土 多 不 具 腐 能 性, 局 部 有 弱 腐 能 性 在 咸 水 区, 一 些 厂 矿 附 近 地 下 水 受 污 染, 对 建 筑 材 料 有 中 等 以 上 腐 能 性, 需 采 用 防 护 措 施 强 透 水 层 对 混 凝 土 体 外 侧 有 一 定 的 冲 刷 作 用 基 坑 遇 到 的 地 下 水 一 般 是 浅 层 水, 水 位 受 地 形 和 降 水 影 响 变 化 基 坑 涌 水 量 差 异 很 大, 黏 性 土 和 红 层, 水 量 贫 乏, 可 采 用 明 沟 排 水 ; 砂 层 水, 基 坑 日 涌 水 量 几 百 到 几 千 立 方 米, 多 采 用 井 点 降 水 ; 岩 溶 水 富 水 性 很 不 均 匀, 降 水 方 法 要 据 实 而 定 深 基 坑 地 下 水 的 浮 力 作 用 不 可 忽 视 有 的 人 工 挖 孔 桩 遇 到 充 水 破 碎 带, 水 量 也 很 大 基 坑 侧 壁 安 全 度 不 足, 受 水 土 侧 压 影 响 发 生 跨 塌 的 事 故 也 时 有 发 生 高 水 头 压 力 的 充 水 破 碎 带, 一 旦 出 现 工 程 事 故, 后 果 是 很 严 重 的 粤 北 一 隧 道, 山 体 高 300 m, 勘 察 时 发 现 一 条 断 裂 破 碎 带, 注 浆 加 固 时 用 了 水 泥 约 1.0 10 5 kg 有 一 日 火 车 通 过 后, 破 碎 带 突 水, 日 出 地 下 水 万 吨, 注 浆 加 固 又 用 了 水 泥 2.8 10 6 kg, 隧 道 封 闭 了 1 个 月 4 广 东 省 主 要 地 区 和 城 市 的 岩 土 工 程 地 质 特 征 4.1 珠 江 三 角 洲 珠 江 三 角 洲 是 广 东 经 济 发 展 的 主 体 区, 总 面 积 11 281 km 2, 其 中 平 原 区 占 77%, 低 山 丘 陵 台 地 区 占 23% 平 原 区 沉 积 土 厚 度 一 般 为 20~60 m, 最 厚 83 m, 其 中 软 土 厚 度 在 中 北 部 地 区 多 为 5~20 m, 南 部 滨 海 平 原 区 达 25~45 m 低 丘 地 区 为 花 岗 岩 类 红 层 碎 屑 岩 变 质 岩 等, 广 花 盆 地 隐 伏 灰 岩 [6] 基 底 构 造 复 杂 新 构 造 运 动 特 点 是 大 沉 小 升, 近 代 中 低 级 别 地 震 较 频 繁, 大 部 分 地 区 地 震 烈 度 VII 度 ; 现 代 地 壳 垂 直 形 变 值, 台 地 每 年 +(2~4) mm, 平 原 为 每 年 -(1~2) mm 珠 江 年 输 砂 量 约 8 10 10
3344 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 2006 年 kg, 河 口 地 带 堆 积 强 烈, 成 陆 迅 速 主 要 地 质 问 题 是 软 土 地 基 不 均 匀 沉 降, 灰 岩 区 溶 洞 土 洞 塌 陷 堤 防 工 程 管 涌 冲 刷 等 安 全 性 及 浅 部 砂 土 液 化 河 涌 淤 积 近 些 年 堤 防 工 程 按 统 一 部 署 抓 紧 开 展 达 标 由 广 东 省 交 通 厅 牵 头 编 著 的 广 东 省 高 速 公 路 软 基 处 理 实 用 技 术 [7], 其 沉 降 检 测 计 算 和 软 土 地 基 处 理 方 法, 对 工 业 与 民 用 建 筑 也 有 很 好 的 借 鉴 价 值 平 原 区 地 下 水 在 许 多 地 方 比 较 丰 富 珠 江 三 角 洲 河 涌 占 地 面 积 8%, 河 流 纵 向 坡 降 0.1 ~0.5, 咸 水 移 动 范 围 20~80 km 三 角 洲 中 部 南 部 广 大 地 区 普 遍 存 在 咸 水, 对 混 凝 土 构 件 和 钢 材 均 有 一 定 的 腐 蚀 性 虎 门 大 桥 是 在 复 杂 地 质 条 件 下 建 设 的 悬 索 桥 能 否 在 此 建 大 桥 有 过 争 论 经 地 质 勘 察, 主 桥 东 段 为 侏 罗 砂 岩, 中 西 段 为 花 岗 片 麻 岩 ; 东 岸 西 岸 边 和 中 段 有 3 条 活 动 断 裂 穿 过, 其 中 中 段 断 裂 破 碎 带 宽 200 m 一 般 深 30~40 m 到 硬 岩, 最 深 风 化 深 槽 107 m 才 穿 过 半 岩 半 土 