惠州工程地质
① 大亚湾北部地区工程地质特征
李植庭1钟广见2黄家坚2
(1.广东省台山市第六建筑工程公司;2.广州海洋地质调查局,广州,510760)
第一作者简介:李植庭,男,1966年生,1987年毕业于湘潭矿业学院地质系,现工作于广东省台山市第六建筑工程公司,一直从事于工程地质工作。
摘要利用旁侧声纳、浅层剖面探测等物探方法对大亚湾北部地区工程地质条件进行勘测,发现本区的工程地质条件具有浅层剖面记录清晰,反射特征明显的典型性特征。确定了三个反射界面R1、R2、R3,进行全区的追踪闭合。R1界面特征稳定,为强振幅的连续反射,除局部有冲蚀外,界面平直;R2振幅较强,连续性较好,有轻微起伏;R3为起伏变化较大的强振幅反射界面。测区底质基本属于砂质粘土。
关键词大亚湾工程地质旁侧声纳浅层剖面砂质粘土
1区域概况
1.1地理位置
研究区位于惠州市大亚湾经济技术开发区,当地经济主要以农业和渔业为主。东联码头靠近海岸,在大亚湾的北部(图1,冯志强等,1996),在鹅洲岛北东部,港口泊位区在南海石化项目地点的南东部大约2km地方。
1.2地形和水深
大亚湾北部地区从海岸线往外,20~200m之间,标高在-10m以上。岛的西部海滩平缓,水深为4~5m。
东联码头位于大亚湾的北海岸。从澳头河口至Fan He港,海岸线可以划分为以下三段:①泥质岸线,从罗望角至岩前村;②砾砂和砾质岸线,从岩前村至李霞村;③砂质岸线(组成了海角和海湾),从李霞村至Fan He港。沿岸一般地形包括山地、丘陵、台地、冲洪积平原和砂堤等。
1.3气象和水文
根据霞涌气象站得到的1992年1月至1993年1月数据,以及本次观察的数据,盛行风主要为ENE—E方向,频率为26%;下一个盛行风为SSE—SSW方向,频率为22%。根据惠阳气象局提供的数据,当地气候为南亚热带季风气候。受一股冷空气流影响,在春季盛行近北风。当受强冷空气流影响时,风速可达布伦福特5到6级,最大可达8到10级。在夏季和秋季,当受季节风影响时,盛行偏南风。当遇上热带风暴时,最大的瞬时风速(在3秒之内)可达40m/s。在5月和11月为台风季节,平均每年有11个台风天,最多一次记录是1年达到26个台风天。
图1区域位置图
Fig.1Regional location map
最高气温为38.5℃,最低气温为0.7℃。在湾内每年平均气温为22.4℃和23.1℃。气温从4至6月增加很快,平均每月可增加大约3℃;气温从10至12月降低很快,平均每月可降低大约5℃。
平均最热月份的平均相对湿度为86%;平均最冷月份的平均相对湿度为74%。
年最大降雨量为2646.2mm,年平均降雨量为1989.4mm,在一天中最大降雨量为490.3mm。
年平均有雾天数为17天,在一年中最多的有雾天数记录为35天,有雾天主要在10月和3月。
年平均闪电天数为85天,在一年中最多的闪电天数记录为120天。
潮汐为不规则半日潮,理论最低潮为平均海平面以下1.02m。潮汐特征(在理论最低潮以上的基础上):平均高潮面为1.67m,最高潮面为2.86m,平均低潮面为0.64m,最低潮面为-0.24m,最大潮差为2.68m,最小潮差为1.03m。
陆地或岛屿挡住了大亚湾,除了在SE—E方向的位置,大亚湾是朝向南海。但从开放海面涌进的海浪在这个地区消散掉了。
大亚湾潮流是不规则半日混合潮,从开放的海面进入湾内遭受了重大变化。在潮流涌进湾内,由于海岸和浅海地形影响,浅水影响是明显的。当潮流涌进湾内时,涨潮持续时间逐渐减少,涨落范围增加。结果,湾内涌起的波浪每天产生四次高潮和四次低潮。湾内残留的潮流受到地形和风向的影响,湾内残留的潮流速度(1~10cm/s)少于湾外(10~26cm/s)。
1.4研究程度
2000年以前完成的工作、现有的数据和资料如下:
岩土工程勘察资料于1992年11月完成钻孔104个。物探资料调查面积26.5km2,浅地层剖面探测于1992年7月完成65km。
水文资料(表1)
表1水文资料
2测量和放样
2.1测量坐标系、高程基准面
