工程地質常見土
㈠ 根據地質成因條件的不同有幾類土
根據地質成因,土可以分為:殘積土,坡積土,洪積土,沖積土,湖積土,海積土,冰積及冰水沉積土和風積土。
土的成因類型特徵
根據土的地質成因,土可分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、湖積土、海積土、冰積及冰水沉積土和風積土等類型。一定成因類型的土具有一定的沉積環境、具有一定的土層空間分布規律和一定的土類組合、物質組成及結構特徵。但同一成因類型的土,在沉積形成後,可能遭到不同的自然地質條件和人為因素的變化,而具有不同的工程特性。
1. 殘積土 形成原因:岩石經風化後未被搬運的原岩風化剝蝕後的產物,其分布主要受地形的控制,如在寬廣的分水嶺地帶及平緩的山坡,殘積土較厚。
工程特徵:一般呈稜角狀,無層理構造,孔隙度大;存在基岩風化層(帶),土的成分和結構呈過渡變化。
工程地質問題:
(1)建築物地基不均勻沉降,原因土層厚度、組成成分、結構及物理力學性質變化大,均勻性差,孔隙度較大;
(2)建築物沿基岩面或某軟弱面的滑動等不穩定問題,原因原始地形變化大,岩層風化程度不一。
2. 坡積土
形成原因:經雨雪水洗刷、剝蝕、搬運,及土粒在重力作用下順著山坡逐漸移動形成的堆積物,一般分布在坡腰上或坡腳下,上部與殘積土相接。
工程特徵:具分選現象;下部多為碎石、角礫土;上部多為粘性土;土質(成分、結構)上下不均一,結構疏鬆,壓縮性高,土層厚度變化大。
工程地質問題:建築物不均勻沉降;沿下卧殘積層或基岩面滑動等不穩定問題。
3. 洪積土 形成原因:碎屑物質經暴雨或大量融雪驟然集聚而成的暫時性山洪急流挾帶在山溝的出口處或山前傾斜平原堆積形成的洪積土體。山洪攜帶的大量碎屑物質流出溝谷口後,因水流流速驟減而呈扇形沉積體,稱洪積扇。
工程特徵:具分選性;常具不規劃的交替層理構造,並具有夾層、尖滅或透鏡體等構造;近山前洪積土具有較高的承載力,壓縮性低;遠山地帶,洪積物顆粒較細、成分較均勻、厚度較大。
工程地質問題:洪積土一般可作為良好的建築地基,但應注意中間過渡地帶可能地質較差,因為粗碎屑土與細粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成沼澤地帶,且存在尖滅或透鏡體。
4. 沖積土 形成原因:碎屑物質經河流的流水作用搬運到河谷中坡降平緩的地段堆積而形成,發育於河谷內及山區外的沖積平原中。根據河流沖積物的形成條件,可分為河床相、河漫灘相、牛軛湖相及河口三角洲相。
工程特徵:古河床相土壓縮性低,強度較高,而現代河床堆積物的密實度較差,透水性強;河漫灘相沖積物具有雙層結構,強度較好,但應注意其中的軟弱土層夾層;牛軛湖相沖積土壓縮性很高、承載力很低,不宜作為建築物的天然地基;三角洲沉積物常常是飽和的軟粘土,承載力低,壓縮性高,但三角洲沖積物的最上層常形成硬殼層,可作低層或多層建築物的地基。
5. 湖泊沉積物 形成原因:分湖邊沉積物和湖心沉積物兩類,湖邊沉積物由湖浪沖蝕湖岸形成的碎屑物質在湖邊沉積而形成的,近岸帶多為粗顆粒的卵石、圓礫和砂土,遠岸帶為細顆粒的砂土和粘性土;湖心沉積物由河流和湖流挾帶的細小懸浮顆粒到達湖心後沉積形成的,主要是粘土和淤泥,常夾有細砂、粉砂薄層。
工程特徵:湖邊沉積物具有明顯的斜層理構造,近岸帶土的承載力高,遠岸帶則差些;湖心沉積物壓縮性高,強度很低;若湖泊逐漸淤塞,則可演變為沼澤,形成沼澤土,主要由半腐爛的植物殘體和泥炭組成的,含水量極高,承載力極低,一般不宜作天然地基。
6. 海洋沉積物
海洋沉積物可分為如下四類:
濱海沉積物:主要由卵石、圓礫和砂等組成,具有基本水平或緩傾的層理構造,其承載力較高,但透水性較大。
淺海沉積物:主要由細粒砂土、粘性土、淤泥和生物化學沉積物(硅質和石灰質)組成,有層理構造,較濱海沉積物疏鬆、含水量高、壓縮性大而強度低。