状 强 风 化 岩 经 地 震 烈 度 复 核 为 VII 度 有 相 当 一 部 分 桩 在 硬 质 岩 石 的 全 强 风 化 岩 中 终 桩, 钻 孔 桩 强 风 化 岩 ( 以 校 正 后 的 标 准 贯 入 度 大 于 50 击 为 准 ) 极 限 摩 阻 力 经 试 验 取 300~350 kpa, 全 风 化 岩 极 限 摩 阻 力 取 强 风 化 岩 的 一 半, 大 桥 至 今 已 安 全 运 行 10 a 4.2 韩 江 三 角 洲 及 近 岸 岛 屿 韩 江 三 角 洲 及 近 岸 岛 屿 即 统 称 潮 汕 平 原, 有 丘 陵 台 地 平 原 土 体 为 黏 性 土 砂 性 土 和 淤 泥 质 软 土, 总 厚 度 一 般 10~70 m, 最 厚 168 m 台 地 区 主 要 为 坚 硬 块 状 侵 入 岩 及 残 积 土 地 质 构 造 复 杂, 断 层 交 织 成 网, 现 代 地 壳 垂 直 形 变 速 率 为 - 2.5 ~ +1.5 mm/a 南 澳 岛 位 于 活 动 断 裂 带 上, 为 强 震 区, 历 史 上 多 次 发 生 破 坏 性 地 震, 最 大 为 1918 年 2 月 13 日 7.25 级 地 震 潮 汕 地 区 地 震 基 本 烈 度 为 VII~VIII 度, 是 广 东 地 震 烈 度 最 高 的 地 区 主 要 地 质 灾 害 危 险 性 类 似 珠 江 三 角 洲, 但 边 坡 稳 定 性 较 差, 周 边 丘 陵 区 暴 雨 时 常 发 生 滑 坡 和 泥 石 流 4.3 广 州 市 在 三 元 里 瘦 狗 岭 断 裂 以 南, 第 四 沉 积 物 主 要 是 海 冲 积 层, 基 岩 多 为 白 垩 ~ 第 三 红 层, 存 在 软 硬 相 间 地 基, 桩 基 础 常 常 要 打 超 前 钻 该 断 裂 以 北, 东 半 部 以 混 合 岩 花 岗 岩 及 其 残 积 土 为 主 ; 西 半 部 即 广 花 盆 地, 上 覆 河 流 冲 积 层, 下 伏 灰 岩 为 主 灰 岩 区 岩 溶 土 洞 多 较 发 育, 见 洞 率 15%~ 40% 海 冲 积 层 中 软 土 发 育 广 从 瘦 狗 岭 狮 子 洋 沙 湾 等 断 裂 虽 属 活 动 性 断 裂, 但 近 代 只 发 生 过 5 级 以 下 地 震, 属 全 新 世 基 岩 微 弱 活 动 断 裂, 危 险 性 有 限 [8] 市 区 珠 江 两 岸 和 南 沙 区 淤 泥 及 砂 层 厚 度 大, 在 南 沙, 淤 泥 及 夹 砂 淤 泥 层 厚 达 25~45 m 广 州 市 是 华 南 中 心 城 市, 高 层 建 筑 数 量 从 改 革 开 放 前 屈 指 可 数 的 几 座, 到 现 在 有 三 千 多 座 ; 基 坑 支 护 工 程 相 应 发 展, 深 基 坑 深 已 达 40 m 左 右 基 础 形 式 多 样 地 铁 从 1998 年 一 号 线 通 车 后, 正 在 加 速 建 设, 到 2010 年 将 有 8 条 线 路 总 长 度 260 km 投 入 运 行 白 云 新 机 场 高 等 级 公 路 铁 路 新 客 站 广 州 南 沙 新 港 以 及 珠 江 新 城 核 心 区 的 建 设 等 等, 将 大 大 的 促 进 岩 土 工 程 勘 察 设 计 和 施 工 技 术 的 发 展 4.4 深 圳 市 深 圳 市 毗 邻 香 港, 是 中 国 改 革 开 放 的 新 兴 大 城 市, 经 济 总 量 居 大 城 市 前 列, 进 出 口 贸 易 居 全 国 首 位 机 场 港 口 核 电 站 规 模 宏 大, 高 层 建 筑 林 立, 已 开 始 建 设 地 铁 深 圳 市 地 处 丘 陵 台 地, 沿 海 低 地 河 谷 平 原 狭 小 基 岩 主 要 是 花 岗 岩 碎 屑 岩 碳 酸 盐 岩, 残 积 土 发 育 深 圳 地 质 构 造 复 杂, 位 于 莲 花 山 活 动 断 裂 带 西 南 部, 地 震 烈 度 VII 度 20 世 纪 80 年 代 初 期, 罗 湖 区 大 规 模 高 层 建 筑 兴 建 之 时, 有 人 对 在 活 动 断 裂 带 上 建 那 么 多 高 层 建 筑 提 出 疑 问, 后 经 多 单 位 多 年 地 质 调 查 研 究, 对 断 裂 裂 隙 作 位 移 观 测, 对 地 面 升 降 运 动 作 精 密 水 准 测 量, 证 明 