坐标系:东联港水工码头、调头区、栈桥、海堤采用大亚湾独立坐标系,投影面为高斯平面。
高程基准面:采用理论最低潮面,该基准面与1956年黄海高程系的关系式如下:理论最低潮面高程值=1956年高程系高程值+0.82m。另外,本次用水准测量方法联测了国家Ⅲ等水准点新稔11,求得了1956年黄海高程系与1985年国家高程基准的关系如下:1985年国家高程基准高程值=1956年高程系高程值+0.1399m。
2.2测量方法
Ⅳ等GPS控制网的布设和施测
定位
东联港水工码头、调头区、栈桥、海堤测量的定位采用DGPS方式进行,采用有GPS-RTK功能的GPS接收机,基准站设在NH2,它在测量船作业期间不断向其发送差分信号。该方法的定位精度小于1m。
水尺设立及水位改正
采用NA2002电子水准仪按国家Ⅳ等水准的要求从BM2引测到米岭村新GPS点NH3,然后引测至位于霞涌镇附近的水尺1,位于东联港区附近的水尺2和水尺3。
进行水上测量作业时,水位观测每五分钟观测一次。
东联港水工码头、调头区、栈桥、海堤的水深测量采用水尺2及水尺3的水位数据进行改正。
地形测量采用GPS-RTK测量技术。东联港水工码头的岸边测至澳霞公路北侧。
测量平面精度为10mm;高程精度为±2cm。
3数据采集和处理
东联港区码头、调头区及海堤的测线按50m×100m格网及25m×25m格网布置实施水深测量、旁侧声纳探测及浅地层探测。50m×100m格网面积为1.734km2;25m×25m格网面积为0.467km2;岸边陆域部分0.059km2,采用地形测量方法施测。
在野外作业期间,正值冬季,大亚湾海区通常吹3~4级的东北—东风,由于受到两次寒潮的袭击吹6~7级强风,测区内海况一般为轻浪,仅有几天为中到大浪。测区潮位通常为0.5~1.5m,最大潮约为2.3m,最小潮约为0.6m。
3.1水深测量
水深测量采用挪威NAVTRONIC公司生产的NAVISOUND210型测深仪,换能器固定安装在测量船的左舷,在大的测量船(腾龙3号)上,换能器吃水深度为1.1m,在小的测量船(惠东1036号)上,换能器吃水为0.4m。作业时工作频率为220kHZ,量程设置为50m。测量的水深资料通过RS232串口传输到导航计算机并通过Hypack软件与导航定位资料和波浪补偿资料同时记录,记录时,每秒记录9个水深资料,测深仪同时打印模拟记录。记录上的点由Hypack导航定位软件按等距离方式控制打印,相邻mark点之间的实际距离为50m。
声速校正和换能器吃水校正是把校正声速值和换能器吃水深度值输入测深仪,由测深仪自动完成。
声速校正工作在每天作业开始前和工作结束后各进行一次,校正声速值由声速剖面仪(SVP)测得,作业期间测得的声速变化范围为1504~1515m/s,每天所采用的校正声速值为每天作业前所测得的声速。为了保证测深资料的可靠性,每天都进行测绳测量水深,把绳测得的水深值与同一点经过换能器吃水校正和声速校正后测深仪测得的水深值进行比较。作业期间每天的校正声速值和测深仪测深与测绳测深对比。
资料整理时,根据换能器和定位天线的平面位置关系,对换能器的位置进行了修正,修正公式为:
△X=sprt(a×a+b×b)×cos(α-θ)
△Y=sprt(a×a+b×b)×sin(α-θ)
式中:a,b为定位仪天线相对于测深仪换能器的偏移量,a为平行于船舷的偏移量,b为垂直于船的偏移量。
θ=arctg(b/a)
式中:a为测量船前进方向的方位角,由定位仪测得的前后两点的坐标确定。
原始记录文件中,每一秒钟测得一个坐标值(包括84坐标和大亚湾独立坐标)和十个水深值,以及记录了相应的时间和涌浪改正。绘图所采用的数据是根据绘图比例要求的点距对原始记录坐标进行取舍,并取出对应的水深、时间、涌浪改正,生成坐标文件。
原始记录文件中的水深值是没有经过潮位及涌(pitch heave and roll)浪改正,该两项改正在内业资料整理时进行,根据每一个坐标对应的时间加入潮位和涌浪改正。潮位资料由观测水尺获得,波浪改正资料由涌浪补偿仪测量并记录在原始记录文件中。
