济南标准地层划分及其在市政工程中的应用

刘立群，何巧灵，马玉飞

(1.山东博物馆，山东 济南 250014； 2.济南市勘察测绘研究院，山东 济南 250101)

1 引 言

目前随着我国城市快速发展，每年新增的大量的市政、轨道交通、工民建等基础设施项目，建设规模越来越大，建设区域越来越广，部分建设项目(特别是轨道交通、市政快速路等线路工程)往往涉及不同的地貌类型或地质单元，其岩土工程勘察工作一般由不同的勘察单位完成。如按照传统工作模式，不同勘察单位的地层划分标准存在差异性，所提交的勘察资料在地层划分、参数选用、工程建议等方面不可避免存在一定的差异，这对于整个建设项目的设计、建设、管理等造成诸多不便，甚至带来负面影响。因此建立地区性统一的地层划分标准是十分必要的[1，2]。

2 区域地质概况

2.1 地形地貌

济南市位于鲁中山区北侧，南依泰山，北临黄河，地形南高北低。南部为绵延起伏的山区，山势陡峻，深沟峡谷，绝对标高 200 m～600 m；中部为山前倾斜平原，绝对标高一般 40 m～90 m；北部为冲积平原。

济南地区整体地势为南高北低，地貌单元主要包括平原地貌与山地地貌两类，其中平原地貌主要是北部的黄河冲积或冲洪积平原，山地地貌主要分布在济南南部山区，包括低山、丘陵、残丘等，岩溶现象较为发育。

济南地貌分区表 表1

2.2 区域地质构造

济南地区在地质构造上处在鲁西隆起的西北侧，其北侧为济阳拗陷，整体上属于单斜构造，缓倾向北，褶皱构造发育情况一般，市区内地层年代呈现出“南部老北部新”的规律。济南在区域上属于华北-柴达木地层大区中的华北地层区，由东西走向的齐河-广饶断裂划分为两个分区，其南北两侧分别为鲁西地层分区、华北平原地层分区，其中在该断裂带南侧又发育有多个北东或北西走向的断裂带，根据相关地震资料，以上断裂对本地区建设场地稳定性基本无影响。

3 标准地层划分

3.1 标准地层划分标准

济南市标准地层划分标准主要根据济南市多年来的勘察成果资料进行汇总分析，按照地质年代由新到老的编码顺序划分主层，地质年代越老，地层编码序号越大，对于某一主层内所夹的互层、薄层或者夹层，考虑到其岩性、结构、成分及物理力学性质的差异性，将其单独定为亚层，且在其编号前冠以主层编号[3～5]。

3.2 济南市区标准地层

按照以上原则与标准，针对济南市区工程建设项目，建立了济南市区标准地层划分标准，其时代成因、地层层序、地层岩性及其工程地质特征(部分)如表2所示。

济南市区标准地层层序表(部分) 表2

4 标准地层应用

本文以济南市某城市快速路项目可行性研究勘察为例进行应用分析。该城市快速路规划全长约 25.8 km，全线包括高架快速路、地面辅路、互通立交、地面桥梁等，工程竣工后将成为济南市东部片区贯通南北的主要通道，将极大缓解济南东部的交通压力。

拟建线路跨越不同地貌单元，下伏基岩变化较大，南段场地为山前冲洪积平原，表层土为第四纪全新世人工填土及冲洪积成因的黏性土、碎石土，下部基岩为奥陶系石灰岩、泥灰岩，场地中段偏南局部范围内有燕山期闪长岩分布，且闪长岩强风化及中风化层面起伏较大，奥陶系石灰岩岩溶裂隙发育程度不均且无明显规律；北段场地为黄河冲积平原地貌，表层土为第四纪全新世人工填土及河流冲积形成的黏性土、粉土，下部基岩为二叠系泥岩，局部范围分布有不同风化程度的闪长岩。

沿线地层岩性与地下水埋藏条件变化较大，根据调查周边区域水文地质资料，拟建场地南段以岩溶裂隙水为主，由于其埋深较大，钻探过程中未揭示稳定的地下水位，但需要注意的是，雨季在填土层底部、碎石层内或者基岩表面可能存在一定量的上层滞水，可能对施工造成一定的影响，因此施工时遇有上层滞水时应及时排出；拟建场地北段主要为第四系孔隙潜水，相对而言，水位较浅，水量较大，主要赋存在第四系覆盖层中，施工过程中一般需要采取必要的降水措施。

勘察过程中通过工程地质调绘、钻探、物探等方式，基本查明了沿线的岩土层分布情况，对其工程地质条件作出评价，资料整理过程中按照济南市标准地层层序对沿线地层进行划分，典型工程地质剖面图如图1所示。

图1 典型工程地质剖面

根据全线地层分布综合分析，拟建线路沿线根据地层分布情况的不同可采取不同的基础形式。对于线路北段基岩埋深较深，建议采用摩擦桩基础，以下部低压缩性、分布较为连续稳定的地层作为持力层，对于线路中段可采用端承桩或摩擦端承桩基础，以中风化灰岩或者闪长岩作为持力层；对于线路南段基岩埋深浅，通过经济技术比选建议采用天然地基，以中风化石灰岩为基础持力层。

该工程通过采用标准地层对全线地层进行统一划分，在后期相关设计施工过程中更有利于参建单位之间的技术沟通，同时便于与其他采用标准地层的工程进行工程类比或经济技术比选，同时也为后期在该项目建立BIM数据模型、实现信息化建设等工作提供了便利条件。

5 结 语

(1)勘察设计信息化将是未来的行业发展方向之一，然而不同勘察设计单位往往有着不同的地层划分标准及工程经验，这种差异将给技术交流、协同合作、智慧城市建设等方面带来不同程度的障碍。

(2)实践表明，建立地区性的具有统一标准的地层层序，将有效避免上述差异性，为相关勘察设计行业内的协同合作提供前提与基础，更好地服务于工程规划、建设及后期运维阶段，助力实现勘察设计行业的信息化、打造数字城市、智慧城市。

(3)标准地层应限定有区域性，以本地区以往的大量工程实践资料为基础，经综合分析研讨，制定出针对本地区的统一标准，这样更能充分发挥其指导意义。