低山區工程地質評價
Ⅰ 斷層的野外識別標志是什麼如何進行斷層的工程地質評價
野外識別斷層需要豐富的野外經驗,不是一兩句話能說清楚的.如果你想應付考試回,就按書上的回答答吧.也只有國內考試會出這樣的題目.不過,我還是給你說說野外斷層存在的可能標志(注意是可能標志,許多證據要相互佐證,綜合分析),
1、存在斷層三角面
2、地貌有突然變化:如前面仁兄說的陡峭的崖壁,還有順山脊走向地形突變、沿線狀界線兩側地貌明顯不同,存在平直的山谷、一線天,河流生硬地拐彎等等
3、岩層沿走向不連續、錯位,或岩體界線不連續、錯位
4、存在線狀、帶狀分布的破碎帶
5、泉水線狀分布
6、地層厚度突然變化
7、能看到諸如糜棱岩、構造角礫岩、擦痕等特徵性標志
Ⅱ 什麼是區域工程地質條件適宜性評價
一是補充評價復法。例制如,某地已全面開展了土壤等級的評價,如果要進行宜耕、宜林地的評價,只需在土壤等級的基礎上,增加對地形坡度、水源條件、交通條件等限制因子的評定,就可以綜合確定宜耕、宜林的適宜等級。
二是調查匯總法。就是規劃人員深入到基層。通過實地調查訪問。了解土地適宜性,然後逐級匯總。以宜耕荒地評價為例,調查人員深入到鄉或村裡,請當地有經驗的農民和熟悉情況的農業技術推廣站、土肥站的業務人員,在土地利用現狀圖上指明哪些荒地宜農,哪些是一等宜農荒地,哪些是二等宜農荒地,然後將宜農荒地的數量、質量及圖件匯總。
在有些地區,還可以採用更簡便的方法,即統一規定評價的重要技術指標,例如規定地形坡度、土層厚度、水源條件等主要評價指標及其評價等級,統一印製表格,由各鄉各村組織填寫,進行匯總即可。
Ⅲ 常見的工程地質問題和對工程危害程度的評述
一、常見的工程地質問題
深圳地區常見的工程地質問題有軟土地基不均勻沉降,岩溶地面塌陷,砂頁岩互層軟弱地層的崩塌、滑坡和對工程樁的影響,中生代晚期花崗岩中北西向斷裂對工程樁的影響,北東向斷裂對工程的影響。
二、對工程危害程度的評述
(一)軟土地基不均勻沉降對工程的影響
深圳灣沿岸、珠江口東岸的沙井-媽灣、鹽田港區、壩光西岸等地廣泛分布著淺海相或海-陸交互相淤泥、淤泥質黏性土、泥炭、泥炭質土等,一般厚度為5~10m,部分為10~16m,最厚達22 m,加上填海造地時填土為5~10m,總厚度為15~25m。軟土的特點是含水量高,壓縮性高、強度低、透水性差,具有流變性和不均勻性,其工程特性遠不能滿足建築物的變形和承載力及地面使用要求,必須進行加固處理。深圳地區近十多年來進行了皇崗口岸、福田保稅區、深港西部通道口岸、後海填海區、濱海大道及其北部填海區、前海灣填海區、銅鼓航道填海區、深圳國際機場、鹽田港填海區、壩光化工基地等大面積的填海造地,已經或將要填海總面積60km2以上,必須對厚5~22m的淤泥或淤泥質土進行加固處理,否則將會出現地基沉降或不均勻沉降,總變形量達軟土總厚度的20%~30%。目前填海造陸普遍採用的方法是先拋石擠淤或爆破擠淤形成海堤或隔堤,然後抽排海水,晾曬淤泥、鋪砂墊層、插塑料排水板,堆載預壓或強夯加固等方法處理。
工程實例一福田保稅區的賽意法(超大)廠區軟土地基不均勻沉降對工程的影響
該廠位於福田保稅區西部,地貌單元為海積平原,軟土厚度10~15m。在進行保稅區大面積軟基處理時,未對該廠區的軟基進行插塑料排水板,堆載預壓或強夯加固處理,直接進行樁基礎和上部建築物施工,建築物竣工後出現室內外地面不均勻沉降,造成室內隔牆嚴重變形開裂、設備傾斜下陷、室外道路嚴重下沉,管線變形斷裂,無法按期交付使用。經國內外岩土專家論證分析,認為是因樁間軟土未進行加固處理引起地面不均勻沉降。
工程實例二益田中學軟土地基不均勻沉降對工程的影響
益田中學位於益田村東側,地貌單元為海積平原、軟土厚度5~10m。設計建築地面採用攪拌樁處理,設計樁長均為14m,上部建築基礎採用樁基礎,以殘積土中下部或強風化岩為持力層。建築物竣工後,在使用的初期,禮堂、部分教室及連廊地面出現不均勻下沉、傾斜、開裂,無法按期提供使用。經檢測,部分攪拌樁未穿過淤泥層,樁底殘留淤泥1~3m,因淤泥的沉降變形引發部分地面下沉。
(二)岩溶及岩溶地面塌陷對工程的影響
深圳市龍崗區的橫崗、龍崗、坪地、坪山、坑梓、葵涌等地面覆蓋層下,廣泛分布有石炭系下統石磴子組灰岩、白雲質灰岩、大理岩,多為厚層狀、質純。分布面積100km2以上。可分為覆蓋型和埋藏型兩種,覆蓋型岩溶分布於橫崗-龍崗-坪地河谷平原,碧嶺-坪山-坑梓河谷平原和葵涌盆地中,覆蓋層厚度一般10~25m,部分5~10m,覆蓋層上部為第四系沖洪積粉質黏土,厚度8~20m,下部為含卵石礫砂,厚度1.0~5.0m。埋藏型岩溶分布於上述河谷平原的兩側及葵涌盆地周邊,埋藏於石炭系下統測水組砂頁岩的下部,多呈假整合接觸,即石磴子組海相灰岩形成後,地殼上升,灰岩露出地表,接受風化剝蝕,地表水的沖刷溶蝕,形成溶溝、溶槽、石芽、石筍和石柱等岩溶地貌,並在溝槽中堆積了坡積物。地殼又緩慢下降形成淺海,接受淺海相砂泥質沉積,形成測水組砂岩、頁岩、炭質頁岩、泥岩等互層。埋藏深度一般大於30 m。據大量工程場地岩土工程勘察資料,鑽孔見溶洞率為40%~80%,溶洞高度一般為0.5~3.0m,個別大於20m,可分為3~5層,上部溶洞大多為開口型,多被沖洪積或坡洪積含碎石粉質黏土全充填,分析可能屬溶溝或溶槽堆積。下部溶洞較小,多為閉合型,半充填,深部溶洞為無充填。沿斷裂帶溶洞更為發育,溶洞和溶蝕裂隙中含豐富的岩溶裂隙水,且一般連通性好,與地表水聯系密切。據志聯佳、龍躍大夏場地群孔抽水試驗,水位降深1.58~11.90m時,單井涌水量173.15~4968.00m3/d,滲透系數28.3~83.1m/d。
強岩溶發育區因地下岩溶和土層內土洞的不斷發育和抽取地下水,引發地面塌陷。從1990年起該區發生多起地面塌陷災害。例如:1990年冬在坑梓鎮深汕公路兩側約10km范圍陸續發生10餘處大小不一的突發性地面塌坑;人民大道塌陷約10m2,深5m,造成一輛正在行駛的汽車掉入坑內;田心村在建的四層民居的中心柱下突然塌陷,陷坑面積30 m 2,深度4 m。1992年3月4日晚,龍崗鎮巫屋村商業一條街剛封頂不到一個月的一棟三層樓的一角牆基突然塌陷,陷坑直徑3 m,1994年6月龍崗鎮盛平村一棟施工到三層的宿舍樓,突然倒塌,造成數十人傷亡。
上述強岩溶發育區為建設用地適宜性差區,被判定為不適宜建高層、超高層建築區,如要興建高層建築則地基處理難度大,處理費用相當高。
工程實例一 龍崗中心城志聯佳大廈岩溶塌陷對工程的影響
志聯佳大廈原設計地上27層,地下2層,採用挖孔樁基礎,先挖兩層地下室基坑,再進行挖孔樁施工,基坑挖至沖洪積含卵石礫砂層時涌水量並不大,可用明溝及集水井和常用水泵排除。當各挖孔樁至灰岩頂板時則涌水,水頭高約4m,一般涌水量5~20m3/h,最大50m3/h,整個基坑總涌水量大於3000 m 3/d,基坑很快被水淹,深約4 m。後採用封閉式降水井方案,在基坑周邊布置18口大口徑降水井,19個觀測井,先進行試驗性抽水試驗,最大水位降深7.5m,觀測井水位降低1.58~4.96m,平均3.72m,涌水量4968.0m3/d,降落漏斗半徑約40m。然後選5口降水井,採用大排量水泵同時抽水,21個觀測井,水位降低5.9~11.9m,平均8.28m,觀測井水位降低1.71~7.58m,平均5.95m,總涌水量10841m3/d,平均單井涌水量2168.26m3/d,降落漏斗半徑50m。數天後,基坑底及降水井周圍出現5處地面塌陷,塌陷面積0.84~14.8m2,體積0.72~36.0m3。為了將地下水位降下去,滿足挖孔樁施工要求,持續降水近一個月,每天排水量保持在11000m 3/d左右,後來引發場地南部800m處的西瓜鋪村中道路突然塌陷,直徑約15m,深度大於3m,四周30~40m范圍內的房屋出現不同程度裂縫和傾斜。在村民集體向龍崗區政府強烈要求下,區建設局下令志聯佳大廈停止降水。就此宣告志聯佳大廈人工挖孔樁失敗,直接經濟損失400多萬元人民幣,間接經濟損失難於估量,延誤工期1年多。此後龍崗區政府一直未批准過在龍崗中心區(強岩溶發育區)超過20層的建築物。
工程實例二 深圳市東部供水地下干線橫崗西坑段地面塌陷對工程的影響