陸坡和深海沉積物:主要是有機質軟泥,成分均一。
海洋沉積物:在海底表層沉積的砂礫層很不穩定,隨著海浪不斷移動變化,選擇海洋平台等構築物地基時,應慎重對待。
7. 冰積土和冰水沉積土
冰積土和冰水沉積土是分別由冰川和冰川融化的冰下水進行搬運堆積而成,其顆粒以巨大塊石、碎石、砂、粉土及粘性土混合組成。一般分迭性極差,無層理,但冰水沉積常具斜層理。顆粒呈稜角狀,巨大塊石上常有冰川擦痕。
8. 風積土
風積土是指在乾旱的氣候條件下,岩石的風化碎屑物被風吹揚,搬運一段距離後,在有利的條件下堆積起來的一類土。顆粒主要由粉粒或砂粒組成,土質均勻,質純,孔隙大,結構鬆散。最常見的是風成砂及風成黃土,風成黃土具有強濕陷性。
㈡ 常見的工程地質問題有哪些
風化、破碎岩層。風化一般在地基表層,可以挖除。破碎岩層有的較淺,可以挖除。有的埋藏較深,如斷層破碎帶,可以用水泥漿灌漿加固或防滲;風化、破碎處於邊坡影響穩定的,可根據情況採用噴混凝土或掛網噴混凝土罩面,必要時配合注漿和錨桿加固。
斷層、泥化軟弱夾層。對充填膠結差,影響承載力或抗滲要求的斷層,淺埋的盡可能清除回填,深埋的注水泥漿處理;淺埋的泥化夾層可能影響承載能力,盡可能清除回填,深埋的一般不影響承載能力。斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎或邊坡的滑動控制面。
鬆散、軟弱土層。對不滿足承載力要求的鬆散土層,如砂和砂礫石地層等,可挖除,也可採用固結灌漿、預制樁或灌注樁、地下連續牆或沉井等加固;對不滿足抗滲要求的,可灌水泥漿或水泥黏土漿,或地下連續牆防滲;對於影響邊坡穩定的,可噴射混凝土或用土釘支護。
滑坡體。斜坡內可能沿滑動面下滑的岩體稱為滑坡體。滑坡發生往往與水有很大關系,滲水降低滑坡體尤其是滑動控制面的摩擦系數和黏聚力,要注重在滑坡體上方修築截水設施,在滑坡體下方築好排水設施。防止滑坡,經過論證可以在滑坡體的上部刷方減重,未經論證不要輕易擾動滑坡體。
地下水發育地層。當地下水發育影響到邊坡或圍岩穩定時,要及時採用洞、井、溝等措施導水、排水,降低地下水位。
對結構面不利交匯切割和岩體軟弱破碎的地下工程圍岩,地下工程開挖後,要及時採用支撐、支護和襯砌。支撐多採用柱體、鋼管排架、鋼筋或型鋼拱架,拱架的間距根據圍岩破碎的程度決定。
岩溶與土洞。當建築工程不可能避開時,可挖除洞內軟弱充填物後回填石料或混凝土。不方便挖填的,可採用長梁式、桁架式基礎或大平板等方案跨越洞頂,也可對岩溶進行裂隙鑽孔注漿,對土洞進行頂板打孔充砂、砂礫,或做樁基處理。
㈢ 常見的不良地基土有哪些其工程地質問題是什
軟土地基主要受力層中的傾斜基岩或其他傾斜堅硬地層,是軟土地基的一大隱患。其可能導致不均勻沉降,以及蠕變滑移而產生剪切破壞,因此對這類地基不但要考慮變形,而且耍考慮穩定性。若主要受力層中存在砂層,砂層將起排水通道作用,有利於地基承載力的提高。
水文地質條件對軟土地基影響較大,如抽降地下水形成降水漏斗將導致附近建築物產生沉降或不均勻沉降;基坑迅速抽水會使基坑周圍水力坡度增大而產生較大的附加應力,致使坑壁坍塌;承壓水頭改變將引起地面的明顯沉降等。這些在岩土工程評價中應引起重視。此外,沼氣逸出對地基穩定和變形也有影響,通常應查明沼氣帶的埋藏深度、含氣量和壓力的大小,以此評價對地基的影響程度。建築施工的加荷速率的適當控制,或改善土的排水固結條件可提高軟土地基的承載力及穩定性。即隨著荷載的施加地基土強度逐漸增大,承載力得以提高;反之,若荷載過大,加荷速率過快,將出現局部塑性變形,甚至產生整體剪切破壞。
8.3.3軟土地基工程應注童事項
在軟土地區修建橋梁或其他建築物,首先應對地質、水文狀況進行詳盡的勘察,查明欲建場地軟土的地質及工程特性,掌握全面的、翔實的第一手資料,這是正確設置橋跨或其他結構物,選擇適當結構類型的首要條件,也是設計和施工能緊密結合實際情況,採取有針對性工程措施的關鍵環節。
