余革淼，李德洲，屈尚侠

（广州市地质调查院，广东·广州 510440）

广州市软土地面沉降特征分析

余革淼，李德洲，屈尚侠

（广州市地质调查院，广东·广州 510440）

随着广州新型城市化建设步伐的进一步加快，特别是广泛分布有较厚软土的南沙区，未来的开发建设和发展过程将面临着软土地面沉降的问题。本文总结了广州市软土分布范围及特性，分析了广州市地面沉降特征，并统计了南沙区15个地面沉降监测点五年来的初步监测结果，展望了未来广州市软土地面沉降调查和长期监测成效的预期。

地面沉降；软土；分布特征；变形监测

广州市地处珠江三角洲北缘，总面积7434km2。地势东北高、西南低，背山面海。在广州南部冲积平原和沿海海积平原和滩涂上，及沿河道两旁的湖泊沼泽低洼地带，大面积分布软土。

软土地面沉降是广州市主要的地质灾害种类之一，不仅造成建筑物结构开裂、倾斜、以及道路的扭曲变形、市政管道的变形开裂等，也对软土建设区域的居民安全构成威胁。据统计，已造成危害的地面沉降区总面积超过60km2，直接经济损失超过5亿元。

1 广州软土分布范围

广州市软土分布总面积约1965km2。按地理位置，软土主要分布于广州南部冲积平原区，即珠江两岸-番禺-南沙一带，另外，广花盆地、增城南增江平原的局部地段也有分布（图1）。

珠江两岸～番禺～南沙一带分布软土厚度在平面上表现出越靠近海岸厚度越大的规律。厚度小于10m的软土一般分布在广州市区珠江两岸、增江、番禺大部分地区（市桥、大石、钟村、南村等）以及南沙区灵山、乌洲、大小虎、黄山鲁等山地丘陵的周边；总厚度达10～20m的软土分布在广州经济技术开发区（黄埔）-化龙镇东-莲花山一带、东涌-鱼窝头一带；20～40m的软土分布在南沙区的横沥、万顷沙、新垦、三民岛、南沙港区（包括物流基地、钢铁基地、石化基地）；厚度大于40m的软土分布于万顷沙十七涌以南的局部地区，最厚处可达55m。

图1 广州市软土分布Fig.1 Distribution of soft soil in Guangzhou city

广花盆地软土层多见于流溪河、巴江河两岸。呈现北部薄、南部厚的特点。巴江河上游赤坭镇仅局部发育软土，成分为淤泥、淤泥质粉土、淤泥质黏土，其厚度较薄，一般仅1～3m；中游炭步镇软土厚度一般0～20m，平均厚度5m，广泛发育淤泥、淤泥质土；下游白云区金沙洲较广泛发育有淤泥、淤泥质土，软土厚度0～16.3m，平均厚度5m。

增城南部沿增江两岸局部发育淤泥、淤泥质砂、淤泥质黏土，软土发育不连续，厚度0～12.4m，平均厚度2～3m，三江镇软土厚度稍大于荔城、新塘等地。

2 广州软土的主要特性

广州地区软土具有含水量大、土体接近完全饱和、天然孔隙比大、垂向渗透性低、承载力低、黏聚力小而抗剪性能弱、灵敏度高而结构性强等物理力学性质。总结其基本物理力学特性如下：

（1）含水量高，孔隙比大。含水量一般在34%～82%之间，呈流塑－软塑状。天然孔隙比在1.0～2.5之间，且孔隙比随着深度的增大而增大。饱和度一般大于95%，液限一般为28～66，塑性指数为7.7～25。

（2）压缩性高。压缩系数为0.5～2.5MPa－1，属高压缩性土，且压缩系数随着深度的增加而增大。

（3）抗剪强度低。其快剪黏聚力在10kPa左右，快剪内摩擦角在2～10之间。

（4）透水性差。大部分软土的渗透系数一般为3×10-6cm/s，透水性差。

（5）触变性强。触变性是软土显著结构性的表现，一旦受到扰动，其絮状结构遭到破坏，土的强度明显下降，甚至变成流动状态，静置后强度又增长。由于软土一般为絮状结构，其中以滨海沉积的片架结构黏土为代表，因而受到扰动后其强度会显著降低，甚至呈流动状态。