深圳市東部供水網格干線工程用於統籌解決深圳市的缺水問題,是深圳市城市供水系統的重要組成部分。取水點設在東江的惠州市東部水口鎮,經惠陽縣的馬安、永湖、秋長、至龍崗區坑梓,引入松子坑水庫。干線起點在松子坑水庫11號壩下部,終點為南山區的西麗水庫和寶安區的鐵崗水庫。輸水建築以隧洞為主,全線採用重力流輸水方式。一號隧洞從碧嶺谷地南緣湯坑村附近進洞,在深圳水庫沙灣大望橋北側出洞,全長17958m。隧洞斷面凈寬4.2m,凈高5.3m。隧洞穿越橫崗鎮西坑村北側,該段地面標高82.0m,設計隧洞底板標高40.2m,埋深42.0m。隧洞頂部地層自上而下為第四系全新統沖洪積砂卵石層,厚度1.3~11.2m;上更新統沖洪積含礫粉質黏土,厚度2.9~23.8m;石炭系下統測水組絹雲母片岩、泥質粉砂岩風化殘積土;石炭系下統石磴子組大理岩化灰岩或大理岩,西坑段隧洞位於灰岩部位。一號隧洞由東向西掘進至西坑村東北部F38斷裂破碎帶時(2000年5月3日)洞內突然涌水,涌水量約200 m 3/h。因大量地下水被排出地表,引起西坑老屋村水井水位大幅下降或乾枯,大面積地面下沉開裂,民居牆壁傾斜開裂,一處民居突然倒塌,地面塌陷、陷坑直徑大於4m,深度不詳,總變形面積約7.3×104m2,地面普遍下沉2~5cm。塌陷出現在晚上,「轟」的一聲巨響,振動新老屋村幾平方公里范圍,當地居民以為是發生地震。村、鎮領導立即將老屋村村民緊急疏散,撤離到高處空曠地帶,涌水事件震動了省、市政府各部門及大、小報媒體。市領導責令市水務局邀請在深圳的地質專家,研討涌水原因和處理方法。並請深圳市勘察研究院對西坑盆地隧道段和老屋村受影響范圍進行詳勘,布置鑽孔46個,群孔抽水試驗2組,隧道段鑽孔結合跨孔CT進行探測。請深圳市地質建設工程公司進行地表地質測繪和地面物探。總勘察費用80多萬元人民幣,隧洞停止施工長達半年以上,後採用徑向全斷面小導管超前注漿加固的堵水方法,逐段掘進,獲得成功。直接經濟損失近千萬元人民幣,延誤工期近一年。
(三)軟弱地層的崩塌、滑坡對工程的影響
深圳市龍崗區的橫崗、平湖、龍崗、坪地、坪山、坑梓及葵涌鎮等廣泛分布的石炭系下統測水組泥質粉砂岩、石英砂岩、泥岩、頁岩、炭質頁岩互層。地貌單元一般為低丘陵或殘丘谷地。當道路建設和開發建設用地的削坡坡度大於30°時則極容易出現崩塌或滑坡,多為順層(順層面或裂隙面)崩塌或滑坡,支護治理很困難,工程費用高,且難於根治,在台風暴雨季節極易復發。
工程實例 深圳市龍崗區坑梓街道北通道市政工程的主道和匝道路塹邊坡,分東西兩側邊坡,坡長180m,坡高12~42m,分3~5級,每級高約8m,坡角45°~60°。除坡頂有薄層坡殘積土層外,均為強-中風化泥質粉砂岩、泥岩、頁岩、炭質頁岩互層。在道路建設中已採用漿砌石格構梁+植草進行支護。在交付使用前又出現多處崩塌及滑坡(圖2-2-17至圖2-2-20)。崩塌及滑坡長15~24m,高10~15m,厚2~3m,總體積300~500m3,多為順層或順裂隙面滑動或崩塌。
圖2-2-17 北通道匝道區東側邊坡崩塌
圖2-2-18 北通道匝道區西側邊坡崩塌
圖2-2-19 北通道匝道區東側邊坡順節理面崩塌
圖2-2-20 北通道主道路塹北段沿炭質岩崩塌
(四)石炭系下統測水組砂頁岩對工程樁的影響
深圳市龍崗區大面積分布石炭系下統測水組石英砂岩、泥質粉砂岩、泥岩、頁岩和炭質頁岩互層。因各種岩性的礦物成分不同,其風化程度相差懸殊。石英砂岩難於風化,一般呈中風化狀態,泥質粉砂岩呈強風化狀態;泥岩、頁岩、炭質頁岩容易風化,多呈泥狀、土狀軟弱夾層,相互組成軟硬互層。軟岩風化深度大,深達百米,硬夾層難於風化,呈中等風化夾層。有的場地地表就見到中風化石英砂岩,但鑽穿後數米,甚至上百米見不到中風化地層,造成一棟建築物的樁長相差很大,甚至找不到穩定的中風化地層。
工程實例 深圳市龍崗區歐景花園三期10、11號樓石炭系下統測水組砂頁岩對工程樁的影響
歐景花園三期10、11號樓位於龍崗區中心城,龍崗區人民醫院與婦幼保健院之間,建築物高度為地上17~28層,地下3層的商住樓。場地原始地貌為殘丘坡地。地層岩性:①第四系殘積粉質黏土,層厚3.05~36.00m,由炭質粉砂岩、頁岩風化殘積而成,普遍夾強—中風化石英砂岩;②石炭系下統測水組炭質粉砂岩、頁岩全風化帶,厚度4.00~15.70m,夾較多強—中風化石英砂岩薄層;③強風化炭質粉砂岩、頁岩,厚度3.20~36.00m,夾中風化石英砂岩;④中風化炭質粉砂岩,厚度2.30~20.10m,層頂埋深0.00~39.00m;⑤微風化炭質粉砂岩,揭露厚度1.74~13.30m,頂板埋深3.20~40.80m;⑥石炭系下統石磴子組灰岩,層頂埋深14.00~55.00m。場地處於構造小背斜的軸部,背斜軸為北東向。場地屬埋藏型岩溶區,其軸部埋藏淺,場地東西兩側(兩翼)埋藏深,由軸部向兩翼逐漸加深,深達55.00m以下。兩翼岩層傾角約75°,且地層撓曲現象明顯。灰岩中岩溶發育,其中有13個鑽孔見溶洞,洞高0.60~5.40m,大部分為無充填溶洞。
該工程採用沖孔樁基礎,以微風化灰岩或微風化炭質粉砂岩作持力層,施工前進行了施工勘察,基本上採用一樁一孔,復雜部位為一樁2~3個超前鑽孔。發現同一根樁各超前孔見微風化灰岩頂板埋深一般相差1~3m,多者相差5.0~7.2m;見微風化炭質粉砂岩頂板埋深相差12.6~13.4m。說明同一根樁的微風化灰岩或微風化炭質粉砂岩頂板埋深相差懸殊,起伏變化很大,極難將樁端嵌入穩定完整的微風化基岩中。各樁在終樁時均檢驗岩樣後才下鋼筋和澆灌混凝土。達到規范規定的齡期後才進行鑽心法抽心檢測,檢查結果發現樁身混凝土質量完好,但有40多根樁的樁底持力層沒有達到設計持力層(微風化灰岩或微風化炭質粉砂岩)要求,甚至部分樁底基岩仍為強風化或全風化炭質粉砂岩。後採用補樁處理,基本上是一根不合格樁補二根樁,增加基礎費用200多萬元人民幣。綜上所述,證實在石炭系下統測水組砂頁岩分布區不適宜採用端承樁和以微風化砂岩夾層為持力層,宜採用摩擦樁或摩擦端承樁,應盡量採用天然地基基礎或復合地基,以避開下伏灰岩強岩溶發育帶對基礎的影響。
(五)中生代晚期花崗岩中的北西向斷裂對工程樁的影響
中生代晚期花崗岩中的北西向斷裂一般規模較小,且多被第四系掩蓋,地表很難見到露頭,但對山間溪谷有較明顯的控製作用。斷裂走向多為北西30°~50°,大部分傾向北東,個別傾向南西,傾角60°~75°。該組斷裂形成於晚中生世以後和喜馬拉雅期,幾乎切截了北東向和東西向斷裂,水平斷距一般50~200m,多屬張扭性斷裂,構造岩為壓碎岩、碎裂岩、角礫岩夾薄層糜棱岩,視厚度10~35m,為富水斷裂。構造岩風化強烈,上部為土狀,中部為砂礫狀,下部為碎石狀。斷裂破碎帶部位中、微風化岩埋深比斷裂兩側正常基岩埋深大10~35m,對高層建築工程樁持力層選取造成很大困難,且施工難度大,造價高。
工程實例一 深圳市國通大廈(原名無線大廈)北西向斷裂對工程樁的影響
國通大廈位於深圳市福田區濱河大道與新洲二路交匯處的西南側。設計建築為四足鼎立的單體塔樓,主塔樓43層(其中地下3層),正方形、邊長45m×45m,框架結構,基礎砌置深度10m,單位荷重7500kN,屬一級建築物,對差異沉降敏感;副樓9層,矩形,框架結構,基礎砌置深度5m,單位荷重180kN。場地地貌為殘丘坡地,地面標高7.10~10.10m,下伏基岩為中生代晚期粗粒花崗岩。據詳勘資料,主樓微風化花崗岩頂板埋深大部分地段為32.5~46.9m,標高-22.17~-38.3m。主樓的西南角見北西向斷裂破碎帶,斷裂傾向南西,傾角約65°,構造岩為壓碎岩,角礫岩夾薄層糜棱岩,厚度11.0~17.3m,鉛直厚度24.3~38.2m,構造岩中可見綠泥石化和擠壓現象,構造岩自上而下可分為土狀、礫狀和塊狀。主樓基礎設計為人工挖孔樁,90%樁端以微風化岩作持力層,有效樁長23.0~36.5m,西南角位於斷裂破碎帶之上,完整基岩埋深81.0m,地下室底板以下埋深為71.0m,無法採用人工挖孔樁。經勘察、設計單位論證,借鑒已建成高層建築在構造岩中的成樁處理經驗,將西南角的樁端置於礫狀構造岩之上,樁長40.0~45.0m,礫狀構造岩的樁端承載力標准值取3700kPa。主樓西南角可節約樁長25~30 m,節約基礎投資數百萬元人民幣。建築物早已建成,安全使用近10年,主樓四角沉降量12.0~15.0mm,相差3.0mm,核心筒沉降量13.8~19.7mm,相差5.9mm,絕對沉降量及沉降差均滿足規范要求。
工程實例二 深圳市福田區賽格群星廣場北西向斷裂對工程樁的影響
賽格群星廣場位於深圳市華強北商業街北部,華強北路與紅荔路交匯處的東南側,建築物由一棟40層寫字樓及兩棟32層商住樓組成,裙樓4層,局部8層,設3層地下室,基礎埋深14.5m,建築結構採用框剪-核心筒結構。建築結構荷載大且差異大,單柱單樁荷載10000~152500 kN。場地地貌為殘丘坡地,地面標高13.1~14.5m,下伏基岩為中生代晚期粗粒花崗岩、微風化基岩頂板埋深一般為27.5~38.8m,標高-14.0~-34.8m。寫字樓西側受北西向斷裂影響,微風化基岩頂板埋深50.8~60.5m,標高-36.9~-46.6m,微風化基岩面與一般地段微風化基岩面相差22.9~11.8m,構造岩厚度10.0~14.2m。設計採用人工挖孔樁基礎,一般樁端以微風化岩作持力層,寫字樓西側樁端以礫狀構造岩帶作持力層,取樁端承載力標准值3500kPa,經設計計算可滿足單樁承載力及布樁要求,縮短了樁長,節約了基礎投資400萬元人民幣。建築物已建成使用7年,沉降量20~32mm,建築物東西端沉降差6mm,絕對沉降量及沉降量差均滿足規范要求。
Ⅳ 建設工程地質環境適宜性評價
6.4.1 評價因子的選取