其 活 动 性 微 弱, 只 要 设 计 工 程 措 施 到 位, 建 筑 物 是 安 全 的 大 亚 湾 核 电 站 是 中 国 第 一 座 大 容 量 核 电 站, 选 址 论 证 时, 国 内 外 许 多 学 者 担 心 其 安 全 性 后 经 详 细 岩 土 工 程 勘 察 研 究, 有 人 提 出 安 全 岛 概 念, 解 决 选 址 争 论 在 核 岛 常 规 岛 的 基 础 施 工 中, 原 来 该 场 址 为 63 m 高 的 小 山, 经 剥 离 到 海 平 面 高 程 时, 发 现 角 岩 中 有 NE 向 白 云 岩 透 镜 体, 发 育 溶 洞 和 粗 大 裂 隙, 采 用 斜 钻 固 结 灌 浆 处 理 核 岛 常 规 岛 地 震 设 计 按 X 度, 核 电 站 其 他 建 筑 物 按 VII 度 现 核 电 站 已 安 全 运 行 十 多 年 深 圳 黄 田 机 场 跑 道 建 在 海 滩 边, 软 基 处 理 采 用 袋 装 砂 井 预 压 法, 并 获 得 成 功 深 圳 制 定 一 列 岩 土 工 程 规 程 规 范, 关 于 残 积
第 25 卷 增 2 林 本 海 等. 广 东 省 地 质 构 造 与 岩 土 工 程 基 本 特 征 3345 土 强 风 化 岩 的 承 载 力, 变 形 模 量 等, 被 国 内 许 多 规 范 手 册 所 引 用, 在 实 际 工 程 中 参 照 使 用 预 应 力 混 凝 土 管 桩 有 许 多 的 优 点, 广 东 应 用 最 多 深 圳 宝 安 地 区 的 预 应 力 管 桩, 在 桩 基 工 程 中 已 占 80% 以 上, 管 桩 已 用 于 39 层 的 高 层 建 筑 基 础 徐 至 均 和 李 智 宇 的 预 应 力 混 凝 土 管 桩 基 础 设 计 与 施 工 [9] 一 书, 是 以 广 东 实 践 为 主 的 理 性 提 升, 具 有 很 好 的 参 考 价 值 管 桩 常 用 桩 径 φ 300~600 mm, 近 年 来 桩 径 φ 700 mm 的 管 桩 和 900 t 的 压 桩 机 在 广 东 省 已 有 生 产 管 桩 属 挤 密 桩, 存 在 时 间 效 应, 成 桩 后 数 月 到 数 年, 桩 的 承 载 力 增 大 用 规 范 经 验 公 式 计 算 得 到 的 单 桩 承 载 力, 相 当 于 成 桩 后 初 始 状 态 至 一 个 月 试 桩 的 承 载 力 桩 的 最 终 极 限 承 载 力 会 比 初 期 增 长 20%~40% 在 工 程 实 践 中, 根 据 具 体 情 况, 适 当 考 虑 一 个 时 效 数, 有 重 要 的 工 程 经 济 意 义, 设 计 施 工 单 位 可 沿 此 意 向 积 累 经 验 4.5 珠 海 市 珠 海 市 属 珠 江 三 角 洲 西 南 部, 东 临 伶 仃 洋 口, 西 为 西 江 三 角 洲 前 缘, 软 土 层 深 厚 ; 拱 北 与 澳 门 交 界 地 带 第 四 厚 度 深 达 83 m 区 内 岩 石 主 要 为 花 岗 岩, 地 貌 上 呈 低 丘 陵 台 地, 残 积 土 厚, 球 状 风 化 显 见, 基 础 施 工 在 松 散 层 中 常 遇 孤 石 湾 仔 地 区 建 设 项 目 软 土 处 理 规 模 甚 大, 地 震 烈 度 VI~VII 度, 地 基 稳 定 性 较 好 珠 海 市 区 已 建 成 园 林 式 滨 海 城 市, 色 彩 鲜 艳 协 调 长 40 km 的 港 珠 澳 跨 海 大 桥 已 论 证 多 年, 岩 土 工 程 地 质 条 件 适 宜 建 筑 施 工, 即 将 开 工 4.6 东 莞 市 东 莞 市 以 原 来 一 个 县 的 建 制, 成 为 广 东 省 经 济 高 速 发 展 的 城 市 化 地 区, 实 际 人 口 千 万, 经 济 总 量 进 入 中 国 大 城 市 行 列, 进 出 口 总 量 位 居 全 国 大 城 市 前 列, 高 层 建 筑 高 等 级 公 路 港 口 村 镇 建 设 欣 欣 向 荣 东 莞 市 西 北 部 为 东 江 河 口 三 角 洲, 属 珠 江 三 角 洲 东 段, 软 土 和 下 伏 红 层 发 育 ; 其 余 大 面 积 为 低 丘 陵 台 地, 分 布 震 旦 纪 花 岗 片 麻 岩 三 迭 侏 罗 碎 屑 岩 和 燕 山 早 期 花 岗 岩 及 厚 度 较 大 的 残 积 