3.2旁侧声纳测量
海底图像扫描采用美国klein公司生产的klein2000旁侧声纳系统,作业时声纳拖鱼放置于作业船左舷水下,拖鱼电缆释放长度约20m,工作频率选用100kHz,量程选择:东联进出港航道中心线及基两侧扫测量程为200m。采用数字记录并打印监视图像,记录上mark点由Hypck导航定位软件按等距离的方式打印,相邻mark点之间的实际距离为50m。
3.3浅层剖面测量
浅层剖面测量采用美国datasonic公司生产的SBP-5000浅剖面系统,作业时换能器放置在测量船右舷,水下1.4m处,工作频率为3.5kHz,激发间隔为500ms,扫描宽度为100ms,采用模拟记录,记录上mark点由HYpack导航定位软件按等距离方式控制打印,相邻mark点之间的实际距离为50m。
在资料解释过程中,依据所获取的声学图像,结合东联码头区本次的地质钻孔进行地球物理解释,确定各反射层的反射界面、各层的岩性,通过时深转换,计算出反射层的厚度。时深转换的速度模型及时深转换尺。
单道地震剖面测量采用英国GeoAcoustics公司生产的Geopulse单道地震系统,作业时电火花震源,接收电缆均置于测量船左舷水下1m处,激发间隔1000ms,扫描宽度为125ms、相邻Mark点距为50m。
4工程地质特征
4.1水深测量
区内海底地形十分平坦,总体上是一个由西北向东南倾斜的单一水下斜坡,水深最小的在测区西北部,仅为0.30m,测区内水深最大的位于东南部,达5.20m;水深等值线呈北东向展布,以4.0m的水深线为界,本测区可划分为西北、东南两个区块;西北部海底地形变化稍大,水深0.3~4.0m,平均坡降为2.7×10-3。东南部海底地形变化则相对平缓,水深4.0~5.2m,平均坡降只有1.0×10-3。
4.2旁侧声纳
根据旁侧声纳扫测资料显示,并结合测区内的钻井资料综合分析,测区内的海底障碍物及底质分布特征如下:
在本区的中西部有一片宽约400m,长约1300m的珊瑚礁滩呈北东向展布,经钻孔揭示,珊瑚礁滩的厚度达到3.40m,该礁滩在声纳记录上特征十分明显,清晰。该礁滩是本区的主要障碍物。
本区的北部区域,表面沉积物为粉细砂到中粗砂,经钻探揭示,砂层的厚度达到3.25m。
本区南部区域,表面沉积物由淤泥和砂质淤泥组成,经钻探揭示,本区南部区域的肥粘土厚度均大于3.Om。
4.3浅层剖面探测
层序划分
本区的浅地层剖面记录大部分比较清晰,反射特征明显,但是局部区域,特别是DL6线以北的浅水区段,浅层剖面的记录面貌及反射特征则相对比较模糊。根据横穿K4、K5、K6……K10井的DZ11剖面,划分出R1、R2、R3三个反射界面,并从已知到未知进行了全区反复的追踪、对比和闭合。
R1界面平直,特征稳定,为强振幅的连续反射,在测区的西北部浅水区段缺失。R2振幅较强,连续性较好,界面起伏明显。R3为起伏变化较大的强振幅反射界面,在测区西北部浅水区段(珊瑚礁滩区),界面特征比较模糊,断续,连续性较差;在测区东南部界面特征则比较清晰,连续性较好,在浅层剖面记录上局部以尖峰状、灰黑色反射团块特征产出(图2、3)。
图2浅地层反射剖面特征
Fig.2Reflecting feature of Sub-bottom seismic profile
浅层结构
底质:根据旁侧声纳和浅层剖面资料显示特征,并结合测区内的钻探所揭示的结果。本区西北部的底质为粉细砂到中粗砂;测区中、西北部有一宽约400m,长约1300m的珊瑚礁滩呈北东向展布;其余区域的底质基本上为淤泥—砂质淤泥。
R0—R1层的厚度
该层在浅地层剖面记录上为浅灰色的近水平层,岩性均一,变化小;据分析,该层属于全新统海相沉积地层,经区内钻井揭示,该层为淤泥—砂质淤泥,厚度2.85~6.15m。
层Ⅰ的厚度分布具有西北薄,东南厚的特征,厚度等值线大致呈北东向展布。层I的厚度变化从本区西北角往东南角呈逐渐增厚趋势,厚度最小的位于本区西北角和西南角,只有2.0m;厚度最大位于测区东南角,达到7.0m。本区的其余区段,层I的厚度变化都较小,平均厚度均在3.0~5.0m之间。