（6）流变性显著。软土长期抗剪强度只有一般抗剪强度的0.4～0.8倍，承载力低，地基承载力一般为20～80kPa，未进行地基加固处理很难满足工程需要。

（7）固结性差。软土的固结系数一般为(1～1.55)×10-3cm2/s，完成固结沉降过程所需的时间很长。

3 软土地面沉降型式

软土地面沉降是由于欠固结软土（淤泥、淤泥质土）在自重或者附加荷载作用下排水固结而造成的，因此其空间分布与软土的分布范围吻合。软土地面沉降灾害主要分布于南沙区及番禺区南部，另白云区、荔湾区、天河区及萝岗区也有少数地面沉降灾害发生。

广州已发生的软土地面沉降灾害主要有：龙穴岛物流基地片区，环岛西路滨海花园片区，进港大道，南伟码头片区，南北台居民区，南沙开发区指挥部片区，万顷沙二涌-十四涌片区，小虎岛石化基地，沙仔岛，黄阁汽车产业基地黄阁中路，鱼窝头村，东涌村，珠江电厂，黄阁东湾村。灾害给当地居民的财产安全带来了巨大威胁。

根据发生沉降对象不同，软土地面沉降分为建筑区软基沉降和公路软基沉降两大类。

3.1 建筑区软基沉降

工程建筑与软土地面整体不均匀沉降而导致建筑物发生倾斜、开裂破坏。软土的高压缩性，发生不均匀沉降时，建筑物的基础受集中应力出现裂缝，最终使建筑物遭到破坏产生开裂，失去其使用功能。若建筑物有足够刚度，其抗拉、抗剪强度足以抵抗地基不均匀沉降而产生拉剪应力时，则会发生倾斜。工程建筑与软土地基整体不均匀沉降在南沙街办环岛西路住宅区多见，如滨海花园、滨海水晶湾、滨海半岛、南北台居民区（港前大道）、鱼窝头村、东涌村等都存在工程与软土地基整体沉降的现象。

图2 软土地面沉降灾害现象Fig.2 The damages of soft soil land subsidence

建筑结构稳定，但邻近地面整体沉降。发生此种沉降类型的建筑特点是，建筑物一般建成年代较新，以基岩或风化基岩为桩基持力层，地基承载力较高，因此建筑物整体结构稳定，而邻近的地面因承受静、动荷载而产生地面整体固结沉降，导致建筑物主体高于地面甚至架空。南沙区很多近期开发的重要建筑工程地面沉降都属于此类型。如南沙港区物流基地（口岸大厦-龙穴变电站-南沙港派出所），南沙港钢铁基地，南沙开发区建设指挥部，东湾村市场，珠江管理区珠江嘉园住宅小区等。南沙港西侧的口岸大厦楼高20层，主体结构采用桩基础，以基岩为桩端持力层，因而口岸大厦整体结构稳定。但港区地面附属设施则发生了大规模的软基沉降，造成混凝土地面开裂、地下管线破坏、围墙开裂等现象（图2）。

3.2 公路软基沉降

市政公路：该类沉降主要分布在南沙区。软土分布区公路路面普遍波状起伏、路基侧向位移、路桥接触处不均匀沉降、路面开裂等。为了提高路堤的稳定性，减少工后沉降，市政道路建设之前一般都采用了种种措施加快软基的排水固结，如采用袋装沙井、塑料排水板、堆载预压、真空预压、真空堆载联合预压、排水固结等等。尽管如此，公路路堤在使用期间在自重荷载和车辆荷载作用下，也会在很长时间内继续沉降。软土地基的变形除了表现为固结沉降特征外，尚有明显的流变特性。变形过程中土体的黏滞性与固结同时发生，两者的耦合效应决定了软土路基的长期变形。

南沙软土区市政道路建成通车后都有不同程度的软基沉降，软基沉降明显的市政道路路段包括：进港大道，港前大道北，环岛西路，海港大道，灵新公路，黄阁中路，黄阁大道，小虎大道，市南路等。