建設工程地質環境適宜性評價是城市建設功能區劃和城市規劃的基本依據之一。對環膠州灣城市建設工程來說,地質環境的適宜性評價因子主要有5個方面(第一層)的22項(第二層)評價因子:環境地質條件對城市建設的適宜程度,包括地貌、植被分布、地下水質量等;工程地質條件對城市建設的適宜程度,包括斷裂活動性、岩土體工程地質類型、軟土頂板埋深、軟土厚度等;地質災害和環境地質問題的發育程度,包括崩塌、滑坡、海(咸)水入侵、海岸侵淤、土壤污染、土壤鹽鹼化等;地質資源的豐富程度和合理開發利用程度,包括水資源、地熱資源、礦產資源、地質遺跡旅遊資源等;人類工程活動,主要表現在重大建設項目及其類型、主要交通干線、港口碼頭等的發達程度。部分地質環境因子見城市建設主要地質環境問題分布圖(圖6.3)。
Ⅳ 麗江-香格里拉段線路方案優化和工程地質條件評價
一、線路方案對比和優化
從工程地質分區圖(圖13-11)可以看出,評價區內工程地質條件差的區域集中分布在評價區的中部,呈條帶狀分布,麗江-香格里拉段鐵路東線方案、西線方案和組合方案都不可避免地通過這些區域。現對各線路方案的工程地質條件簡述如下:
東線方案:東線方案在團山-大具盆地東緣段工程地質條件較好,大具盆地東緣至白水台段工程地質條件中等—差。大具盆地位於哈巴-玉龍雪山東麓斷裂5 km影響范圍內,斜坡結構以順向坡為主,滑石板滑坡和金沙江深切河谷的地貌特徵增加了工程地質條件的復雜程度。白水台至古魯巴一帶工程地質條件中等,在安南一帶工程地質條件較好,可能遇到的主要地質問題是大羊場滑坡等斜坡變形以及線路穿越白水台自然保護區等問題。阿熱到香格里拉段位於中甸斷裂的影響范圍內,工程地質條件中等—較差。綜合分析,本方案中工程地質條件較好段約佔10%,工程地質條件中等段約佔40%,工程地質條件較差段約佔30%,工程地質條件差段約佔20%。本方案的主要工程地質問題是高陡邊坡問題、活動斷裂和滑坡、泥石流等地質災害。
西線方案:西線方案線路在麗江盆地內與玉龍雪山東麓斷裂斜交,尤以小玉龍附近影響最大,從小玉龍附近開始,鐵路設計高程和玉龍雪山山體之間的高差大,鐵路呈NW向以隧道(玉峰寺隧道)形式通過玉龍雪山,隧道最大埋深達1000 m以上,受這兩種因素的控制,該段工程地質條件差;在玉龍雪山西麓龍蟠附近,該方案線路進入工程地質條件中等的區域,一直延續到虎跳峽鎮冷都復雜斜坡體以西,在冷都復雜斜坡體附近,出現部分工程地質條件差的區域;從虎跳峽冷都復雜斜坡體向NW至俄迪一帶,地層岩性主要為二疊系片理化玄武岩、三疊系砂板岩、千板岩等,工程地質條件以中等為主。但是受中甸斷裂影響,斜坡岩體比較破碎,開挖條件下易發生崩塌和滑坡現象,局部工程地質條件變差。在俄迪以北,線路開始進入小中甸盆地,工程地質條件中等—較好,局部受中甸斷裂的強烈影響,工程地質條件較差。綜合分析,本方案中工程地質條件較好段約佔10%,工程地質條件中等段約佔20%,工程地質條件較差段約佔30%,工程地質條件差段約佔40%。工程地質條件差的區域主要位於麗江盆地北部玉龍雪山東麓斷裂的影響范圍內。
表13-12 麗江-香格里拉段規劃區工程地質條件計算結果圖
表13-12 滇藏鐵路麗江-香格里拉段優化線路工程地質分區圖
組合方案:組合方案綜合了東線方案和西線方案,即從團山向北與東線方案走向基本一致,在白水台改向西行,與哈巴-玉龍雪山東麓斷裂近直交,延伸至俄迪一帶,影響本方案的突出地質問題是活動斷裂,具體表現為在大具附近與玉龍雪山東麓斷裂斜交,從大具至俄迪段與哈巴雪山北麓斷裂近於平行和斜交,且地形起伏大。綜合分析,本方案中工程地質條件較好段約佔15%,工程地質條件中等段約佔25%,工程地質條件較差段約佔30%,工程地質條件差段約佔30%,影響本方案的突出問題是活動斷裂問題和地形坡度大。
在上述工程地質條件分區和原線路規劃方案分析的基礎上,綜合考慮建設成本和建設難度,認為西線方案可以作為麗江-香格里拉段鐵路推薦線路方案,但該方案南段需要進一步優化。可以由原來的從團山附近接入大麗線(大理-麗江鐵路)改為從麗江市南端太平村附近接入,線路總體走向為太平村-中吉村-文筆水庫-下長水-三家村-仁河-中義-龍蟠(圖13-12),在龍蟠附近沿用原西線方案,這樣,可以大大減弱玉龍雪山東麓斷裂對鐵路的影響、降低玉峰寺隧道的長度和埋深,使相應的重大工程地質問題得到緩解。初步統計,優化後的線路總長度約178.20 km。
二、優化方案沿線的工程地質條件評價
根據麗江-香格里拉段工程地質條件計算結果並結合野外工程地質調查資料,對優化線路進行綜合分區,共劃分出15個區段(圖13-12,表13-8),分別為工程地質條件較好(A1、A2、A3)、工程地質條件中等(B1、B2、B3、B4)、工程地質條件較差(C1、C2、C3、C4、C5)和工程地質條件差(D1、D2、D3)。其中,工程地質條件較好的線路長度為30.04 km,占線路總長度的16.86%;工程地質條件中等的線路長度為43.25 km,占線路總長度的24.27%;工程地質條件較差的線路長度為66.11 km,占線路總長度的37.10%;工程地質條件差的線路長度為38.82 km,占線路總長度的21.78%。總體上,滇藏鐵路麗江-香格里拉段工程地質條件以較差為主,其次為工程地質條件中等和差區段。現將各分段的主要工程地質特徵分述如下:
A1 太平村-中和村東(K0-K10+502)
本段長約10.50 km,鐵路線從麗江盆地東南部邊緣通過,地勢比較平坦,地面高程一般為2300~2600 m,地形坡度小於15°。線路通過區的岩性主要為麗江盆地的湖相沉積,下伏基岩為三疊系砂板岩和頁岩等,本段距離活動斷裂遠,僅在本段東部3 km左右存在活動性較弱的鶴慶-洱源斷裂,屬鶴慶中等震源區。本段斜坡結構較好,工程地質岩組主要為軟弱鬆散第四系土石類、軟弱岩組(主要為第四紀冰水堆積物)和堅硬塊狀碳酸鹽岩組,可能遇到的主要工程地質問題是麗江盆地的軟弱地基問題,出現重大地質災害問題的可能性小。因此綜合認為本段工程地質條件較好。
B1 中和村東-文筆村西(K10+502-K18+103)
本段長約7.60 km,地勢較平坦,線路從麗江盆地南緣的文筆水庫南側山腳下通過,線路通過區地面高程一般為2300~2600 m,線路南側山坡高程一般為2600~3000 m,地形坡度總體15 °左右,在文筆水庫附近地形坡度變化較大。本段鐵路通過區的地層岩性主要為麗江盆地的湖相沉積,下伏基岩為三疊系砂板岩和頁岩等,工程地質岩組主要為軟弱鬆散第四系土石類和堅硬塊狀碳酸鹽岩組,線路南側斜坡結構主要為橫向坡,穩定性較好。本段線路位於鶴慶中等震源區,最主要的工程地質問題是在文筆水庫附近線路與麗江-小金河斷裂中段距離較近,地質災害弱發育。因此綜合認為本段工程地質條件中等。
表13-8 滇藏鐵路麗江-香格里拉段優化線路工程地質分區評價結果
C1 文筆村西-南洋村(K18+103-K30+038)
本段長約11.94 km,地勢表現為溝谷與高山相間,鐵路以隧道通過拉市海與文筆水庫之間的分水嶺,隧道長度約2.5 km,最大埋深800 m。線路通過區河流和溝谷較發育,線路在本段除隧道外還主要有長水特大橋和美全特大橋等橋梁工程。該區地形坡度一般15°~25°,部分山坡坡度大於35°,斜坡結構主要為橫向坡和平坡。本段地層岩性主要為三疊系砂板岩和頁岩等,工程地質岩組主要為較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組和堅硬塊狀碳酸鹽岩組,在斷裂帶存在一定范圍的軟弱岩組。三疊系臘美組的砂岩和北衙組的灰岩中含水較豐富,在隧道建設過程中可能出現突水問題。本段線路位於麗江強震源區,在下長水附近與玉龍雪山東麓斷裂斜交。主要工程地質問題是深埋隧道岩爆和突水問題,局部地段存在滑坡和泥石流等地質災害,綜合認為本段工程地質條件較差。
A2 南洋村-兩家村(K30+038-K43+852)
本段長約13.81 km,線路從金沙江與拉市海之間的分水嶺進入金沙江河谷,總體地勢起伏較大,線路通過區僅在蒙古哨和達落站附近為隧道,其他地段主要位於山坡中下部較平緩地段,地面高程一般2200~2400 m。該區線路以東地區地形坡度25°~45°,以西地區地形坡度15°~25°,斜坡結構主要為橫向坡和反向坡。地層岩性主要為二疊系玄武岩、三疊系砂板岩和頁岩等,工程地質岩組主要為較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組和堅硬塊狀碳酸鹽岩組。本段線路位於劍川強震源區,但距離活動斷裂較遠,僅在三家村附近與龍蟠-喬後斷裂平行,相距約1.50~2.00 km。主要工程地質問題是隧道施工過程中的岩爆、突水及龍蟠-喬後活動斷裂問題,出現重大地質災害的可能性小,綜合認為本段工程地質條件較好。
C2 兩家村-營盤村(K43+852-K58+571)