R3界面的深度(风化壳顶面深度):R3界面深度变化范围较大,为4.0~22.0m,总体呈西北浅东南深趋势。本区西北部R3界面深度为4.0~12.0m;本区中部R3界面深度为12.0~18.0m;深度等值线呈近东西向展布;本区东南部R3界面深度为18.0~22.0m,并以零星的低凹、凸起形态产出。
图3浅剖地震解释剖面
Fig.3Sub-bottom seismic interpreted profile
参考文献
冯文科等.1988.南海北部晚第四纪地质环境.广州:广东科技出版社
冯志强等.1996.南海北部地质灾害及海底工程地质条件评价.南京:河海大学出版社
何廉声主编.1987.南海地质地球物理图集.广州:广东地图出版社
Engineering Geological Features On the North Part of Daya Bay
Li Zhiting Zhong Guangjian Huang Jiajian
(Guangzhou Marine Geology Survey,Guangzhou,510760)
Abstract:By using geophysical methods of sonar and profiles,We have surveyed engineering geology in the north area of Daya Bay.We discovered three reflection interface:R1,R2,and R3.Reflection interface R1is a stable and flat surface;its amplitude is much strong and continuing.R2reflects a little unlation,a good continuing,and strong amplitude.R3reflects a very big unlation and great variation in amplitude.The seabed material is sandy clay.
Key Words:Daya Bay of South China SeaEngineering Geology SonarSubbottom seismic profileSandy clay
② 常见的工程地质问题和对工程危害程度的评述
一、常见的工程地质问题
深圳地区常见的工程地质问题有软土地基不均匀沉降,岩溶地面塌陷,砂页岩互层软弱地层的崩塌、滑坡和对工程桩的影响,中生代晚期花岗岩中北西向断裂对工程桩的影响,北东向断裂对工程的影响。
二、对工程危害程度的评述
(一)软土地基不均匀沉降对工程的影响
深圳湾沿岸、珠江口东岸的沙井-妈湾、盐田港区、坝光西岸等地广泛分布着浅海相或海-陆交互相淤泥、淤泥质黏性土、泥炭、泥炭质土等,一般厚度为5~10m,部分为10~16m,最厚达22 m,加上填海造地时填土为5~10m,总厚度为15~25m。软土的特点是含水量高,压缩性高、强度低、透水性差,具有流变性和不均匀性,其工程特性远不能满足建筑物的变形和承载力及地面使用要求,必须进行加固处理。深圳地区近十多年来进行了皇岗口岸、福田保税区、深港西部通道口岸、后海填海区、滨海大道及其北部填海区、前海湾填海区、铜鼓航道填海区、深圳国际机场、盐田港填海区、坝光化工基地等大面积的填海造地,已经或将要填海总面积60km2以上,必须对厚5~22m的淤泥或淤泥质土进行加固处理,否则将会出现地基沉降或不均匀沉降,总变形量达软土总厚度的20%~30%。目前填海造陆普遍采用的方法是先抛石挤淤或爆破挤淤形成海堤或隔堤,然后抽排海水,晾晒淤泥、铺砂垫层、插塑料排水板,堆载预压或强夯加固等方法处理。