高速公路：广州市高速公路网发达，在高速公路的建设过程中，尽管采取了各种有效措施减少路堤工后不均匀沉降，但依然难以完全避免高速公路的工后软基沉降。发生沉降的高速公路有京珠高速、广深高速、广州环城高速（东、南、西环）、南沙港快速路等。京珠高速工期内路堤沉降量为2.5～3.1m，通车一年半后，50%的软基段工后沉降量≤3cm，30%的软基段工后沉降量为3～20cm，20%工后沉降量为20～25cm，超过了规范允许的15年累计沉降量。南沙港快速路的软基沉降情况也较为严重，工后沉降量一般20～35cm，最大达50cm。

随着城市化进程不断加快，城市人口迅速增加，城市建设由平面开发转向立体开发，城市地质环境所受到的影响和压力与日俱增，软土地面沉降灾害现象越来越多地呈现在人们面前。

4 地面沉降监测初步成果

鉴于广州市地面沉降对城市发展的影响越来越明显，特别是广泛分布软土的的南沙区，未来的开发建设将直接面临着软土地面沉降的问题。广州市自2011年开始逐步开展了地面沉降监测工作，目前已陆续在南沙区的南沙街、横沥、东涌、黄阁以及白云区的金沙洲、龙归等重点监测地段布设了74个地面沉降长期监测点。其中，南沙区滨海花园地面沉降监测时间最长，各监测点本身每年的沉降速率基本均匀，但平面上各点的沉降量却差别很大。2011～2016年共五年的累计沉降量20.30～700.89mm，一般为120～350mm。表1为五年来的累计沉降量统计，图3为五年来累计沉降量的变化曲线。

表1 累计沉降量统计Table 1 Cumulative settlement statistics

（续表1）

图3 广州市南沙15处监测点累计沉降量（2011～2016年）Fig.3 Cumulative settlement of 15 monitoring points in Guangzhou,Nansha District(2011～2016 years)

5 结论及展望

通过五年来的初步监测，广州市地面沉降监测点之间的沉降情况差别很大，局部沉降速率较快。平面上这种沉降的不均匀性，将影响软土分布区的各项开发建设，特别是作为国家级新区的南沙区，是一个摆在面前的突出地质环境问题。为此，广州市于2017年全面启动了广州市重点规划建设区域地质调查监测专项工作，以软土地质环境调查、监测为主，兼顾基础地质、工程地质、水文地质、基岩出露区地质环境、主干断裂展布形迹、土壤地球化学特征、城市建设工程适宜性评价等综合地质环境调查监测。

在完成全面的地质环境综合调查和埋设各类监测点之后，可系统地建立起广州市地质数据库和信息管理服务平台，完善全市的地面沉降监测、地下水监测等综合地质环境监测体系，为广州市的总体规划布局、建设、管理、防灾减灾及可持续发展战略等提供地质技术数据。

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Analysis of the land subsidence characteristics of soft soil in Guangzhou

YU Ge-Miao, LI De-Zhou, QU Shang-Xia
（Guangzhou Geological Survey Institute, Guangdong Guangzhou 510440, China）

With the urban development of Guangzhou, the pace of construction has been further accelerated, particularly in Nansha District, which has a wide distribution of soft soil. Construction and future development will be faced with the problem of soft soil land subsidence. In this paper, the distribution range and characteristics of soft soil in Guangzhou city are summarized, and the characteristics of land subsidence in Guangzhou city are analyzed. Monitoring results from 15 land subsidence monitoring sites in Nansha District over the past five years were also examined. The future investigation of soft ground subsidence and the expectation of long-term monitoring results are considered.

soft soil; land subsidence; features; expect

P642.26

：A

：2095-1329(2017)02-0022-04

10.3969/j.issn.2095-1329.2017.02.006

2017-03-30

修回日期: 2017-05-15

余革淼(1967-),男,学士,高级工程师,主要从事地质环境调查研究.

电子邮箱: gm01@sina.com

联系电话: 13539493977

中国地质调查局地调项目