區域工程地質條件
① 什麼是區域工程地質
工程地質學的復分支學制科,是調查、研究和解決與各類工程建築有關的區域地質問題的科學。主要研究區域工程地質條件的形成和分布規律,指明不同區域可能產生的工程地質問題,為工程建設的區域規劃及改造不良區域工程地質條件提供依據。
② 海岸工程地質條件
環膠州灣海岸區域工程地質條件受地形地貌、地層岩性、地質構造、水動力條件等因素的控制,不同地區上述諸因素存在著差異。詳細研究近海不同地區的工程地質條件,對海岸帶規劃、工程地質環境適宜性、沿海工程建設和地質環境保護等方面均具有重要意義。
7.1.1 地形地貌
根據旁測聲吶掃描、水深測量以及淺地層剖面資料,對青島近海地貌體系特徵進行了研究,按地貌成因將其劃分為潮流地貌、潮汐河流復合地貌、海灘浪成地貌和人工地貌4個大單元。
(1)潮流地貌
潮流是半封閉海灣和開闊岸浪擊面(一般水深20m)以下塑造海底地貌的主要營力,該現象在膠州灣表現明顯。
膠州灣是一個半封閉的港灣,潮差大,波浪作用較弱,往復流成為控制灣內沉積作用的主要動力。灣口受基岩岬角地形的限制,口門狹窄,漲、落潮流在通過口門時,由於膠州灣口門的「狹管」效應,潮流加強了對底部的沖刷,使得灣口被侵蝕成溝槽。底部侵蝕的物質,在漲、落潮流的帶動下,漲潮在灣內沉積,落潮在灣外堆積,形成漲、落潮流三角洲。在地貌形態上,灣口處為主潮道,向灣內呈分支狀散開成為分支潮道,形成漲潮三角洲上的溝-脊相間地形,潮流沙脊為漲潮三角洲上的次級地貌形態。
(2)潮汐河流復合地貌
入灣河流多從西側進入,且為源近流短的小河。主要河流為大沽河,每年輸入灣內的泥沙達到959200t;其次為洋河,每年輸沙量為258100t。海灣波浪作用很弱,浪高多小於0.5m;沉積物受到潮流的作用,大部分在河口發生沉積。大沽河入海的流量為27.74m3/s,洋河入海平均流量在1.78m3/s,總體約為30m3/s,與潮流作用相比河流的作用相對較小。膠州灣西部潮流平均流速小於20cm/s,灣頂平均潮差比灣口增大約30cm,計算該區平均潮差在300cm,最大潮差500cm,所以該區主要動力為潮汐作用。當落潮至平均低潮面位置時(圖7.1),大沽河河道突入到三角洲前緣;當高潮時,大沽河及洋河下部曲流河道在潮流的頂托作用下實際上成為一條潮道,具有雙向潮流的特徵。羅家營剖面可見明顯的點壩和泥質潮上帶,主要由粉砂與泥互層組成,含有豐富的植物碎屑,在煙台頂附近潮坪可見貝殼堤。根據以中沙為主的潮道內貝殼的14C年齡測定,大沽河河口灣形成於約8.24±0.12kaB.P.,大沽河口7.40~7.65m貝殼14C年齡為5.93±0.18kaB.P.,李家莊2.30m淤泥14C年齡為6.01±0.08kaB.P.,確定該相屬於全新世中期高水位以來的沉積相。
圖7.3 大沽河-洋河三角洲沉積相序
(3)海灘浪成地貌
膠州灣海灘海浪侵蝕地貌也較發育,海蝕平台、海蝕洞、海蝕崖是常見的海蝕地貌形態。海蝕崖底部多處於波浪作用之下,因組成物質不同,其形態也各異。灣內的斷層海蝕崖分布在陰島東北的東洋嘴—邵哥庄一帶,該段海崖為NE-SW走向,岸線平直,斷層面向東南傾,傾角60°左右,斷層面除有浪蝕痕跡外,還有斷層鏡面和擦痕;海岸的東南側,尚有從東北向西南分布的海蝕平台和海蝕柱等海蝕地貌形態。
(4)人工地貌
隨著經濟建設的蓬勃發展,膠州灣近海沿岸的開發日新月異。灣北部和西北部平原海岸區開辟了大規模的鹽田,東部沿岸建設了許多工廠、海港。近幾年來,黃島也先後建築了幾座碼頭,並在近岸處建築了各種防潮牆、防浪堤。膠州灣的許多岸段早已不再是自然海岸,而是人工海岸。
7.1.2 地層岩性
(1)地層及基岩類型
膠州灣內的地層有古生界膠南群邱官莊組,白堊系的青山組和萊陽組,此外還有燕山期的花崗岩。其中,古生界膠南群邱官莊組主要為中厚層的白雲變粒岩和黑雲變粒岩及淺粒岩,青山組和萊陽組主要以青山組中酸性火山岩和中基性火山岩為主。
岩石力學差異性主要受岩性本身、斷裂構造及斷層附近相應岩脈侵入的影響,造成各種岩性的岩石力學指標不同; 同時,岩性變化及構造的影響,導致岩石風化界面的差異性甚為明顯,不同岩性的岩石風化層厚度相差巨大。上述差異性是工程建設中應重點考慮的主要工程地質問題之一。針對膠州灣的工程地質條件,以下幾點應予考慮:
1) 岩石界線: 兩種岩石的差異性可能導致承載力的不同,從而引起不均勻沉降。即使在力學性質較好的花崗岩區,如被無數條岩脈及斷層切割成非完整的塊體,其力學性質則會大大降低。
2) 脈岩帶 ( 群) 的發育: 脈岩發育本身就代表著處於伸展構造帶,在地下水的作用下,容易發生附近岩石的破碎和弱 ( 軟) 化; 其次,岩脈自身岩性存在差異,特別是煌斑岩容易發生風化。故工程建設應盡量避開脈岩帶。
3) 節理裂隙的發育: 易造成岩石軟 ( 弱) 風化程度的差異。緩平的節理在水做潤滑劑及建築物重壓下,如具有臨空面,則可能發生滑裂。因此,工程建設時應考慮節理裂隙的發育情況。
4) 基底起伏: 在灣口存在海底地表的強烈切割、小型沖溝發育以及不同地段基岩埋深的差異性,因此當建築物置於不同性質與厚度 ( 或埋深) 的地層上時,岩石地基存在較大的差異,將給工程帶來不良的影響。
( 2) 底質類型
膠州灣區內表層沉積物底質類型可分為以下幾大類型: 泥質礫、沙、粉沙質沙、泥質沙、沙質粉沙、礫質泥、含碎石結核礫質泥、沙質泥、粉沙、泥和黏土。其中,砂質粗粒沉積主要分布在大沽河、洋河河口附近,主潮道及分支潮道,漲、落潮流三角洲潮流沙脊以及大福島南部殘留沉積區; 粉沙及泥質細粒沉積主要分布在潮下帶水動力條件較弱的區域。研究區沉積體系劃分為大沽河 - 洋河潮汐河流復合三角洲、灣口兩側漲落潮流三角洲以及波浪作用下的海灘沉積體系。
( 3) 第四系厚度
調查發現,膠州灣內的沉積物大致與海岸平行分布。在 「V」形的底部是沉積中心,沉積物較為集中,灣內厚度變化很大,自 0m 至 52m 變化,平均厚度 21m。灣口附近缺失鬆散沉積物,向兩側逐漸增厚。在膠州灣西側,岸邊附近沉積物厚度一般小於 10m,向灣中心沉積物厚度逐漸緩慢增厚,中心厚度穩定,均在 25m 左右。在灣東岸,根據已有的資料顯示,沉積物厚度變化劇烈,自基岩海岸處 0m 厚迅速增加至 25m,且在馬蹄礁以北有兩個較厚的沉積中心,最厚處為 40 ~ 45m。在灣口以北 36°05'緯線附近,沉積厚度呈EW 向迅速變化,從灣口的 5m 左右迅速變為 25 ~ 40m。全新世以來的海相沉積層的厚度在膠州灣內最大約 10m,位置處於 36°05' ~36°08'和 120°09' ~120°17'之間,總體近 EW向展布。其餘地方的沉積物厚度約為 5m。自 36°05'以南至 120°19'之間的灣口位置,沉積物厚度基本為 0m。灣外主潮流通道處沉積厚度也較薄,根據鑽孔資料分析沉積厚度小於2m。向落潮流三角洲方向,沉積厚度逐漸增厚,在 36°及 120°30'位置厚度達到 10m。
7.1.3 地質構造
海岸帶主要以基岩斷裂構造為主,褶皺構造不發育。斷裂構造以 NE、NNE 向和 NW向3組斷裂為主要構造線,它們控制了區域地貌特徵和地層空間分布。其中,對工程地質環境有一定影響的斷裂主要是通過陸上露頭或海上淺地層剖面探測或調查推斷的斷裂。區內有重要影響的滄口斷裂寬度為50~100m,走向40°,傾向310°,傾角70°,控制萊陽群、青山群沉積及嶗山超單元的分布;帶內發育碎裂岩、粉碎岩及糜棱岩。第四系覆蓋嚴重,膠州灣內下降盤第四系厚度大。
7.1.4 水深及水動力條件
灣內地形總趨勢是西北淺、東南深,海底地勢自北向南傾斜,灣內平均水深約7m,灣口附近水深較深,最大水深為64m;灣口以外地勢較為平坦,平均水深約為20m。
該區潮流屬於正規半日潮流,漲潮歷時1~2h,運動方式為往復流,潮流流速從灣口至灣頂逐漸遞減,灣口的團島斷面流速為150~160cm/s,灣中部為70~80cm/s,灣頂部小於50cm/s。膠州灣的波浪主要有兩種:一是外海產生的涌浪,涌浪為E—SW向,以SE向的涌浪最多,年頻率為26%;二是灣內本身產生的風浪,NW向的風浪最多,年頻率為10%。波浪自灣口向灣內傳播時波高逐漸減小,灣內年平均波高一般不超過0.5m;膠州灣口中心50年一遇波要素H1/10大波平均波高為318cm。
7.1.5 潛在地質災害
從空間分布上將地質災害劃分為推斷斷層、不規則基岩面、地震、埋藏古河道、埋藏谷、潮溝、陡坎及沙波。構造、深層控制引起的地質災害有斷層、不規則基岩面和地震;處於海底淺層范圍的災害現象有埋藏古河道、埋藏谷及沖溝;海底表層因水動力條件的不同引起的微地貌現象有潮溝、陡坎和沙波;水動力條件強烈引起的濱岸及海岸變遷有海岸侵蝕及海水入侵。