工程实例一福田保税区的赛意法(超大)厂区软土地基不均匀沉降对工程的影响
该厂位于福田保税区西部,地貌单元为海积平原,软土厚度10~15m。在进行保税区大面积软基处理时,未对该厂区的软基进行插塑料排水板,堆载预压或强夯加固处理,直接进行桩基础和上部建筑物施工,建筑物竣工后出现室内外地面不均匀沉降,造成室内隔墙严重变形开裂、设备倾斜下陷、室外道路严重下沉,管线变形断裂,无法按期交付使用。经国内外岩土专家论证分析,认为是因桩间软土未进行加固处理引起地面不均匀沉降。
工程实例二益田中学软土地基不均匀沉降对工程的影响
益田中学位于益田村东侧,地貌单元为海积平原、软土厚度5~10m。设计建筑地面采用搅拌桩处理,设计桩长均为14m,上部建筑基础采用桩基础,以残积土中下部或强风化岩为持力层。建筑物竣工后,在使用的初期,礼堂、部分教室及连廊地面出现不均匀下沉、倾斜、开裂,无法按期提供使用。经检测,部分搅拌桩未穿过淤泥层,桩底残留淤泥1~3m,因淤泥的沉降变形引发部分地面下沉。
(二)岩溶及岩溶地面塌陷对工程的影响
深圳市龙岗区的横岗、龙岗、坪地、坪山、坑梓、葵涌等地面覆盖层下,广泛分布有石炭系下统石磴子组灰岩、白云质灰岩、大理岩,多为厚层状、质纯。分布面积100km2以上。可分为覆盖型和埋藏型两种,覆盖型岩溶分布于横岗-龙岗-坪地河谷平原,碧岭-坪山-坑梓河谷平原和葵涌盆地中,覆盖层厚度一般10~25m,部分5~10m,覆盖层上部为第四系冲洪积粉质黏土,厚度8~20m,下部为含卵石砾砂,厚度1.0~5.0m。埋藏型岩溶分布于上述河谷平原的两侧及葵涌盆地周边,埋藏于石炭系下统测水组砂页岩的下部,多呈假整合接触,即石磴子组海相灰岩形成后,地壳上升,灰岩露出地表,接受风化剥蚀,地表水的冲刷溶蚀,形成溶沟、溶槽、石芽、石笋和石柱等岩溶地貌,并在沟槽中堆积了坡积物。地壳又缓慢下降形成浅海,接受浅海相砂泥质沉积,形成测水组砂岩、页岩、炭质页岩、泥岩等互层。埋藏深度一般大于30 m。据大量工程场地岩土工程勘察资料,钻孔见溶洞率为40%~80%,溶洞高度一般为0.5~3.0m,个别大于20m,可分为3~5层,上部溶洞大多为开口型,多被冲洪积或坡洪积含碎石粉质黏土全充填,分析可能属溶沟或溶槽堆积。下部溶洞较小,多为闭合型,半充填,深部溶洞为无充填。沿断裂带溶洞更为发育,溶洞和溶蚀裂隙中含丰富的岩溶裂隙水,且一般连通性好,与地表水联系密切。据志联佳、龙跃大夏场地群孔抽水试验,水位降深1.58~11.90m时,单井涌水量173.15~4968.00m3/d,渗透系数28.3~83.1m/d。
强岩溶发育区因地下岩溶和土层内土洞的不断发育和抽取地下水,引发地面塌陷。从1990年起该区发生多起地面塌陷灾害。例如:1990年冬在坑梓镇深汕公路两侧约10km范围陆续发生10余处大小不一的突发性地面塌坑;人民大道塌陷约10m2,深5m,造成一辆正在行驶的汽车掉入坑内;田心村在建的四层民居的中心柱下突然塌陷,陷坑面积30 m 2,深度4 m。1992年3月4日晚,龙岗镇巫屋村商业一条街刚封顶不到一个月的一栋三层楼的一角墙基突然塌陷,陷坑直径3 m,1994年6月龙岗镇盛平村一栋施工到三层的宿舍楼,突然倒塌,造成数十人伤亡。
上述强岩溶发育区为建设用地适宜性差区,被判定为不适宜建高层、超高层建筑区,如要兴建高层建筑则地基处理难度大,处理费用相当高。
工程实例一 龙岗中心城志联佳大厦岩溶塌陷对工程的影响
志联佳大厦原设计地上27层,地下2层,采用挖孔桩基础,先挖两层地下室基坑,再进行挖孔桩施工,基坑挖至冲洪积含卵石砾砂层时涌水量并不大,可用明沟及集水井和常用水泵排除。当各挖孔桩至灰岩顶板时则涌水,水头高约4m,一般涌水量5~20m3/h,最大50m3/h,整个基坑总涌水量大于3000 m 3/d,基坑很快被水淹,深约4 m。后采用封闭式降水井方案,在基坑周边布置18口大口径降水井,19个观测井,先进行试验性抽水试验,最大水位降深7.5m,观测井水位降低1.58~4.96m,平均3.72m,涌水量4968.0m3/d,降落漏斗半径约40m。