軟土地基的強度、變形和穩定是工程中必須全面充分注意的問題,是造成橋梁或其他建築物產生過大或差異沉降、位移、傾斜、開裂和失穩等嚴重損壞事故的主要原因。國內外從實踐中對軟土地基上的基礎工程設計技術、施工方法、地基加固等方面已積累了不少成功經驗和科研成果,只要對這些成果借鑒和使用得當,則軟土地基上的橋梁或其他建築物的安全是能得到保證的。以下著重介紹有關軟土地區橋梁基礎工程應注意的事項,其他建築物也可參考。
1.合理布設橋涵
在軟土地區,橋梁位置既要與線路走向協調,又要特別注意橋梁建築物對工程地質的要求,如果地基土層深,厚軟黏土,特別是流動性的淤泥、泥炭和高靈敏度的軟土,不僅設計技術條件復雜,而且將給施工、養護、運營帶來許多困難,應力求避免。另選擇軟土較薄、均勻、靈敏度較低的地段應更為有利。對於小橋涵,可優先考慮地表硬殼層較厚,下卧層為一般均勻軟土處,以爭取採用明挖剛性擴大基礎,降低造價,方便施工。
在確定橋梁總長、橋台位置時,除應考慮泄洪、通航要求外,究竟應將橋台覆於何處,不能拘泥於在一般地質狀況下的習慣做法,應考慮合理的利用地形,地質條件,適當的延長橋長,使橋台置於地基土質較好或軟土較薄處,用橋梁代替高路堤,減少橋台和填土高度,會有利於橋台、路堤的穩定,在造價、佔地、運營條件和養護費用等通盤考慮後,往往在技術上、經濟上都是合理的。
軟土地基上橋梁宜採用輕型結構,盡量減輕上部結構及墩台自重。由於地基易產生較大不均勻不變,一般以採用靜定結構或整體性較好的結構為宜,如橋跨結構可採用鋼筋混凝土箱形梁,橋台採用十字形、U形橋台,橋墩採用空心薄殼結構等。橋洞宜用鋼筋混凝土管涵、整體基礎鋼筋混凝土蓋板涵、箱涵以保障橋身剛度和整體性。
設計時所用到的軟土的有關物理力學性質參數,應盡可能通過現場原位試驗取得。並應注意,我國沿海、內陸等地的軟土由於沉積年代,環境的差異,成因的不同,他們的成層條件,粒度組成,礦物成分有所不同。有時其物理力學性質指標雖相近,但工程性質並不相近,故不應相互借用。
2.軟土地基橋梁基礎設計應注意事項
為保證地基穩定並控制沉降在容許范圍內,作為設計者應從減輕荷載和提高地基承載力兩方面著手。對於上部結構設計來說,控制建築物的長高比,採用輕型材料,充分利用硬殼土層作持力層,加強基礎的剛度和強度等都是有利地基穩定,減少沉降和不均勻沉降的有益措施。對於基礎設計來說,首先要確定天然地基的承載能力和由於施加荷栽可能產生的最大沉降量、沉降差,並據以確定地基是否需要加固。如軟土地基上的路堤就有「填築臨界高度」的規定,即指天然地基上用快速施工方法修築一般斷面路堤所能填築的最大高度。並非凡是軟土地基,就一定加固處理。
軟土地區的橋梁基礎,常用的是剛性擴大基礎和樁基礎,也有用沉井基礎的,在軟土地基上設置上述類型基礎時,應注意以下幾個問題:
(1)剛性擴大淺基礎。在較穩定、均勻、有一定強度的軟土上修建結構簡單、對地基沉降要求不嚴的短跨徑橋梁,常爭取採用天然地基(或配合砂礫墊層)上的剛性擴大淺基礎。但常產生諸如:因軟土的局部塑性變形而使墩台發生不均勻沉降,由於台後填土的影響使橋台前後端沉降不均而發生後仰,有時還同時使橋台向前滑移等工程事故,因此,在設計時應注意對基礎受力不同的邊緣(如橋台的前趾、後踵)沉降的檢算及其抗傾覆、滑動檢算。
㈣ 土木工程地質的介紹
本書是全國高等抄院校土襲木工程類應用型系列規劃教材之一。本書共九章,主要內容包括緒論,礦物與岩石,地質構造,第四紀地質、地下水,常見地質災害,地下洞室圍岩穩定性分析,公路地質勘察方法,地市規劃和建設工程地質勘察,以及工程地質在土木工程中的應用實例。本書可作為高等院校土木工程專業教學用書,亦可供相關專業科技人員參考。
㈤ 常見的不良地基土有哪些其工程地質問題是什麼