本段長14.72 km,在地貌上位於金沙江寬谷區,地勢起伏較小,發育有4級河流階地,且有狹長的第一、二級河流階地分布,場地開闊,地形坡度一般15°~25°。本段鐵路線的設計高程約在2100 m左右,在玉龍雪山西麓山坡中切坡通過,工程地質岩組以軟弱岩組(主要為冰磧物和斷裂帶)、較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組和堅硬塊狀碳酸岩岩組為主,鐵路線方向垂直冰磧物比較發育的仁和溝和中義溝,鐵路主要以橋梁形式通過這些溝谷,在營盤附近設有虎跳峽車站。本段位於劍川強震源區,主要工程地質問題是距龍蟠-喬後斷裂較近,線路走向與斷裂近於平行,最近處約1 km。虎跳峽車站設在金沙江右岸的台地之上,應注意在開挖邊坡過程中容易引起小規模崩塌或滑坡問題。綜合認為本段工程地質條件較差。
D1 營盤村-虎跳峽鎮(K58+571-K66+223)
本段長約7.65 km,在地貌上位於金沙江峽谷區,谷坡陡峻呈「V」字型,地形起伏大。規劃鐵路在上峽口附近跨越金沙江,該區斜坡結構以橫向坡為主,部分為反向坡。工程地質岩組以較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組和堅硬塊狀碳酸岩岩組為主,該段地質災害較發育,主要有冷都復雜斜坡體、香格里拉三中泥石流、214國道邊坡崩塌和滑坡等。本段控制性工程為金沙江特大橋,金沙江大橋橋位初步選在上莫古喜附近的下落魚一帶,該橋位附近的冷都復雜斜坡體總體穩定性較好,在降雨和地震作用下斜坡體局部穩定性較差;如果規劃的虎跳峽水電站上馬並蓄水,可能導致冷都復雜斜坡體復活。綜合認為本段工程地質條件差。
B2 虎跳峽鎮-月亮坪村東(K66+223-K73+284)
本段長約7.06 km,地勢起伏較大,河流和沖溝發育,鐵路工程以橋梁和隧道相結合為主,鐵路設計標高為2500 m左右。斜坡結構以反向坡和斜向坡為主,工程地質岩組以鬆散第四系土石類和較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組為主。與線路相距較近的中甸斷裂在本段活動性較弱,滑坡在214國道西側邊坡較發育,泥石流主要分布在碩多崗河左岸的幾條支流中。綜合認為本段工程地質條件中等,在鐵路隧道的進出口應注意滑坡和泥石流的影響。
A3 月亮坪村東-阿里落(K73+284-K81+932)
本段長約8.65 km,鐵路沿線地形坡度在25°~35°之間,部分地區坡度大於35°,鐵路線主要以橋梁和隧道形式從碩多崗河左岸通過。本段斜坡結構中等-較差,碩多崗河左岸主要為橫向坡,右岸以斜向坡為主,其上多為第四系堆積物覆蓋。工程地質岩組以較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組為主,構造節理和卸荷裂隙發育,碩多崗河右岸沿214國道邊坡滑坡較發育,而左岸則弱發育,本段處於劍川強震源區與中甸-小中甸強震源區之間的地震弱發區,中甸斷裂在本段活動性較弱。綜合認為本段工程地質條件較好,但應注意鐵路施工過程中開挖坡腳可能引起坡體失穩。
C3 阿里落-土官村(K81+932-K90+855)
本段長約8.92 km,溝谷發育,地勢起伏較大,坡度分布在25°~35°之間,鐵路線在本段設計高程為2500 m左右,主要以隧道和橋梁形式通過,從碩多崗河左岸跨越到右岸。工程地質岩組以較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組為主,發育少量堅硬塊狀碳酸鹽岩岩組。本段位於中甸-小中甸強震源區,鐵路與中甸斷裂南段平行。由於本段岩體完整性較差,施工過程中應注意隧道冒頂以及邊坡開挖過程中引起的小規模崩塌或滑坡問題。綜合認為本段工程地質條件較差。
D2 土官村-洞舉村西(K90+855-K104+583)
本段長約13.73 km,地勢起伏大,溝谷發育,鐵路在本段主要以隧道和橋梁方式通過,部分為切坡。斜坡結構以橫向坡和順向坡為主,部分為反向坡。工程地質岩組以較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組為主,構造節理和卸荷裂隙發育,岩體較破碎,崩塌、滑坡和泥石流等地質災害發育。本段位於中甸-小中甸強震源區,距中甸斷裂南東段較近,活動性中等。綜合認為本段工程地質條件差。
C4 洞舉村西-小中甸(K104+583-K124+434)
本段長約19.85 km,地勢起伏大,山峰與谷地交互出現,線路從本段進入小中甸盆地,地形坡度從南向北逐漸變緩,本段南部地形坡度一般為15°~25°,北部地形坡度則為0°~15°,地質災害弱發育,僅部分地段發育紅粘土滑坡,湖相粘土邊坡在外部因素作用下易發生滑坡和小型崩塌。鐵路在小中甸盆地內沿盆地東側邊緣通過,鐵路路基位於小中甸盆地內的湖相粘土層之上。本段位於小中甸-中甸強震源區,線路與中甸斷裂中段基本平行,一般相距1.5~3 km,綜合認為本段工程地質條件較差。
B3 小中甸-碧古村北(K124+434-K139+391)
本段長約14.96 km,在地貌上位於小中甸盆地內,地形平緩,地面高程一般為3200~3300 m。大部分線路位於小中甸河左岸的河流階地之上,工程地質岩組以軟弱鬆散第四系土石類、較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組和堅硬塊狀碳酸鹽岩岩組為主,地質災害弱發育。本段線路位於中甸-小中甸強震源區,距中甸斷裂較近,線路走向與中甸斷裂近於平行。本段鐵路主要在地表以路基形式通過,主要工程地質問題是靠近溝槽附近或人工切坡條件下,湖相粘土在雨季容易發生小規模滑坡。綜合認為本段工程地質條件中等。
C5 碧古村北-一母康思(K139+391-K149+723)
本段長約10.33 km,鐵路線從小中甸盆地進入中甸盆地,地形起伏較大,沖溝發育,本段除盆地外,工程地質岩組以較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組和堅硬塊狀碳酸岩岩組為主,斜坡結構多為順向坡,岩體較破碎,滑坡災害較發育。本段位於中甸-小中甸強震源區,鐵路與中甸斷裂相距較近。綜合認為本段工程地質條件較差。
D3 一母康思-乃日村(K149+723-K161+341)
本段長約11.62 km,主要位於中甸盆地內,地面高程一般為3300~3400 m。本段工程地質岩組以鬆散第四系土石類和較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組為主,盆地外圍低山區局部三疊系砂板岩斜坡結構為順向坡,在開挖條件下易出現滑坡。本區位於中甸-小中甸強震源區,距中甸斷裂近,局部與中甸斷裂斜交,綜合認為本段工程地質條件差。
B4 乃日村-夏卡村(K161+341-K178+207)
本段長約16.87 km,地勢起伏較大,從臘浪到夏卡地面高程呈遞升趨勢,地形坡度在15°~25°之間,部分地區大於25°。斜坡結構主要以反向坡和平坡為主,偶見順向坡,工程地質岩組主要為堅硬塊狀碳酸鹽岩岩組,地質災害弱發育,綜合認為本段工程地質條件中等。
Ⅵ 岩漿岩,沉積岩,變質岩的工程地質性質如何評價
這個要具體情況 具體分析的 不能一概而論 同一種岩類因其化學成份、礦物組成、岩石結構、結晶方式的不同以及形成後所受構造活動的影響不同 工程地質性質差異會很大的 例如同為岩漿岩花崗岩和玄武岩 沉積岩中的礫岩、砂岩、頁岩 變質岩中的石英岩、片麻岩、大理岩、片岩、角岩等 但總的來說岩漿岩的硬度和耐磨性較高 沉積岩硬度較低
Ⅶ 岩土體的工程地質分類和鑒定
一、岩體
(一)岩體(岩石)的基本概念岩體(岩石)是工程地質學科的重要研究領域。岩石和岩體的內涵是有區別的兩個概念,又是密不可分的工程實體。在《建築岩土工程勘察基本術語標准》(JG J84-92)中給出的岩石定義是:天然產出的具有一定結構構造的單一或多種礦物的集合體。岩石的結構是指岩石組成物質的結晶程度、大小、形態及其相互關系等特徵的總稱。岩石的構造是指岩石組成物質在空間的排列、分布及充填形式等特徵的總稱。所謂岩體,就是地殼表部圈層,經建造和改造而形成的具有一定岩石組分和結構的地質體。當它作為工程建設的對象時,可稱為工程岩體。岩石是岩體內涵的一部分。
岩體(岩石)的工程分類,可以分為基本分類和工程個項分類。基本分類主要是針對岩石而言,根據其地質成因、礦物成分、結構構造和風化程度,用岩石學名稱加風化程度進行分類,如強風化粗粒黑雲母花崗岩、微風化泥質粉砂岩等。岩石的基本分類,在本書第一篇基礎地質中有系統論述。工程個項分類,是針對岩體(岩石)的工程特點,根據岩石物理力學性質和影響岩體穩定性的各種地質條件,將岩體(岩石)個項分成若干類別,以細劃其工程特徵,為岩石工程建設的勘察、設計、施工、監測提供不可缺少的科學依據,使工程師建立起對岩體(岩石)的明確的工程概念。岩石按堅硬程度分類和按風化程度分類即為工程個項分類。
在岩體(岩石)的各項物理力學性質中,岩石的硬度是岩體最典型的工程特性。岩體的構造發育狀況體現了岩體是地質體的基本屬性,岩體的不連續性及不完整性是這一屬性的集中反映。岩石的硬度和岩體的構造發育狀況是各類岩體工程的共性要點,對各種類型的工程岩體,穩定性都是最重要的,是控制性的。