7.1.6 岩土物理力學參數
岩土物理力學參數參考海灣大橋工程地質勘察相關資料,工程地質特徵主要表現為岩土力學性質的差異以及淤泥質軟土的土體物理力學性質。
③ 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
④ 工程地質條件包括哪些因素
(1) 地層的岩性:是最基本的工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性 相關書籍
、產狀版、權成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等.(2) 地質構造:也是工程地質工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義.(3) 水文地質條件:是重要的工程地質因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等.(4) 地表地質作用:是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大.(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代.平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇.
⑤ 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。
⑥ 區域工程地質及水文地質調查范圍怎麼算
一般都會有該地區的地形圖,通過地形圖上的面積以及比例尺可以計算出調查的范圍。
水文地質,地質學分支學科,指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來,水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域。
區域水文地質調查工作區域可以是自然地理單元或水文地質單元,也可以是行政區域,面積一般較大,在數百平方千米以上。小比例尺(小於1︰10萬)區域水文地質調查為綜合性區域水文地質調查,目的是為國民經濟發展和國防建設遠景規劃提供水文地質依據,並為今後進一步更大比例尺各種水文地質工作提供區域性水文地質基礎資料。中比例尺(1︰5萬~1︰10萬)區域水文地質調查可以是為國民經濟建設和國防建設提供較詳細區域水文地質資料的綜合性水文地質調查,也可以是為某一專門性水文地質工作任務提供較詳細區域水文地質背景資料的,在綜合性調查基礎上加有必要專門性調查工作的水文地質調查。小比例尺區域水文地質調查的主要任務是通過收集資料、地面調查、勘探、試驗和觀測工作等手段,查明調查區區域水文地質條件,包括主要含水層的岩性、埋藏分布條件,各含水層地下水的成因、類型、補逕排條件及其水質水量的分布和變化情況等。中比例尺區域水文地質調查的主要任務是在小比例尺區域水文地質調查的基礎上,通過增加必要的調查工作和提高調查工作的精度要求,進一步查明區域水文地質條件,並根據其專門性水文地質調查任務的需要,進行必要的專門調查、勘探、試驗和觀測工作,查明有關問題。中國區域水文地質調查工作始於1949年中華人民共和國成立以後。50年代和70年代初,佔全國陸地總面積約1/3的地區完成了1︰20萬區域水文地質普查。20世紀70年代後至今,全國除西藏地區、海拔4000米以上的高寒山區、原始森林地區和部分沙漠地區外,都已完成了1︰20萬區域水文地質普查。此外,根據需要,部分研究程度較高的地區完成了諸如農田供水、土壤改良、城市供水、生態環境等不同目的的1︰5萬或1︰10萬比例尺的區域水文地質調查。
第一講 區域地質調查方法與要求
工作方法
區域地質調查最基本最主要的工作方法是 野外實地勘查和觀測研究,並將所獲得的地質信息填繪在地理底圖上(見地質填圖),並按一定格式記錄下來(見地質編錄)。此外,為了更有效更准確地獲得和識別地質信息,還常採用以下方法:
①地球物理勘探,包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、核法勘探、地溫法勘探以及鑽孔地球物理勘探。 對重要成礦區帶取得的1:5萬高精度磁測、重力資料及激發極化法測量資料應進行系統的數據處理和分析解釋。對高精度重力和高精度磁測數據一般要進行濾波、位場轉換、解析延拓、局部異常的求取等數據處理。通過大比例尺物探數據的各類常規處理和對場源空間特徵的分析,結合區域地質礦產特徵,系統地推斷控礦構造、岩體、地層或標志層。綜合研究成礦環境和地球物理找礦標志。
②地球化學勘查。 應全面收集區內的區域地球化學、礦區(床)地球化學及異常查證等資料,應用范圍大體為: (1) 基礎地質:(a) 主要地質體的地球化學組份特徵; (b) 區域構造地球化學特徵。 (2) 礦產地質:(a) 區域地球化學背景與異常分布特徵;(b)成礦區帶、礦田及礦床地球化學特徵;(c) 局部地球化學異常組合特徵,異常解釋、推斷、追蹤評價及找礦地球化學標志;(d) 系統整理化探異常的面積、強度、規模、濃度分帶、組分分帶、各種比值等數據,研究分析化探異常分布規律、元素組合規律及與物探異常關聯對比等,結合異常地質背景和成礦條件,以及地表礦(化)點、蝕變帶分布,對化探異常進行定性解釋和分類排序,提出礦產檢查工作安排建議。 (3) 環境地質:(a) 城市及重要經濟區元素地球化學分布特徵;(b) 重要農業區元素地球化學分布特徵;(c) 地方病發生區元素地球化學分布特徵; (d) 重要自然景觀區元素地球化學分布特徵等。
③在基岩出露好、地質標志較清禁的地區,還可採用遙感圖象解釋的方法(見遙感地質)。遙感地質解譯工作重點是:區域構造格架解譯;各類地質填圖單元解譯;礦產地質解譯(如已知成礦、控礦地質體、地質構造追索圈定,與成礦、控礦相關的遙感線、環、紋、斑、色調等特徵影像提取,與成礦、控礦相關的隱伏岩體圈定等);災害、環境地質解譯(如滑坡、泥石泥、地裂縫、地面塌陷圈定等)。
④重砂測量(重砂指由比重較大、物理和化學性質比較穩定的礦物的顆粒所組成的鬆散集合體),通過重砂分析和綜合整理,發現並圈出礦產機械分散暈,即與礦產密切相關的指示礦物的重砂異常,據此進一步追索原生礦床和砂礦床。重砂測量包括人工重砂測量和自然重砂測量,是區域地質調查中廣泛使用的一種找礦方法。尤適用於水系發育的地區。
.區域地質調查
簡言之就是對一定區域范圍的基礎地質情況進行調查和研究。(簡稱「區調」、「區測」或「填圖」)。
(1)一定區域
就是國家統一規定按經緯度把全國分成若干個方塊,每一個方塊就是一個區域范圍。(以區域中重要城鎮命名,如巢湖幅)
(2)地質情況
包括:這個區域中的地層古生物、岩石、礦床、地球化學、水文、工程地質以及環境地質、農業地質、災害地質、地質構造等基礎地質。
區域地質調查的最終成果是地質圖、地質報告。
2.地質圖
將一定區域范圍內的各種地質體,按一定的比例尺,投影到地形平面圖上,並用規定的符號表示出來的圖件,稱為地質圖。
(1)按比例尺劃分地質圖
按比例尺不同可以劃分為不同比例尺的地質圖。
小比例尺地質圖:1/100萬——1/50萬,全國、全省范圍大區域地質調查
中比例尺地質圖:1/20萬——1/5萬,在一個省范圍內區域地質調查
大比例尺地質圖:1/2.5萬——1/1萬,還有1/1000-1/100(主要針對具體礦床、礦體或者小范圍特殊需要進行地質調查)
(2)地質體
沉積岩——可劃分到群、組、段
火成岩——包括各種岩體:花崗岩、輝長岩……等。
變質岩——不同變質程度的變質岩,若片麻岩、麻粒岩……等
其他地質體——如礦體、生物礁體、特殊地質標志層……等
二、填圖單位的確定原則與方法
1.侵入岩地區
是以不同的侵入體來劃分填圖單位。例如酸性花崗岩,中性的閃長岩,正長岩、基性、超基性的輝長岩、橄欖岩等,為不同的填圖單位。
2.變質岩地區
以不同的變質岩類型,例如片岩、片麻岩、麻粒岩、……等。
3.沉積岩地區
(1)以地層為基礎來劃分
①岩石地層 ②生物地層 ③年代地層 ④磁性地層 ⑤化學地層 ⑥礦物地層。目前主要以岩石地層為主。
(2)岩石地層單位劃分的原則
①依據岩性特徵和相對地層位置
②可以是一種或幾種岩石類型的組合
③整體岩性一致,野外易於識別
④岩石地層單位是客觀描述的實體,它不能根據成因和形成年代來劃分。(但反過來研究地層單位成因和形成年代,卻有助於客觀地選擇岩性標志,以便更好地劃分地層)。