土 地 震 烈 度 除 西 部 海 岸 VII 度 外, 其 余 为 VI 度 建 筑 物 地 基 基 础 有 : 天 然 地 基 桩 基, 尤 其 是 管 桩 地 基 处 理 等 居 多 广 东 省 岩 土 力 学 与 工 程 学 会 陆 培 炎 教 授 等 提 出 用 弹 塑 性 理 论 计 算 土 的 承 载 力 和 变 形 量, 引 入 危 险 度 λ 概 念 当 λ = 0 时, 天 然 地 基 的 承 载 力 相 当 于 国 标 省 标 中 土 的 承 载 力 设 计 值 ; 当 λ=1 时, 为 极 限 值 ; 一 般 土 如 取 λ = 0.2~0.4 时, 土 的 承 载 力 计 算 值 大 大 提 高 应 用 这 一 弹 塑 性 混 合 课 题 解 决 残 积 土 上 不 打 桩 建 20~30 层 的 高 层 建 筑, 经 沉 降 观 测 证 明, 其 可 靠 性 安 全 性 很 高, 取 得 显 著 的 社 会 经 济 效 益 值 得 有 条 件 的 地 区, 慎 重 而 大 胆 地 研 究 使 用 残 积 土 场 地 的 条 件, 尤 其 有 地 下 室 者, 土 的 承 载 力 提 高, 变 形 模 量 比 压 缩 模 量 大 几 倍, 均 匀 性 也 较 好 或 经 采 取 调 整 措 施 后, 满 足 设 计 要 求 4.7 雷 州 半 岛 及 湛 江 市 雷 州 半 岛 为 雷 琼 沉 降 带 的 中 北 段, 沉 积 土 层 砂 层 厚 度 逾 千 米, 是 广 东 孔 隙 水 最 丰 富 的 地 区 地 貌 形 态 主 要 是 第 四 纪 多 次 火 山 喷 溢 活 动 形 成 的 多 级 熔 岩 高 台 地 和 Q 1,Q 2 冲 洪 积 台 地, 沿 海 平 原 和 江 河 平 原 有 软 土 分 布 玄 武 岩 残 积 红 土 层 深 厚 天 然 地 基 土 承 载 力 较 高 主 要 城 镇 除 南 部 徐 闻 在 玄 武 岩 台 地 区 外, 湛 江 雷 州 遂 溪 多 在 沉 积 老 黏 土 区, 地 基 土 条 件 较 好 ; 高 层 建 筑 桥 梁 码 头 可 采 用 桩 基 大 开 挖 如 南 海 舰 队 船 坞 采 用 井 点 降 水 和 钢 板 桩 地 震 烈 度 VI~VII 度 有 地 裂 缝 发 育 琼 州 海 峡 宽 20 km, 最 大 水 深 114 m, 主 要 为 黏 性 土 对 预 计 长 50 km 的 海 底 隧 道 和 建 海 峡 大 桥 的 岩 土 工 程 地 质 条 件, 曾 作 可 行 性 勘 察 [10] 湛 江 海 湾 大 桥 2006 年 6 月 主 跨 合 龙 雷 州 半 岛 城 镇 供 水 农 业 用 水, 大 面 积 开 采 地 下 水 尤 其 湛 江 市, 每 天 开 采 几 十 万 吨 地 下 水, 降 落 漏 斗 面 积 已 达 一 千 多 平 方 公 里,1984 年 作 二 等 精 密 水 准 测 量, 最 大 地 面 沉 降 为 110 mm, 尚 未 引 起 海 水 入 侵 沉 降 不 大 的 主 要 原 因 是 : 由 于 分 层 开 采, 成 层 黏 土 厚 分 布 广, 浅 部 软 土 少, 城 市 荷 载 还 不 很 大 目 前 继 续 监 测 5 结 语 本 文 对 广 东 省 的 地 质 构 造 基 本 特 征 进 行 简 要 阐 述, 对 与 工 程 建 设 有 关 的 主 要 工 程 性 质 特 点 进 行 讨 论, 对 一 些 主 要 地 区 和 城 市 的 岩 土 工 程 性 质 进 行 分 析 本 文 作 者 长 期 从 事 于 地 质 构 造 岩 土 工 程 地 质 的 研 究 工 作, 在 长 期 的 社 会 实 践 中, 深 深 地 认 识 到