岩石的風化,不同程度地改變了母岩的基本特徵,一方面使岩體中裂隙增加,完整性進一步被破壞;另一方面使岩石礦物及膠結物發生質的變化,使岩石疏軟以至鬆散,物理力學性質變壞。
(二)岩石按堅硬程度分類
岩石按堅硬程度分類的定量指標是新鮮岩石的單軸飽和(極限)抗壓強度。其具體作法是將加工製成一定規格的進行飽和處理的試樣,放置在試驗機壓板中心,以每秒0.5~1.0M Pa的速度加荷施壓,直至岩樣破壞,記錄破壞荷載,用下列公式計算岩石單軸飽和抗壓強度:
深圳地質
式中:R為岩石單軸飽和抗壓強度,單位為MPa;p為試樣破壞荷載,單位為N;A為試樣截面積,單位為mm2。
對岩石試樣的幾何尺寸,國家標准《工程岩體試驗方法標准》(GB/T50266-99)有明確的規定,試樣應符合下列要求:①圓柱體直徑宜為48~54mm;②含大顆粒的岩石,試樣的直徑應大於岩石的最大顆粒尺寸的10倍;③試樣高度與直徑之比宜為2.0~2.5。
在此標准發布之前,岩石抗壓強度試驗的試樣尺寸要求如下:極限抗壓強度大於75M Pa時,試樣尺寸為50mm×50mm×50mm立方體;抗壓強度為25~75MPa時,試樣尺寸為70mm×70mm×70mm立方體;抗壓強度小於25MPa時,試樣尺寸為100mm×100mm×100mm立方體。
(G B/T 50266-99)的規定顯然是為了方便取樣,以金剛石鑽頭鑽探,取出的岩心進行簡單的加工,即可成為抗壓試樣。岩樣的尺寸效應對岩石抗壓強度是略有影響的。
岩石按堅硬程度分類,各行業的有關規定,雖然各自表述方式有所區別,但其標準是基本一致的(表2-2-1)。
表2-2-1 岩石堅硬程度分類
除了以單軸飽和抗壓強度這一定量指標確定岩石堅硬程度外,尚可按岩性鑒定進行定性劃分。國標:建築地基基礎設計規范(GB50007-2002)按表2-2-2進行岩石堅硬程度的定性劃分。其他規范的劃分標准大同小異。
表2-2-2 岩石堅硬程度的定性劃分
岩石堅硬程度的劃分,無論是定量的單軸飽和抗壓強度,還是加入了風化程度內容的定性標准,都是用於確定小塊岩石的堅硬程度的。岩石的單軸飽和抗壓強度是計算岩基承載力的重要指標。
(三)岩石按風化程度分類
關於岩石風化程度的劃分及其特徵,國家規范和各行業的有關規范中均有規定,其分類標准基本一致,表述略有差異。表2-2-3至表2-2-10是部分規范給出的分類標准。
表2-2-3《工程岩體分級標准》(GB50218-94)岩石風化程度劃分表
表2-2-4《岩土工程勘察規范》(GB50021-2001)岩石按風化程度分類表
續表
表2-2-5《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTJ024-85)岩石風化程度劃分表
表2-2-6《水利水電工程地質勘察規范》(GB50287-99)岩體風化帶劃分表
《港口工程地質勘察規范》(JTJ240-97)、《港口工程地基規范》(JTJ250-98)岩體風化程度的劃分按硬質、軟質岩體來劃分,硬質岩石岩體風化程度按表2-2-7劃分。軟質岩石岩體風化程度按表2-2-8劃分。
表2-2-7 硬質岩石岩體風化程度劃分表
表2-2-8 軟質岩石岩體風化程度劃分表
表2-2-9《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》(GB5037-1999)岩石風化程度分類表
續表
表2-2-10 廣東省《建築地基基礎設計規范》(DBJ15-31-2003)岩石風化程度劃分表
國家標准《建築地基基礎設計規范》(GB5007-2002)對岩石的風化只有第4.1.3條作如下敘述:岩石的風化程度可分為未風化、微風化、中風化、強風化和全風化。未列表給出風化特徵,但在岩石堅硬程度的定性劃分中(表A.0.1)把不同風化程度的岩石歸類到了岩石堅硬程度的類別中。
深圳市標准:《地基基礎勘察設計規范》(報批稿)關於岩石風化程度的劃分標准,基本採用了《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》GB(50307-1999)的表述形成和內容(表2-2-9),文字略有調整。
縱觀各類規范對岩石風化程度的劃分,可以看出:
1)除個別規范未列出未風化一類外,岩石風化程度的劃分均為未風化、微風化、中等(弱)風化、強風化和全風化。特徵描述簡繁不一,中等風化與弱風化相對應的風化程度略有差別。
2)風化程度的特徵描述,主要是岩石的結構構造變化、節理裂隙發育程度、礦物變化、顏色變化、錘擊反映、可挖(鑽)性等方面來定性劃定。部分規范用波速和波速比及風化系數來定量劃定是對岩石風化程度確定的有力支撐。
3)從新鮮母岩到殘積土的風化過程是連續的,有些規范把殘積土的特徵描述放在岩石風化程度劃分表中,有一定的道理。國際標准:ISO/TC182/SC,亦將風化程度分為五級,並列入了殘積土。從工程角度考慮,殘積土對母岩而言已經發生了全面質的變化,物理力學性質和對它的理論研究已屬松軟土,表中對殘積土特徵的表述對區別殘積土與全風化岩是有現實意義的。
4)國家標准:《工程岩體分級標准》中「岩石風化程度的劃分」(表2-2-3)看似簡單,規范「條文說明」解釋了這一現象,表2-2-3關於岩石風化程度的劃分和特徵的描述,僅是針對小塊岩石,為表2-2-2服務的,它並不代表工程地質中對岩體風化程度的定義和劃分。表2-2-2是把岩體完整程度從整個地質特徵中分離出去之後,專門為描述岩石堅硬程度作的規定,主要考慮岩石結構構造被破壞,礦物蝕變和顏色變化程度,而把裂隙及其發育情況等歸入岩體完整程度這另一個基本質量分級因素中去。
5)上述列表中可以看出,某些規范把硬質岩石和軟質岩石的風化程度劃分區別開來,而《工程岩體分級標准》中「岩石堅硬程度的定性劃分」表(2.2-2)將風化後的硬質岩劃入軟質岩中。這里有兩個概念不可混淆:一是從工程角度看,硬質岩石風化後其工程性質與軟質岩相近,可等同於軟質岩;二是新鮮岩石中是存在軟質岩的,如深圳的泥質砂岩、泥岩、頁岩等。
6)相鄰等級的風化程度其界線是漸變的、模糊的,有時不一定能劃出5個完整的等級,如碳酸鹽類岩石。在實際工作中要按規范的標准,綜合各類信息,結合當地經驗來判斷岩石的風化等級。
(四)岩體的結構類型
在物理學、化學及其地質學等學科中對「結構」這一術語的概念是明確的,但有各自的含義,如原子結構、分子結構、晶體結構、礦物結構、岩石結構、區域地質結構、地殼結構等等,岩體作為工程地質學的一個主要研究對象,提出「岩體結構」術語的意義是十分明確的。
岩體結構有兩個含義,可以稱之為岩體結構的兩個要素:結構面和結構體。結構面是指層理、節理、裂隙、斷裂、不整合接觸面等等。結構體是岩體被結構面切割而形成的單元岩塊和岩體。結構體的形狀是受結構面的組合所控制的。
事實上,所有與岩石有關的工程,除建築材料外,都是與有較大幾何尺寸的岩體打交道,岩石經過建造成岩(岩漿岩的浸入,火山岩的噴出,沉積岩的層狀成沉積,變質岩的混合與動力變質)及後期的改造(褶皺、斷裂、風化等),使得岩體的完整性遭到了巨大的破壞,成為了存在大量不同性質結構面的現存岩體。為了給工程界一個明朗的技術路線,不妨以建造性結構面和改造性結構面(軟弱結構面)為基礎,從各自側面首先對岩體結構基本類型進行研究,其次將兩方面的成果加以綜合,即可得出關於岩體結構基本類型的完整概念(圖2-2-1)。
(1)以建造性結構面為主的岩體結構基本類型的劃分(表2-2-11)
表2-2-11 建造性結構面的岩體結構分類
(2)以改造性結構面(軟弱結構面)為主的岩體結構類型的劃分(表2-2-12)
表2-2-12 改造結構面為主的岩體結構分類
圖2-2-1 岩體結構示意圖
(3)由建造性結構面和改造性結構面形成的三維岩體
三維岩體表現出了復雜多變的岩體結構特徵,將其綜合歸納,形成了較系統的岩體結構類型(表2-2-13)。
表2-2-13 岩體結構類型及其特徵
表中表述的岩體結構類型及其特徵基本上涵蓋了深圳地區岩體的全部結構類型。
(4)岩體完整程度的劃分
地質岩體在建造和改造的過程中,岩體被風化、被結構面切割,使其完整性受到了不同程度的破壞。岩體完整程度是決定岩體基本質量諸多因素中的一個重要因素。影響岩體完整性的因素很多,從結構面的幾何特徵來看,有結構面的密度,組數、產狀和延展程度,以及各組結構面相互切割關系;從結構面形狀特徵來看,有結構面的張開度、粗糙度、起伏度、充填情況、水的賦存等。從工程岩體的穩定性著眼,應抓住影響穩定性的主要方面,使評判劃分易於進行。在國標:《工程岩體分級標准》(GB50218-94)中,規定了用結構面發育程度、主要結構的結合程度和主要結構面類型作為劃分岩體完整程度的依據,以「完整」到「極破碎」的形象詞彙來體現岩體被風化、被切割的劇烈變化完整程度(表2-2-14)。
表2-2-14 岩體完整程度的定性分類表