(3)岩石地層單位的種類(可分為正式的和非正式的)
①正式的岩石地層單位:有定義並正式命名的「群」、「組」、「段」、「層」
A:群——是高級別的正式岩石地層單位(一般由縱向上相鄰的兩個或兩個以上的具有某種共同岩性特徵的組而成,或由一個規模較大的老組再分組升級為群,保留原地理名稱)。
B:組——是等級居中的岩石地層單位(劃分適度的地區性或區域性岩石地層單位)。
組的重要含義還在於其總體岩性一致,並具有可填圖性,即野外易識別、追索,並可在1:5萬地質圖上表示出來。
C:段——是級別低於組的岩石地層單位。段是組的組成部分。正式命名段必須具有與組內相鄰岩層明顯不同的岩性特徵,並且分布范圍廣,對研究區域地層有用。
D:層——是等級最低的岩石地層單位。層一般由岩性、成分、生物組合(視為物理特徵)等特徵顯著區別於相鄰岩層的單層或復層構成。它厚度不大(數厘米或數米至十餘米),在側向上橫穿不同的組或段,而名稱保持不變。通常只有區域性地層劃分對比的標志層才正式命名層。
②非正式填圖單位
非正式岩石地層單位是未被正式命名或不需要正式命名的局部性岩石單位。
常使用帶(段、層)、透鏡體、礁、(岩舌、岩楔)等術語(如灰岩礁、斑脫岩帶,生物化石富集帶(層)等。
劃分非正式岩石地層單位主要是為了突出其特殊性。
(4)比例尺不同,岩石地層單位劃分的級別不同
A:1/100萬——劃分到「群」(即幾個組合並)。
B:1/20萬,可以是「群」,主要以「組」為單位。
C:1/5萬——必須劃分到「組」,根據地質情況有時還可以劃分「段」。
D:岩石地層單位的厚度,在圖上表示時不能小於1mm。
不管比例尺大小,岩石地層單位的厚度,在圖上一般不能小於1mm。否則在地質圖上就表示不出來。
⑦ 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。
⑧ 什麼是工程地質條件
工程地質條件是指工程建築物所在地區地質環境各項因素的綜合。
包括:
(1) 地層的岩性:是最基本的工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性、產狀、成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等。
(2) 地質構造:也是工程地質工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義。
(3) 水文地質條件:是重要的工程地質因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等。
(4) 地表地質作用:是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大。
(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代。平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇。
(6)地下水:包括地下水位,地下水類型,地下水補給類型,地下水位隨季節的變化情況。
(7)建築材料:結合當地具體情況,選擇適當的材料作為建築材料,因地制宜,合理利用,降低成本。
⑨ 一、什麼是工程地質條件,包括哪些方面
工程地質抄學是地質學的一門分支學襲科,是工程科學與地質科學相互滲透、交叉形成的邊緣學科,從事人類工程活動與地質環境相互作用關系的研究,是服務於工程建設的應用科學。
工程地質問題:工程地質條件與工程建築物之間存在的矛盾或問題。研究內容如:工業與民用建築物的主要工程地質問題是地基承載力和地基變形問題;地下洞室的主要工程地質問題是圍岩穩定性問題;人工邊坡的主要工程地質問題是邊坡穩定性問題;岩溶區水庫的主要工程地質問題是水庫滲漏問題。主要通過查明工程建設區域的工程地質條件(包括岩土類型及其工程性質、地質構造、地形地貌、水文地質條件、工程動力地質條件、天然建築材料等),為工程建設的設計提供堅實的基礎地質資料。學生畢業後可在國土資源、水利水電、建築、能源、交通、煤炭、海洋、國防、科研院所、高等院校等部門從事勘察、設計、施工、管理、科研、教學等工作。