3346 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 2006 年 岩 土 工 程 似 乎 囿 于 工 程 场 地 或 小 区 域 范 围 的 研 究 和 应 用, 对 岩 土 工 程 性 质 工 程 措 施 工 程 处 理 也 局 限 于 工 程 场 地 或 小 区 域 范 围 的 研 究 和 应 用, 对 大 区 域 宏 观 的 地 质 构 造 往 往 认 识 和 把 握 不 够, 因 而 不 能 全 面 地 指 导 小 区 域 场 地 建 设, 从 而 容 易 以 点 代 面 以 偏 概 全, 不 能 给 工 程 建 设 带 来 更 大 的 经 济 和 社 会 效 益 对 于 一 个 具 体 的 工 程 场 地, 无 论 其 工 程 地 质 和 水 文 地 质 特 征 无 不 受 到 宏 观 地 层 与 构 造 的 控 制 如 果 能 够 根 据 区 域 地 质 构 造 条 件 处 理 具 体 岩 土 工 程, 审 视 历 史 经 验 教 训, 不 仅 可 产 生 巨 大 的 社 会 和 经 济 效 益, 还 可 在 学 术 上 上 升 一 个 层 次, 更 经 济 合 理 地 处 理 岩 土 工 程 问 题 如 2005 年 7 月 21 日 广 州 市 海 珠 城 广 场 基 坑 坍 塌 事 故, 就 是 对 该 区 段 地 质 构 造 条 件 及 地 下 水 活 动 规 律 缺 乏 认 识 造 成 该 场 地 在 地 面 以 下 6 m 就 出 露 红 层 的 粉 砂 岩, 但 由 于 区 域 构 造 控 制 场 地 岩 层 倾 向 坑 内, 同 时 地 下 水 沿 层 面 或 裂 隙 节 理 渗 透 导 致 岩 层 中 软 弱 风 化 夹 层 的 产 生 形 成 滑 移 面, 终 于 酿 成 重 大 的 工 程 事 故, 教 训 是 深 刻 的 本 文 的 主 要 观 点 之 一 就 是 要 使 从 事 岩 土 工 程 的 工 程 技 术 人 员, 注 重 微 观 与 宏 观 相 结 合, 把 区 域 地 质 构 造 岩 土 工 程 地 质 水 文 工 程 地 质 的 理 论 运 用 到 场 地 和 小 范 围 的 工 程 建 设 中, 使 工 程 建 设 提 高 到 一 个 新 的 水 平 参 考 文 献 (References): [1] 陈 国 达. 地 洼 学 说 讲 义 [M]. 北 京 :[s. n. ],1985.(Chen Guoda. Teaching Materials of Diwa Theory[M]. Beijing:[s. n. ],1985.(in Chinese)) [2] 广 东 省 地 质 勘 查 局. 广 东 省 1 500 000 地 质 图 说 明 书 [R]. 广 州 : 广 东 省 地 质 勘 查 局,1977.(Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation. Specification sheets of the ratio 1 500 000 geologic map of Guandong Province[R]. Guangzhou:Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation,1977.(in Chinese)) [3] 广 东 省 地 质 勘 查 局. 广 东 省 区 域 地 质 志 [R]. 广 州 : 广 东 省 地 质 勘 查 局,1988.(Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation. Local chronicles of the regional geology in Guangdong Province[R]. Guangzhou:Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation, 1988.(in Chinese)) [4] 林 本 海, 麦 劲 儒, 李 业 茂. 嵌 岩 灌 注 桩 设 计 和 勘 察 中 若 干 问 题 的 探 讨 [J]. 建 筑 结 构,1998,(11):15 17.(Lin Benhai,Mai Jingru,Li Yemao. Research on design and investigation of cast-in place piles embedded rock[j]. Journal of Building Structures,1998,(11):15 17.(in Chinese)) [5] 广 东 省 行 业 标 准 编 写 组. 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 (DBJ15 31 2003)[S]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社,2003.