然后选5口降水井,采用大排量水泵同时抽水,21个观测井,水位降低5.9~11.9m,平均8.28m,观测井水位降低1.71~7.58m,平均5.95m,总涌水量10841m3/d,平均单井涌水量2168.26m3/d,降落漏斗半径50m。数天后,基坑底及降水井周围出现5处地面塌陷,塌陷面积0.84~14.8m2,体积0.72~36.0m3。为了将地下水位降下去,满足挖孔桩施工要求,持续降水近一个月,每天排水量保持在11000m 3/d左右,后来引发场地南部800m处的西瓜铺村中道路突然塌陷,直径约15m,深度大于3m,四周30~40m范围内的房屋出现不同程度裂缝和倾斜。在村民集体向龙岗区政府强烈要求下,区建设局下令志联佳大厦停止降水。就此宣告志联佳大厦人工挖孔桩失败,直接经济损失400多万元人民币,间接经济损失难于估量,延误工期1年多。此后龙岗区政府一直未批准过在龙岗中心区(强岩溶发育区)超过20层的建筑物。
工程实例二 深圳市东部供水地下干线横岗西坑段地面塌陷对工程的影响
深圳市东部供水网格干线工程用于统筹解决深圳市的缺水问题,是深圳市城市供水系统的重要组成部分。取水点设在东江的惠州市东部水口镇,经惠阳县的马安、永湖、秋长、至龙岗区坑梓,引入松子坑水库。干线起点在松子坑水库11号坝下部,终点为南山区的西丽水库和宝安区的铁岗水库。输水建筑以隧洞为主,全线采用重力流输水方式。一号隧洞从碧岭谷地南缘汤坑村附近进洞,在深圳水库沙湾大望桥北侧出洞,全长17958m。隧洞断面净宽4.2m,净高5.3m。隧洞穿越横岗镇西坑村北侧,该段地面标高82.0m,设计隧洞底板标高40.2m,埋深42.0m。隧洞顶部地层自上而下为第四系全新统冲洪积砂卵石层,厚度1.3~11.2m;上更新统冲洪积含砾粉质黏土,厚度2.9~23.8m;石炭系下统测水组绢云母片岩、泥质粉砂岩风化残积土;石炭系下统石磴子组大理岩化灰岩或大理岩,西坑段隧洞位于灰岩部位。一号隧洞由东向西掘进至西坑村东北部F38断裂破碎带时(2000年5月3日)洞内突然涌水,涌水量约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干枯,大面积地面下沉开裂,民居墙壁倾斜开裂,一处民居突然倒塌,地面塌陷、陷坑直径大于4m,深度不详,总变形面积约7.3×104m2,地面普遍下沉2~5cm。塌陷出现在晚上,“轰”的一声巨响,振动新老屋村几平方公里范围,当地居民以为是发生地震。村、镇领导立即将老屋村村民紧急疏散,撤离到高处空旷地带,涌水事件震动了省、市政府各部门及大、小报媒体。市领导责令市水务局邀请在深圳的地质专家,研讨涌水原因和处理方法。并请深圳市勘察研究院对西坑盆地隧道段和老屋村受影响范围进行详勘,布置钻孔46个,群孔抽水试验2组,隧道段钻孔结合跨孔CT进行探测。请深圳市地质建设工程公司进行地表地质测绘和地面物探。总勘察费用80多万元人民币,隧洞停止施工长达半年以上,后采用径向全断面小导管超前注浆加固的堵水方法,逐段掘进,获得成功。直接经济损失近千万元人民币,延误工期近一年。
(三)软弱地层的崩塌、滑坡对工程的影响
深圳市龙岗区的横岗、平湖、龙岗、坪地、坪山、坑梓及葵涌镇等广泛分布的石炭系下统测水组泥质粉砂岩、石英砂岩、泥岩、页岩、炭质页岩互层。地貌单元一般为低丘陵或残丘谷地。当道路建设和开发建设用地的削坡坡度大于30°时则极容易出现崩塌或滑坡,多为顺层(顺层面或裂隙面)崩塌或滑坡,支护治理很困难,工程费用高,且难于根治,在台风暴雨季节极易复发。
工程实例 深圳市龙岗区坑梓街道北通道市政工程的主道和匝道路堑边坡,分东西两侧边坡,坡长180m,坡高12~42m,分3~5级,每级高约8m,坡角45°~60°。除坡顶有薄层坡残积土层外,均为强-中风化泥质粉砂岩、泥岩、页岩、炭质页岩互层。在道路建设中已采用浆砌石格构梁+植草进行支护。在交付使用前又出现多处崩塌及滑坡(图2-2-17至图2-2-20)。崩塌及滑坡长15~24m,高10~15m,厚2~3m,总体积300~500m3,多为顺层或顺裂隙面滑动或崩塌。