變形控制原則比按強度控制原則更為重要。
軟土地基主要受力層中的傾斜基岩或其他傾斜堅硬地層,是軟土地基的一大隱患。其可能導致不均勻沉降,以及蠕變滑移而產生剪切破壞,因此對這類地基不但要考慮變形,而且耍考慮穩定性。若主要受力層中存在砂層,砂層將起排水通道作用,有利於地基承載力的提高。
水文地質條件對軟土地基影響較大,如抽降地下水形成降水漏斗將導致附近建築物產生沉降或不均勻沉降;基坑迅速抽水會使基坑周圍水力坡度增大而產生較大的附加應力,致使坑壁坍塌;承壓水頭改變將引起地面的明顯沉降等。這些在岩土工程評價中應引起重視。此外,沼氣逸出對地基穩定和變形也有影響,通常應查明沼氣帶的埋藏深度、含氣量和壓力的大小,以此評價對地基的影響程度。建築施工的加荷速率的適當控制,或改善土的排水固結條件可提高軟土地基的承載力及穩定性。即隨著荷載的施加地基土強度逐漸增大,承載力得以提高;反之,若荷載過大,加荷速率過快,將出現局部塑性變形,甚至產生整體剪切破壞。
8.3.3軟土地基工程應注童事項
在軟土地區修建橋梁或其他建築物,首先應對地質、水文狀況進行詳盡的勘察,查明欲建場地軟土的地質及工程特性,掌握全面的、翔實的第一手資料,這是正確設置橋跨或其他結構物,選擇適當結構類型的首要條件,也是設計和施工能緊密結合實際情況,採取有針對性工程措施的關鍵環節。
軟土地基的強度、變形和穩定是工程中必須全面充分注意的問題,是造成橋梁或其他建築物產生過大或差異沉降、位移、傾斜、開裂和失穩等嚴重損壞事故的主要原因。國內外從實踐中對軟土地基上的基礎工程設計技術、施工方法、地基加固等方面已積累了不少成功經驗和科研成果,只要對這些成果借鑒和使用得當,則軟土地基上的橋梁或其他建築物的安全是能得到保證的。以下著重介紹有關軟土地區橋梁基礎工程應注意的事項,其他建築物也可參考。
1.合理布設橋涵
在軟土地區,橋梁位置既要與線路走向協調,又要特別注意橋梁建築物對工程地質的要求,如果地基土層深,厚軟黏土,特別是流動性的淤泥、泥炭和高靈敏度的軟土,不僅設計技術條件復雜,而且將給施工、養護、運營帶來許多困難,應力求避免。另選擇軟土較薄、均勻、靈敏度較低的地段應更為有利。對於小橋涵,可優先考慮地表硬殼層較厚,下卧層為一般均勻軟土處,以爭取採用明挖剛性擴大基礎,降低造價,方便施工。
在確定橋梁總長、橋台位置時,除應考慮泄洪、通航要求外,究竟應將橋台覆於何處,不能拘泥於在一般地質狀況下的習慣做法,應考慮合理的利用地形,地質條件,適當的延長橋長,使橋台置於地基土質較好或軟土較薄處,用橋梁代替高路堤,減少橋台和填土高度,會有利於橋台、路堤的穩定,在造價、佔地、運營條件和養護費用等通盤考慮後,往往在技術上、經濟上都是合理的。
軟土地基上橋梁宜採用輕型結構,盡量減輕上部結構及墩台自重。由於地基易產生較大不均勻不變,一般以採用靜定結構或整體性較好的結構為宜,如橋跨結構可採用鋼筋混凝土箱形梁,橋台採用十字形、U形橋台,橋墩採用空心薄殼結構等。橋洞宜用鋼筋混凝土管涵、整體基礎鋼筋混凝土蓋板涵、箱涵以保障橋身剛度和整體性。
設計時所用到的軟土的有關物理力學性質參數,應盡可能通過現場原位試驗取得。並應注意,我國沿海、內陸等地的軟土由於沉積年代,環境的差異,成因的不同,他們的成層條件,粒度組成,礦物成分有所不同。有時其物理力學性質指標雖相近,但工程性質並不相近,故不應相互借用。
2.軟土地基橋梁基礎設計應注意事項
為保證地基穩定並控制沉降在容許范圍內,作為設計者應從減輕荷載和提高地基承載力兩方面著手。對於上部結構設計來說,控制建築物的長高比,採用輕型材料,充分利用硬殼土層作持力層,加強基礎的剛度和強度等都是有利地基穩定,減少沉降和不均勻沉降的有益措施。對於基礎設計來說,首先要確定天然地基的承載能力和由於施加荷栽可能產生的最大沉降量、沉降差,並據以確定地基是否需要加固。如軟土地基上的路堤就有「填築臨界高度」的規定,即指天然地基上用快速施工方法修築一般斷面路堤所能填築的最大高度。並非凡是軟土地基,就一定加固處理。