(The Professional Standards Compilation Group of Guangdong Province. Code for Design of Building Foundation(DBJ15 31 2003)[S]. Beijing:China Architecture and Building Press,2003.(in Chinese)) [6] 广 东 省 地 质 勘 查 局. 广 东 省 广 州 幅 江 门 幅 1 200 000 区 域 水 文 地 质 普 查 报 告 [R]. 广 州 : 广 东 省 地 质 勘 查 局,1981.(Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation. General survey report of the ratio 1 200 000 regional hydrological geology of Guangzhou and Jiangmen units of Guangdong Province[R]. Guangzhou : Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation,1981.(in Chinese)) [7] 陈 冠 雄, 黄 国 宣, 洪 宝 宁, 等. 广 东 省 高 速 公 路 软 基 处 理 实 用 技 术 [M]. 北 京 : 人 民 交 通 出 版 社,2005.(Chen Guanxiong,Huang Guoxuan, Hong Baoning,et al. Practical Technology of Highway Subgrade Treatment in Guangdong Province[M]. Beijing:China Communications Press,2005.(in Chinese)) [8] 广 东 省 地 质 科 学 研 究 所. 1 50 000 广 州 幅 地 质 图 基 岩 地 质 图 说 明 书 [R]. 广 州 : 广 东 省 地 质 科 学 研 究 所,1989.(Institute of Geological Sciences of Guangdong Province. Specification sheets of the ratio 1 50 000 geologic map and bedrock geologic map of Guangzhou Unit[R]. Guangzhou:Institute of Geological Sciences of Guangdong Province,1989.(in Chinese)) [9] 徐 至 均, 李 智 宇. 预 应 力 混 凝 土 管 桩 基 础 设 计 与 施 工 [M]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社,2005.(Xu Zhijun,Li Zhiyu. Design and Construction of Prestressed Concrete Pipe Pile Foundation[M]. Beijing:China Machine Press,2005.(in Chinese)) [10] 广 东 省 地 质 勘 查 局 水 文 工 程 地 质 一 大 队. 琼 州 海 峡 过 海 隧 道 工 程 地 质 调 查 报 告 [R]. 湛 江 : 广 东 省 地 质 勘 查 局 水 文 工 程 地 质 一 大 队, 1986.(The First Party of Hydrogeology and Engineering Geology, Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation. Report of engineering geology investigation of the cross-sea tunnel engineering in Qiongzhou Channel[R]. Zhanjiang:the First Party of Hydrogeology and Engineering Geology,Guangdong Bureau of Geology and Mineral Investigation,1986.(in Chinese))