在1994版的《岩土工程勘察規范》中,未見此表。很明顯,此表在《工程岩體分級標准》中出現後,在2001版修訂後的《岩土工程勘察規范》中得到了確認和使用。
(五)岩體基本質量分級
自然界中不同結構類型的岩體,有著各異的工程性質,岩石的硬度、完整程度是決定岩體基本質量的主要因素。在工程實踐中,系統地認識不同質量的工程岩體,針對其特徵性採取不同的設計思路和施工方法是科學進行岩體工程建設的關鍵。
1994年,國家標准《工程岩體分級標准》(50218-94)給出了岩體基本質量分級的標准(表2-2-15)。在此之前發布的國家標准《岩土工程勘察規范》(GB50021-94),該表是作為洞室圍岩質量分級標準的。在2001年修訂的《岩土工程勘察規范》(GB50021-2001)中,岩體基本質量分級以表2-2-15的形式來分類,岩體基本質量等級按表2-2-16分類。
表2-2-15 岩體基本質量分級
表2-2-16 岩體基本質量等級分類
(六)岩體圍岩分類
地鐵、公路、水電、鐵路以及礦山工程等行業,均有地下洞室和隧道(巷道)開挖,工程勘察均需對工程所處的圍岩進行分類。不同的規范對圍岩的分類方法略有不同。
1.隧道圍岩
《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》(GB50307-1999)和《公路工程地質勘察規范》(JTJ064-98)規定,隧道圍岩分類按表2-2-17劃分。
表2-2-17 隧道圍岩分類
續表
2.圍岩工程地質
《水利水電工程地質勘察規范》(GB50287-99)規定,在地下洞室勘察時,應進行圍岩工程地質分類。分類應符合表2-2-18規定。
表2-2-18 圍岩工程地質分類
上表中的圍岩總評分T為岩石強度、岩體完整程度、結構面狀態、地下水和主要結構面產狀5項因素之和。各項因素的評分辦法在該規范中均有明確規定。圍岩強度應力比亦有專門的公式計算。
3.鐵路隧道圍岩
《鐵路工程地質勘察規范》(TB10012-2001)規定,隧道工程地質調繪時,應根據地質調繪、勘探、測試成果資料,綜合分析岩性、構造、地下水及環境條件,按表2-2-19分段確定隧道圍岩分級。
表2-2-19 鐵路隧道圍岩的基本分級
續表
該規范還規定,鐵路隧道圍岩分級應根據圍岩基本分級,受地下水,高地應力及環境條件等影響的分級修正,綜合分析後確定。關於岩體完整程度的劃分,地下水影響的修正,高地應力影響的修正及環境條件的影響,規范中都有明確的規定。
4.井巷工程圍岩
礦山工程中的井巷工程,其功能和結構更為多樣,所以井巷工程對圍岩的分類更加詳盡,各種定性和定量指標明顯多於其他標准。《岩土工程勘察技術規范》(YS5202-2004、J300-2004)規定,井巷工程評定圍岩質量等級按表2-2-20劃分圍岩類別。
表2-2-20 井巷工程圍岩分類
續表
續表
5.工程岩體
國家規范:《錨桿噴射混凝土支護技術規范》(GB50086-2001)從工程岩體支護設計和施工的需要出發,給出圍岩分級表,與表2-2-20相比,僅少了Ⅵ、Ⅶ兩類,主要工程地質特徵少了岩石質量指標RQD和岩體及土體堅固性系數兩欄,其他完全相同。
(七)岩質邊坡的岩體分類
《建築邊坡工程技術規范》(GB50330-2002)對岩質邊坡的岩體分類方法,見表2-2-21
表2-2-21 岩質邊坡的岩體分類(GB50330-2002)
續表
表2-2-22 岩體完整程度劃分
(八)深圳地區岩體分類、鑒定中存在的問題和改進意見
1)深圳地區的建築工程除大量的房屋建築外,公路(道路)橋梁、水利、地鐵、鐵路等均有大量的投資建設,各行業對岩體質量等級的劃分在執行不同規范的分類標准。在當前情況下,這一狀況將繼續下去。但是,對某一岩體的不同分類標准,僅僅是某一行業的習慣性作法。宏觀上看不同分類標準的具體內容並無原則性的區別。無論採用哪種標准都不應該影響岩體評價的正確性。
2)岩體工程特性的評價中,岩體的結構分類應該受到足夠的重視。尤其是高大邊坡、地質災害評估等岩體結構對岩體穩定起主導作用的工程項目。只有採取多種科學勘察手段和縝密地進行分析,岩體的結構特徵才能弄清楚。
3)岩石風化程度的判斷,現場工作除很具經驗的野外觀察和標准貫入試驗外,應多採用岩體波速測試方法,使之成為常用方法之一。准確的波速測試結果,可能比標貫試驗所得結果更能准確地判斷岩石的風化程度。
4)岩石的風化程度是隨埋藏深度的增加而減弱的,風化岩石的強度則是隨埋藏深度的增加而增加的。為了充分發揮地基承載力,深圳市地基基礎勘察設計規范(送審稿)將厚層花崗岩強風化帶分為上、中、下3個亞帶,其劃分方法見表2-2-23。
表2-2-23 厚層花崗岩強風化帶細分
需要指出的是,花崗岩的風化規律一般是上部風化嚴重,隨深度增加而減弱,但也有個別情況,有時隨深度增加風化程度並無明顯變化,故在劃分風化亞帶時,應視強風化帶的厚度和風化程度改變的深淺,也可以劃分一個亞帶或兩個亞帶,不可強求一律劃分為3個亞帶。
龍崗區的碳酸鹽類岩石——灰岩、白雲岩、大理岩等基本上不存在全風化和強風化層。由於構造的影響或是其他某種原因(如表面溶蝕劇烈),可能岩石的裂隙比較發育,塊度比較小。
二、土體
(一)土體的含義及其工程地質分類
土是泛指還沒有固結硬化成岩石的疏鬆沉積物。土是堅硬岩石經過破壞、搬運和沉積等一系列作用和變化後形成的。土多分布在地殼的最上部。工程地質學把土看作與構成地殼的其他岩石一樣,均是自然歷史的產物。土的形成時間、地點、環境以及形成的方式不同,其工程地質特性也不同。因此在研究土的工程性質時,強調對其成因類型和地質歷史方面的研究具有特殊重要意義。
土的工程地質分類有以下特點:①分類涵蓋自然界絕大多數土體;②同類或同組的土具備相同或相似的外觀和結構特徵,工程性質相近,力學的理論分析和計算基本一致;③獲取土的物理力學指標的試驗方法基本相同;④工程技術人員,從土的類別可以初步了解土的工程性質。
土的工程地質分類是以鬆散粒狀(粗粒土)體系和鬆散分散(細粒土)體系的自然土為對象,以服務於人類工程建築活動為目的的分類。分類的任務是將自然土按其在人類工程建築活動作用下表現出的共性劃分為類或組。
合理的工程地質分類,具有以下實際用途:①根據土的分類,確定土的名稱,它是工程地質各種有關圖件中劃分土類的依據;②根據各類土的工程性質,對土的質量和建築性能提出初步評價;③根據土的類型確定進一步研究的內容、試驗項目和數量、研究的方法和方向;④結合反映土體結構特徵的指標和建築經驗,初步評價地基土體的承載能力和斜坡穩定性,為基礎和邊坡的設計與施工提供依據。
土的工程地質分類有普通的和專門的兩類。普通分類的劃分對象包括人類工程活動可能涉及的自然界中的絕大多數土體,適用於各類工程,分類依據是土的主要工程地質特徵,如碎石土、砂土、黏性土等。專門分類是為滿足某類工程的需要,或者根據土的某一或某幾種性質而制定的分類,這種分類一般比較詳細,比如砂土的密實度分類,黏性土按壓縮性指標分類等等。應當指出的是,普通分類與專門分類是相輔相成的,前者是後者的基礎,後者是前者的補充和深化。
(二)國外土的工程分類概況
近幾十年來,國外在土的工程地質分類研究方面有很大進展,工業和科學技術發達的主要國家,都分別先後制定了各自全國統一的分類標准(表2-2-24)。其中英國、日本、德國的分類均以美國分類為藍本,結合各自國情適當調整、修改而制定的。
表2-2-24 一些國家的土質分類簡況
上述各國的土質分類,都採用了統一分類體系和方法,不僅使各自國內對土質分類有了共同遵循的依據,而且體現了國際統一化的趨勢,以促進國際交流與合作。
下列美國的統一分類法(表2-2-25)作為樣本,以了解國外分類的標准和方法。
表2-2-25 美國的土的統一分類法
續表
(三)國內土的工程分類
1.統一分類法
1990年,國家標准《土的分類標准》(GBJ 145-90)發布,並於1991年8月起執行。在此之前或之後,水利水電、公路交通等行業土的分類標准與GBJ 145-90標准沒有明顯區別。(GBJ 145-90)土的分類如表2-2-26和表2-2-27所示。
表2-2-26 粒組的劃分
表2-2-27 土質分類表
2.建築分類法
國標《建築地基設計規范》(GB50007-2002)土的分類方法(簡稱:建築分類法)如表2-2-28。這是從早期《工業與民用建築地基基礎設計規范》(TJ7-74)(試行)到《建築地基基礎設計規范》(GBJ7-89)一直延續下來的土的分類標准。在TJ7-74規范之前,我國一直沿用前蘇聯規范(HИTY127-55)。建築分類法在房屋建築地基基礎工程或類似的工程中廣泛運用,這在不少行業規范中得以反映,此分類方法也為廣大工程技術人員所熟知。目前深圳除公路、鐵路行業外,大多採用此分類標准,並納入到深圳市的地方標准之中。
表2-2-28 土的分類
(四)土的狀態分類
土的狀態分類屬專門分類。對於某種行業或某類工程,土的狀態標準是有所區別的,現以《岩土工程勘察規范》(50021-2001)中規定的最常用的分類標准,對碎石土、砂土、粉土的密實度和對粉土的濕度及黏性土的狀態進行分類,見表2-2-29至表2-2-34。