軟土地區的橋梁基礎,常用的是剛性擴大基礎和樁基礎,也有用沉井基礎的,在軟土地基上設置上述類型基礎時,應注意以下幾個問題:
(1)剛性擴大淺基礎。在較穩定、均勻、有一定強度的軟土上修建結構簡單、對地基沉降要求不嚴的短跨徑橋梁,常爭取採用天然地基(或配合砂礫墊層)上的剛性擴大淺基礎。但常產生諸如:因軟土的局部塑性變形而使墩台發生不均勻沉降,由於台後填土的影響使橋台前後端沉降不均而發生後仰,有時還同時使橋台向前滑移等工程事故,因此,在設計時應注意對基礎受力不同的邊緣(如橋台的前趾、後踵)沉降的檢算及其抗傾覆、滑動檢算。
防治措施:可採用人工地基,如有針對性的布設砂礫墊層,對地基進行載入預壓以減少地基的沉降和調整沉降差,或
㈥ 有什麼常見的土體嗎我做工程地質作業 說下常見的土體,有照片就最好了
粘土,粉土,砂土,還有很多,看怎麼分類
㈦ 工程地質包括哪些內容(土力學地基基礎第四版)
工程地質研究的主內容有:確定岩土組分、組織結構(微觀結構)、物理、化學與力學性質(特別是強度及應變)及其對建築工程穩定性的影響,進行岩土工程地質分類,提出改良岩土的建築性能的方法;研究由於人類工程活動的影響而破壞的自然環境的平衡,以及自然發生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建築的危害及其預測、評價和防治措施;研究解決各類工程建築中的地基穩定性,如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室,以及黃土的濕陷、岩石的裂隙的破壞等,制定一套科學的勘察程序、方法和手段,直接為各類工程的設計、施工提供地質依據;研究建築場區地下水運動規律及其對工程建築的影響,制定必要的利用和防護方案;研究區域工程地質條件的特徵,預報人類工程活動對其影響而產生的變化,作出區域穩定性評價,進行工程地質分區和編圖。隨著大規模工程建設的發展,其研究領域日益擴大。除了岩土學和工程動力地質學、專門工程地質學和區域工程地質學外,一些新的分支學科正在逐漸形成,如礦山工程地質學、海洋工程地質學、城市工程地質及環境工程地質學、工程地震學。
1工程地質與岩土工程的區別
工程地質是研究與工程建設有關地質問題的科學(張咸恭等著《中國工程地質學》)。工程地質學的應用性很強,各種工程的規劃、設計、施工和運行都要做工程地質研究,才能使工程與地質相互協調,既保證工程的安全可靠、經濟合理、正常運行,又保證地質環境不因工程建設而惡化,造成對工程本身或地質環境的危害。工程地質學研究的內容有:土體工程地質研究、岩體工程地質研究、工程動力地質作用與地質災害的研究、工程地質勘察理論與技術方法的研究、區域工程地質研究、環境工程地質研究等。
岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、處理或改良的科學技術(國家標准《岩土工程基本術語標准》)。岩土工程的理論基礎主要是工程地質學、岩石力學和土力學;研究內容涉及岩土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質或環境介質等諸多方面;包括岩土工程的勘察、設計、施工、檢測和監測等等。
由此可見,工程地質是地質學的一個分支,其本質是一門應用科學;岩土工程是土木工程的一個分支,其本質是一種工程技術。從事工程地質工作的是地質專家(地質師),側重於地質現象、地質成因和演化、地質規律、地質與工程相互作用的研究;從事岩土工程的是工程師,關心的是如何根據工程目標和地質條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的岩土技術問題。