图2-2-17 北通道匝道区东侧边坡崩塌
图2-2-18 北通道匝道区西侧边坡崩塌
图2-2-19 北通道匝道区东侧边坡顺节理面崩塌
图2-2-20 北通道主道路堑北段沿炭质岩崩塌
(四)石炭系下统测水组砂页岩对工程桩的影响
深圳市龙岗区大面积分布石炭系下统测水组石英砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、页岩和炭质页岩互层。因各种岩性的矿物成分不同,其风化程度相差悬殊。石英砂岩难于风化,一般呈中风化状态,泥质粉砂岩呈强风化状态;泥岩、页岩、炭质页岩容易风化,多呈泥状、土状软弱夹层,相互组成软硬互层。软岩风化深度大,深达百米,硬夹层难于风化,呈中等风化夹层。有的场地地表就见到中风化石英砂岩,但钻穿后数米,甚至上百米见不到中风化地层,造成一栋建筑物的桩长相差很大,甚至找不到稳定的中风化地层。
工程实例 深圳市龙岗区欧景花园三期10、11号楼石炭系下统测水组砂页岩对工程桩的影响
欧景花园三期10、11号楼位于龙岗区中心城,龙岗区人民医院与妇幼保健院之间,建筑物高度为地上17~28层,地下3层的商住楼。场地原始地貌为残丘坡地。地层岩性:①第四系残积粉质黏土,层厚3.05~36.00m,由炭质粉砂岩、页岩风化残积而成,普遍夹强—中风化石英砂岩;②石炭系下统测水组炭质粉砂岩、页岩全风化带,厚度4.00~15.70m,夹较多强—中风化石英砂岩薄层;③强风化炭质粉砂岩、页岩,厚度3.20~36.00m,夹中风化石英砂岩;④中风化炭质粉砂岩,厚度2.30~20.10m,层顶埋深0.00~39.00m;⑤微风化炭质粉砂岩,揭露厚度1.74~13.30m,顶板埋深3.20~40.80m;⑥石炭系下统石磴子组灰岩,层顶埋深14.00~55.00m。场地处于构造小背斜的轴部,背斜轴为北东向。场地属埋藏型岩溶区,其轴部埋藏浅,场地东西两侧(两翼)埋藏深,由轴部向两翼逐渐加深,深达55.00m以下。两翼岩层倾角约75°,且地层挠曲现象明显。灰岩中岩溶发育,其中有13个钻孔见溶洞,洞高0.60~5.40m,大部分为无充填溶洞。
该工程采用冲孔桩基础,以微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩作持力层,施工前进行了施工勘察,基本上采用一桩一孔,复杂部位为一桩2~3个超前钻孔。发现同一根桩各超前孔见微风化灰岩顶板埋深一般相差1~3m,多者相差5.0~7.2m;见微风化炭质粉砂岩顶板埋深相差12.6~13.4m。说明同一根桩的微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩顶板埋深相差悬殊,起伏变化很大,极难将桩端嵌入稳定完整的微风化基岩中。各桩在终桩时均检验岩样后才下钢筋和浇灌混凝土。达到规范规定的龄期后才进行钻心法抽心检测,检查结果发现桩身混凝土质量完好,但有40多根桩的桩底持力层没有达到设计持力层(微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩)要求,甚至部分桩底基岩仍为强风化或全风化炭质粉砂岩。后采用补桩处理,基本上是一根不合格桩补二根桩,增加基础费用200多万元人民币。综上所述,证实在石炭系下统测水组砂页岩分布区不适宜采用端承桩和以微风化砂岩夹层为持力层,宜采用摩擦桩或摩擦端承桩,应尽量采用天然地基基础或复合地基,以避开下伏灰岩强岩溶发育带对基础的影响。
(五)中生代晚期花岗岩中的北西向断裂对工程桩的影响
中生代晚期花岗岩中的北西向断裂一般规模较小,且多被第四系掩盖,地表很难见到露头,但对山间溪谷有较明显的控制作用。断裂走向多为北西30°~50°,大部分倾向北东,个别倾向南西,倾角60°~75°。该组断裂形成于晚中生世以后和喜马拉雅期,几乎切截了北东向和东西向断裂,水平断距一般50~200m,多属张扭性断裂,构造岩为压碎岩、碎裂岩、角砾岩夹薄层糜棱岩,视厚度10~35m,为富水断裂。构造岩风化强烈,上部为土状,中部为砂砾状,下部为碎石状。断裂破碎带部位中、微风化岩埋深比断裂两侧正常基岩埋深大10~35m,对高层建筑工程桩持力层选取造成很大困难,且施工难度大,造价高。