表2-2-29 碎石土密實度按M63.5分類
表2-2-30 碎石土密實度按N120分類
表2-2-31 砂土密實度分類
表2-2-32 粉土密實度分類
表2-2-33 粉土濕度分類
表2-2-34 黏性土狀態分類
(五)土的現場鑒別方法
1.碎石土密實度現場鑒別方法(表2-2-35)
表2-2-35 碎石土密實度現場鑒別
2.砂土分類現場鑒別方法(表2-2-36)
表2-2-36 砂土分類現場鑒別
3.砂土密實度現場鑒別方法(表2-2-37)
表2-2-37 砂土密實度現場鑒別
4.砂土濕度的現場鑒別方法(表2-2-38)
表2-2-38 砂土濕度現場鑒別
5.粉土密實度現場鑒別方法(表2-2-39)
表2-2-39 粉土密實度現場鑒別
6.粉土濕度現場鑒別方法(表2-2-40)
表2-2-40 粉土濕度現場鑒別
7.黏性土狀態現場鑒別方法(表2-2-41)
表2-2-41 黏性土狀態現場鑒別
8.有機質土和淤泥質土的分類
土按有機質分類和鑒定方法,《岩土工程勘察規范》(GB50021—2001)的分類方法見表2-2-42。深圳市沿海近岸地區存在大量淤泥或淤泥質土,在上更新統(Q3)的雜色黏土中,有一層泥炭質土,局部有泥炭層發育。
表2-2-42 土按照有機質分類
(六)土的定名和描述
1.統一分類法定名
1)巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒組、級配、所含細粒的塑性高低可劃分為16種土類;細粒土按塑性圖、所含粗粒類別以及有機質多寡劃分16種土類。
2)土的名稱由一個或一組代號組成:一個代號即表示土的名稱,由兩個基本代號構成時,第一個代號表示土的主成分,第二個代號表示副成分(土的級配或土的液限);由3個基本代號構成時,第一個代號表示土的主成分,第二個代號表示液限;第三個代號表示土中微含的成分。
《土的分類標准》(G B J145-90),對特殊土的判別,列出了黃土,膨脹土和紅黏土。對花崗岩殘積土並沒有特別加以說明。根據深圳有關單位的經驗,花崗岩殘積土中的礫質黏性土相當於G B J145-90中的含細粒土礫,代號GF;砂質黏性土相當於細粒土質礫,代號GC-GM;黏性土相當於高液限粉土一低液限粉土,代號M H-M L。對淤泥和淤泥質土,G B J145-90分的不細,從工程需要出發,淤泥和淤泥質土的分類宜按建築行業標准。
2.建築行業定名
建築行業定名依照下列幾個標准:
1)土名前冠以土類的成因和年代。
2)碎石土和砂土按顆粒級配定名。
3)粉土以顆粒級配及塑性指數定名。
4)黏性土以塑性指數定名。
5)對混合土按主要土類定名並冠以主要含有物,如含碎石黏土,含黏土角礫等。
6)對同一土層中有不同土類呈韻律沉積時,當薄層與厚層的厚度比大於三分之一時,宜定為「互層」;厚度比為十分之一至三分之一時,宜定為「夾層」;厚度比小於十分之一的土層且多次出現時,宜定為「夾薄層」。當土層厚度大於0.5m時,宜單獨分層。
3.土的描述內容
(1)當按統一分類法(GBJ145-90)定名時,應按下列內容描述
1)粗粒土:通俗名稱及當地名稱;土顆粒的最大粒徑;巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數;土顆粒形狀(圓、次圓、稜角或次稜角);土顆粒的礦物成分;土顏色和有機質;所含細粒土成分(黏土或粉土);土的代號和名稱。
2)細粒土:通俗名稱及當地名稱;土顆粒的最大粒徑;巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數;潮濕時土的顏色及有機質;土的濕度(干、濕、很濕或飽和);土的狀態(流動、軟塑、可塑或硬塑);土的塑性(高、中或低);土的代號和名稱。
(2)當按建築分類法(GB50007-2002)定名時,應按下列內容描述
1)碎石土:名稱、顆粒級配、顆粒排列、渾圓度、母岩成分、風化程度、充填物的性質和充填程度、膠結性、密實度及其他特徵。
2)砂土:名稱、顏色成分、顆粒級配、包含物成分及其含量、黏粒含量、膠結性、濕度、密實度及其他特徵。
3)粉土:名稱、顏色、包含物成分及其含量、濕度、密實度、搖振反應及其他特徵。
4)黏性土:名稱、顏色、結構特徵、包含物成分及其含量、搖振反應、光澤反應、干強度、韌性、異味及其他特徵。
5)特殊性土:除應描述上述相應土類的內容外,尚應描述其特徵成分和特殊性質,如對淤泥尚需描述臭味、有機質含量;對填土尚需描述物質成分、堆積年代、密實度和均勻程度等。
6)互層(夾層)土:對具有互層、夾層、夾薄層特徵的土,尚應描述各層的厚度及層理特徵。
Ⅷ 區域環境工程地質評價
4.3.1區域穩定性分析
黃河三角洲是在基底構造甚為破碎、濟陽凹陷的一個次級負向構造單元上發育形成的。由於區內東北部位於北西向的燕山——渤海地震帶及北東向的沂沫斷裂地震帶的交匯部位,因而與新構造運動有關的構造地震異常活躍。據山東省地震局1985年10月布設的東營—墾利、陳家莊—河口的現代形變及牛庄—新刁口的兩次a徑跡測量結果,埕子口斷裂、孤北斷裂、陳南斷裂、勝北斷裂和東營斷裂的現代活動都有顯示,說明區內的區域穩定性較差。區內新生代以來的斷裂活動表現為具有繼承性脈動活動的特點。尤其是5號樁,樁西至海港一帶位於上述兩條活動斷裂地震帶的交匯復合部位,新生代以來斷陷幅度最大,歷史上曾發生過3次7~7.5級地震,區域穩定性差。根據以上的地震預測,影響烈度一般都在Ⅶ度以上,5號樁一帶為Ⅷ度。根據我國建築規范規定,一切建築物都應設防加固,以保安全。
區內飽和砂土、飽和粉土具有液化的宏觀條件。在歷史地震發生時,曾有噴水冒砂、地面裂縫等現象發生。其液化程度受以下因素影響:土的顆粒特徵、密度、滲透性、結構、壓密狀態、上覆土層、地下水位埋深、排水條件、應力歷史、地震強度和地震持續時間等。
由於黃河三角洲地質體物質組成主要是粉砂,且孔隙度較高,加之形成期堆積速率快,造成地質體中含水量高。隨著時間推移,在上覆沉積物擠壓下,孔隙中水逐漸被擠壓,造成地質體壓縮,導致地面下沉。根據1988年在黃河海港地區實測,該地區壓實下沉速率可達6cm/a,因此由於地面下沉所引起的海面相對上升則更加劇了海岸侵蝕。
另外,近幾十年來的人為活動加劇了本區地面沉降的發展,如:建築地基承載力不足引起的土體壓縮,地下水、石油、鹵水的開采所引起的含水層、儲油層壓縮等。
由此可見,黃河三角洲地區環境工程地質問題頗多,本節將對直接影響東營市經濟發展和規劃的地表下25m土體工程地質類型及其物理力學性質、工程地質性質的區域性變化等進行深入研究。
4.3.2土體的工程地質分類及工程地質特徵
區內小清河以北為黃河三角洲平原,小清河以南多為山前沖洪積平原,基岩埋深在數百米以下,表層均為第四系鬆散沉積物,鑒於一般工業與民用建築物地基持力層一般均在15m以上,一般中高層建築物持力層一般在25m以上的特點,下面僅以0~25m的土體為對象,進行分析和研究(圖4-6)。
圖4-6地表土體類型示意圖
1.土體的岩性與結構特徵
(1)土體岩性分類
區內0~25m深度內的地層多為第四系全新統地層,其沉積環境受黃河和海洋交互或共同影響,形成了以細顆粒為主的地層。所表現出的岩性以粉土最為廣泛,其次為粉質粘土、粉砂、粘土,局部有細砂,其主要岩性特徵見表4-6。
表4-6黃河三角洲0~25m地層岩性分類及主要特徵表
(2)土體結構特點
區內土體結構無單層結構,多為多層結構,(多層結構是指一定深度內由3層或3層以上的地層構成),這也是區內的沉積環境所決定的,該區瀕臨渤海,是河流的最下游段,河道游盪較頻繁,古地貌特點反復變化,攜帶泥、砂的水動力特點也隨之變化,因此,區內一般無巨厚的單層岩性沉積。
2.土體工程地質特徵
(1)山前沖洪積平原區土體工程地質特徵該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積、洪積(
(2)古黃河三角洲區土體工程地質特徵該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積、海積、湖沼相沉積(
(3)現代黃河三角洲平原區土體工程地質特徵
該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積海積物(
3.地表下0~25m土體物理力學指標的變化規律
(1)古黃河三角洲區的物理力學性質總體上好於現代黃河三角洲,這正是由於現代黃河三角洲的成陸時間晚於古黃河三角洲,其自重固結的程度差於前者。
(2)無論是古黃河三角洲區還是現代黃河三角洲區各類岩性土層的物理力學指標顯示出一個較明顯的規律,即從地表向下隨深度的增加土層的物理力學指標以較好—較差—好發生變化。一般較差的深度段在5~10m和10~15m。這一變化規律也與區內的沉積環境相吻合,力學指標較差的深度段為1855年黃河改道以前沉積的沖湖積、沖海積相為主的地層。
4.3.3天然地基承載力、飽和砂土液化及軟土與鹽漬土