2工程地質與岩土工程的關系
雖然工程地質與岩土工程分屬地質學和土木工程,但關系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質是岩土工程的基礎,岩土工程是工程地質的延伸,是有一定道理的。
工程地質學的產生源於土木工程的需要,作為土木工程分支的岩土工程,是以傳統的力學理論為基礎發展起來的。但單純的力學計算不能解決實際問題,從一開始就和工程地質結下了不解之緣。與結構工程比較,結構工程面臨的是混凝土、鋼材等人工製造的材料,材質相對均勻,材料和結構都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學、結構力學基礎上的計算是可信的。而岩土材料,無論性能或結構,都是自然形成,都是經過了漫長的地質歷史時期,在多種復雜地質作用下的產物,對其材質和結構,工程師不能任意選用和控制,只能通過勘察查明,而實際上又不可能完全查清。岩土工程師不敢相信單純的計算結果,單純的計算是不可靠的,原因就在於工程地質條件的不確知性和岩土參數的不確定性,不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然土力學、岩石力學、計算技術取得了長足進步,並在岩土工程設計中發揮了重要作用,但由於計算假定、計算模式、計算方法、計算參數等與實際之間存在很多不一致,計算結果總是與工程實際有相當大的差別,需要進行綜合判斷。
㈧ 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。
㈨ 常見工程地質有哪些問題與防治
工程地質問題是指已有的工程地質條件在工程建築和運行期間會產生一些新的變化和發展,構成威脅影響工程建築安全的地質問題稱為工程地質問題。由於工程地質條件復雜多變,不同類型的工程對工程地質條件的要求又不盡相同,所以工程地質問題是多種多樣的。就土木工程而言,主要的工程地質問題包括:(1) 地基穩定性問題:是工業與民用建築工程常遇到的主要工程地質問題,它包括強度和變形兩個方面。此外岩溶、土洞等不良地質作用和現象都會影響地基穩定。鐵路、公路等工程建築則會遇到路基穩定性問題。(2) 斜坡穩定性問題:自然界的天然斜坡是經受長期地表地質作用達到相對協調平衡的產物,人類工程活動尤其是道路工程需開挖和填築人工邊坡(路塹、路堤、堤壩、基坑等),斜坡穩定對防止地質災害發生及保證地基穩定十分重要。斜坡地層岩性、地質構造特徵是影響其穩定性的物質基礎,風化作用、地應力、地震、地表水、和地下水等對斜坡軟弱結構面作用往往破環斜坡穩定,而地形地貌和氣候條件是影響其穩定的重要因素。(3) 洞室圍岩穩定性問題:地下洞室被包圍於岩土體介質(圍岩)中,在洞室開挖和建設過程中破壞了地下岩體原始平衡條件,便會出現一系列不穩定現象,常遇到圍岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建設規劃和選址時要進行區域穩定性評價,研究地質體在地質歷史中受力狀況和變形過程,做好山體穩定性評價,研究岩體結構特性,預測岩體變形破壞規律,進行岩體穩定性評價以及考慮建築物和岩體結構的相互作用。這些都是防止工程失誤和事故,保證洞室圍岩穩定所必需的工作。(4) 區域穩定性問題:地震、震陷和液化以及活斷層對工程穩定性的影響,自1976年唐山地震後越來越引起土木工程界的注意。對於大型水電工程、地下工程以及建築群密布的城市地區,區域穩定性問題應該是需要首先論證的問題。
㈩ 地層中幾種常見土類及如何區分
具體可參見國抄標的岩土工襲程地質勘察規范里的土類劃分。比如
人工填土:顏色雜亂,成分也雜,可見建築及生活垃圾等。
沖洪積的砂土:主要是砂,還可見部分鵝卵石、礫石等
殘坡積的黏土:質地較純,部分上部可見植物根系,底部可見未完全風化的母岩殘塊等。