工程实例一 深圳市国通大厦(原名无线大厦)北西向断裂对工程桩的影响
国通大厦位于深圳市福田区滨河大道与新洲二路交汇处的西南侧。设计建筑为四足鼎立的单体塔楼,主塔楼43层(其中地下3层),正方形、边长45m×45m,框架结构,基础砌置深度10m,单位荷重7500kN,属一级建筑物,对差异沉降敏感;副楼9层,矩形,框架结构,基础砌置深度5m,单位荷重180kN。场地地貌为残丘坡地,地面标高7.10~10.10m,下伏基岩为中生代晚期粗粒花岗岩。据详勘资料,主楼微风化花岗岩顶板埋深大部分地段为32.5~46.9m,标高-22.17~-38.3m。主楼的西南角见北西向断裂破碎带,断裂倾向南西,倾角约65°,构造岩为压碎岩,角砾岩夹薄层糜棱岩,厚度11.0~17.3m,铅直厚度24.3~38.2m,构造岩中可见绿泥石化和挤压现象,构造岩自上而下可分为土状、砾状和块状。主楼基础设计为人工挖孔桩,90%桩端以微风化岩作持力层,有效桩长23.0~36.5m,西南角位于断裂破碎带之上,完整基岩埋深81.0m,地下室底板以下埋深为71.0m,无法采用人工挖孔桩。经勘察、设计单位论证,借鉴已建成高层建筑在构造岩中的成桩处理经验,将西南角的桩端置于砾状构造岩之上,桩长40.0~45.0m,砾状构造岩的桩端承载力标准值取3700kPa。主楼西南角可节约桩长25~30 m,节约基础投资数百万元人民币。建筑物早已建成,安全使用近10年,主楼四角沉降量12.0~15.0mm,相差3.0mm,核心筒沉降量13.8~19.7mm,相差5.9mm,绝对沉降量及沉降差均满足规范要求。
工程实例二 深圳市福田区赛格群星广场北西向断裂对工程桩的影响
赛格群星广场位于深圳市华强北商业街北部,华强北路与红荔路交汇处的东南侧,建筑物由一栋40层写字楼及两栋32层商住楼组成,裙楼4层,局部8层,设3层地下室,基础埋深14.5m,建筑结构采用框剪-核心筒结构。建筑结构荷载大且差异大,单柱单桩荷载10000~152500 kN。场地地貌为残丘坡地,地面标高13.1~14.5m,下伏基岩为中生代晚期粗粒花岗岩、微风化基岩顶板埋深一般为27.5~38.8m,标高-14.0~-34.8m。写字楼西侧受北西向断裂影响,微风化基岩顶板埋深50.8~60.5m,标高-36.9~-46.6m,微风化基岩面与一般地段微风化基岩面相差22.9~11.8m,构造岩厚度10.0~14.2m。设计采用人工挖孔桩基础,一般桩端以微风化岩作持力层,写字楼西侧桩端以砾状构造岩带作持力层,取桩端承载力标准值3500kPa,经设计计算可满足单桩承载力及布桩要求,缩短了桩长,节约了基础投资400万元人民币。建筑物已建成使用7年,沉降量20~32mm,建筑物东西端沉降差6mm,绝对沉降量及沉降量差均满足规范要求。
③ 广东省地质单位有哪些
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④ 安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司怎么样
简介: 2006年9月7日,公司前身安徽惠洲地下灾害研究设计院成立。 2014年8月29日,公司依法整体变更设立为内安徽惠洲地质容安全研究院股份有限公司。 2014年9月24日,股份公司领取了合肥市工商行政管理局颁发的340106000008490号《营业执照》。
法定代表人:周官群
成立时间:2006-09-07
注册资本:2065万人民币
工商注册号:340106000008490
企业类型:股份有限公司(非上市、自然人投资或控股)
公司地址:安徽省合肥经济开发区桃花工业园汤口路41号