1.天然地基承載力
黃河三角洲地區基土承載力在不同位置、不同層位均有較大變化,從小於80kPa到大於300kPa。天然地基承載力指自地表算起的第一層或第二層基土(當第一層厚度小於3m,且第二層基土承載力高於第一層時,取第二層承載力數據)的承載力。區內天然地基承載力可分為4個等級(表4-7),其分布與變化規律與地貌單元有較密切的相關關系(圖4-7)。
(1)承載力低區(fk<80kPa)的分布
① 呈條帶狀分布於現代黃河三角洲工程地質區內。如利津縣虎灘鄉西南—河口區義和鎮南部、河口東南孤河水庫—渤海農場總場北以及現代黃河入海口北側等地,以上各地帶多為1855年以後成陸,且位於濱海低地或窪地內,排水條件差,自重固結程度低。
表4-7天然地基承載力分區特徵表
② 呈小片狀分布於古黃河三角洲平原區。如東營區勝利鄉南部,利津縣王莊鄉南部等。
(2)承載力較低區(80≤fk<100kPa)的分布
① 沿海岸線分布,寬度不一。
② 沿黃河泛流主流帶邊緣、前緣和窪地展布。如利津縣大趙鄉—虎灘—羅鎮—河口區一帶、集賢鄉—渤海農場總場、孤北水庫北部、利津前劉鄉—東營區西城,以及東營區龍居鄉—西范鄉一帶。
(3)承載力中等區(100≤fk<120kPa)的分布
① 分布於決口扇的頂部及緩平坡地區。如利津縣南宋—北宋—明集,東營區龍居鄉—油郭鄉—六戶鎮—廣饒縣丁庄鄉以及勝坨鄉—高蓋鄉等地。
② 分布於現代黃河三角洲頂點附近。如寧海鄉—汀河鄉、寧海鄉—傅窩鄉一帶。
③ 分布於現代黃河三角洲北部、東部。如河口區新戶—刁口鄉、孤東水庫—五號樁、墾利縣建林鄉—孤東水庫、建林—西宋鄉。
(4)承載力較高區(fk>120kPa)的分布
① 分布於古黃河三角洲的南部。如牛庄—陳官—小清河一帶。
② 分布於小清河以南的山前沖洪積平原區。
③ 零星分布於近代黃河三角洲平原區的地勢較高處。
2.飽和砂土液化
砂土液化是指處於地下水位以下鬆散的飽和砂土,受到震動時有變得更緊密的趨勢。但飽和砂土的孔隙全部為水充填,因此,這種趨於緊密的作用將導致孔隙水壓力驟然上升,而在地震過程的短暫時間內,驟然上升的孔隙水壓力來不及消散,這就使原來由砂粒通過其接觸點所傳遞的壓力(有效壓力)減少,當有效壓力完全消失時,砂層會完全喪失抗剪強度和承載能力,變得像液體一樣的狀態,即通常所說有砂土液化現象。
區內的飽和砂土、飽和粉土具有液化的宏觀條件,在歷史地震發生時,曾有噴水冒砂、地面裂縫等現象發生。其液化程度受以下因素影響:土的顆粒特徵、密度、滲透性、結構、壓密狀態、上覆土層、地下水位埋深、排水條件、應力歷史、地震強度和地震持續時間等。
液化判別就是根據土的物理力學性質及其他工程地質條件,對土層在地震過程中發生液化的可能性的判別。國家標准《建築基礎抗震設計規范》(GBJ11-89)中規定了飽和砂土、飽和粉土的液化判別方法,在對區內飽和砂土、飽和粉土的液化判別時,即依照了前述規范提供的方法,在液化勢宏觀判定的基礎上,採用了原位測試資料——標准貫入試驗進行了液化臨界值和液化指數的計算。根據液化指數對地基液化等級的劃分見表4-8。區內液化砂土的分布規律見圖4-8。
(1)嚴重液化區
① 分布於現代黃河三角洲頂點,向北向東呈扇形展布的黃河泛流主流帶的中上游部位,主要在陳庄鎮—六合鄉、虎灘鄉—義和鎮一帶。
圖4-7天然地基承載力分區示意圖
表4-8地基液化等級表
② 零星分布於廢棄河道帶和決口扇,如下述地帶:東營區永安鄉—廣北水庫一線,呈條帶狀分布,為廢棄河道帶;利津縣店子鄉—前劉鄉,呈片狀分布,為決口扇的中部;東營區史口鄉附近、東營區六戶鎮西側、河口區新戶鄉東北等地。
該區內的飽和粉土、飽和粉砂顆粒均勻,粘粒含量低,沉積厚度較大,形成年代新,固結程度差,因此是最易發生液化的地區。
(2)中等液化區
① 分布於較大的決口扇及決口扇前緣坡地地帶,利津縣城東—明集鄉—大趙鄉、東營區勝利鄉—董集鄉—油郭鄉一帶。
② 分布於黃河泛流主流帶或其邊緣地帶。寧海鄉—墾利縣城;陳庄鎮—傅窩鄉;渤海農場總場東—建林鄉—新安鄉;義和水庫南—河口區。
③ 在濱海低地帶內有零星片狀分布,五號樁及以東地區;刁口碼頭東北—孤北水庫北部;新戶鄉以西及以北的近海地帶。該區一般位於嚴重液化區的外圍及決口扇頂部位或零星分布於小規模的黃河主流帶,飽和粉土、粉砂的粘粒含量較低,固結程度較差,因此是較易發生液化的地區。
(3)輕微液化區
① 分布於古黃河三角洲泛濫平原及決口扇邊緣,如下述地帶:利津縣南宋鄉—北宋鄉;東營區龍居鄉—廣饒縣陳官鄉—丁庄鄉。
② 分布於現代黃河三角洲的非黃河泛流主流帶區,如下述地帶:利津縣王莊鄉—墾利縣勝坨鄉;利津縣集賢鄉—墾利縣城東部;河口區太平鄉—義和水庫。
該區粉土、粉砂的沉積厚度較小,粘粒含量較高,因此液化程度較輕。
(4)非液化區
① 分布於工作區小清河以南的山前沖洪積平原,該區地下水位埋藏深,水位以下的飽和粉土,粉砂密實程度較好,因此不易液化。
② 分布於沿海地帶的濱海低地,該區除河口相沉積外,地層粘粒含量較高或以粘性土為主,因此不易液化。
3.軟土與鹽漬土
(1)軟土
軟土一般是指天然含水量高、壓縮性大、承載力低的一種軟塑到流塑狀態的粘性土。如淤泥、淤泥質土以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等。黃河三角洲地區地處渤海之濱,具有軟土的沉積環境,鑽探資料亦證明,區內呈片狀分布著軟土。
① 軟土的劃分標准
本次劃分軟土時採用如下方法:當滿足下列條件之一時,並且厚度大於0.50m,將其確定為軟土:承載力標准值fk<80kPa;標貫錘擊數N63.5≤2;靜力觸探錐頭阻力qc<0.5MPa;流塑狀態。
② 軟土的空間分布
軟土主要分布於區內的東北部濱海地帶、河口—刁口碼頭一帶。利津縣羅鎮—黃河故道西、墾利縣下鎮鄉東部,另外在利津縣明集鄉—廣南水庫一線呈不連續片狀、碟狀分布。
③ 軟土的成因及主要物理力學性質
區內的軟土具有兩種成因:①爛泥灣相沉積:在歷次河口的兩側,沉積的以細粒成分為主的土層,一直處於飽和狀態,排水固結過程進展緩慢,所以土的力學性質很差。顏色以灰褐色為主,流塑態,土質細膩,岩性以粉質粘土為主,夾粉土和粘土薄層。②濱海湖沼相沉積:顏色以灰—灰黑色為主,有機質含量較高,具腥臭味,為淤泥或淤泥質土。
圖4-8地基砂土液化分區示意圖
表4-9軟土的主要物理力學指標統計表
從表4-9中可以看出:區內軟土具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的特點,在荷載作用下變形較大,對建築物極為不利。因此,在工程建設規劃時,應盡量避開有軟土分布的地區。在無法避開軟土的建築物,應對區內的軟土有足夠的重視,採取一定的處理措施,對於一般工業民用建築可採取粉噴樁法進行處理,對於高層重型建築物應採取深基礎,如沉管灌注樁等,以避開軟土的不利影響(圖4-9)。
(2)鹽漬土
當土中的易溶鹽含量大於0.5%,且具有吸濕、松脹等特性的土稱為鹽漬土。區內的鹽漬土為濱海鹽漬土,按含鹽性質則大部分屬氯鹽漬土,局部為硫酸鹽漬土,鹽漬土按含鹽量可分為弱鹽漬土(0.5%~1%),中鹽漬土(1%~5%)、強鹽漬土(5%~8%)和超鹽漬土(>8%),區內的鹽漬土主要為弱鹽漬土,局部地段有中鹽漬土(見圖4-10)。
4.3.4工程地基適宜性評價
工程建築地基適宜性受多種因素的影響,為達到評價結果清晰簡潔、合理反映出區內建築適宜性等級的目的,選用了專家聚類法(亦稱總分法)進行評價。評價過程為:首先擬定評價因子,對各評價因子量化、分級並給定各級別的標准分,其次用傅勒三角形法確定各評價因子的權重,然後計算各勘測點單項因子分值和總分值,再按各點的總分值進行分區。最終的評價結果見表4-10、4-11、4-12、4-13。
圖4-9軟土分布示意圖
圖4-10鹽鹼土分布示意圖
表4-10一般工業與民用建築地基適宜性評價方案(評價深度10m)
① 沉降因子
② DⅠ——山前沖洪積平原;DⅡ——古黃河三角洲平原;DⅢ——現代黃河三角洲平原。
表4-11一般工業與民用建築地基適宜性評價分區說明表
表4-12高層重型建築物地基適宜性評價方案(評價深度25~30m)
表4-13高層重型建築物地基適宜性評價分區說明表
一般建築、高層建築物地基適應性評價分區見圖4-11、4-12。
圖4-11一般建築物地基適宜性評價分區示意圖
圖4-12高層建築物地基適宜性評價分區示意圖
Ⅸ 工程地質評價
1、工程場地的穩定性與適宜性;
2、工程地質、水文地質條件;
3、預測工程對既有建築的影響,工程建設產生的地質環境變化,以及地質環境變化對工程的影響;
4、提出各類建築物工程措施建議意見;
5、預測施工、運營過程中可能出現的工程地質問題,並提出相應的防治措施和合理的施工方法。
Ⅹ 平原區工程地質條件,及優缺點有哪些
平原地區一般為土質結構,基礎不如山區穩固,因此在建造高大的建築物或大型工程設施的時候需要進行樁基處理,優點是小型建築物容易施工,平整難度小。