巖土工程勘察需注意問題

巖土工程勘察需注意問題第一頁，共43頁。一、地質構造的宏觀控制作用褶皺控制著地層的走向和產(chǎn)狀，主要分背斜和向斜兩種。斷層斷裂不僅使巖性破碎，而且是地下水的運移通道和賦存空間；風化深槽是地下水作用、地層特性與構造影響綜合作用的結果。線路勘察因長短不同可能跨越不同構造單元，分析區(qū)域地質構造意義重大。點狀勘察雖不跨越構造體但處于不利部位影響顯著。第二頁，共43頁。1、區(qū)域地質構造指褶皺和斷層，褶皺控制著地層的走向和產(chǎn)狀，主要分背斜和向斜兩種。第三頁，共43頁。廣州海珠城廣場基坑場地所處的區(qū)域地質構造位置（珠江向斜南翼，巖層傾向北西，傾角20～35°，開挖期間實測傾角25°）第四頁，共43頁。海珠城廣場基坑坍塌現(xiàn)場（05年7月21日12：30）第五頁，共43頁。海珠城廣場基坑南邊坍塌現(xiàn)場（7月22日）第六頁，共43頁。海珠城廣場基坑南側土釘墻支護剖面第七頁，共43頁。海珠城廣場基坑南側垮塌的內在根源

場地位于珠江向斜南翼，巖性為白堊系三水組泥質粉砂巖，泥鈣質膠結，由東南向北西傾斜，傾角20～35°，開挖期間實測傾角25°。雖然6米下即為巖層，但巖性破碎，存在3個強風化或全風化軟弱帶，開挖期間出現(xiàn)流水和流泥現(xiàn)象；

南側順坡且?guī)r體裂隙發(fā)育風化強烈，加上存在軟弱結構面等不利因素相互交集，是造成本次基坑垮塌的內在根源。第八頁，共43頁。廣州金沙洲局部區(qū)域地質構造。①吳川-四會深斷裂帶，②恩平-新豐深斷裂帶，③高要-惠來深斷裂帶第九頁，共43頁。恒大名都邊坡里橫路東側巖層的單斜層理第十頁，共43頁。恒大名都邊坡里橫路東側的單斜順坡與局部逆坡層理第十一頁，共43頁。大坦沙島向斜構造：核部為大塱山組(K2dl)紅層，翼部主要為白堊系三水組(K2ss)泥灰?guī)r。第十二頁，共43頁。大坦沙島7號勘探線地質剖面圖（向斜）第十三頁，共43頁。濱江東路某基坑開挖現(xiàn)場（08-12-20）（設計深度8.9m，采用鉆孔樁+角撐+錨索支護，嵌固2.6m，巖層埋深淺但由南向北傾斜）第十四頁，共43頁。濱江東路某基坑開挖現(xiàn)場（開挖表明巖層由南向北傾斜，傾角約20°）第十五頁，共43頁。濱江東路某基坑開挖現(xiàn)場（開挖表明巖層由南向北傾斜，傾角約20°）第十六頁，共43頁。2、斷裂作用主斷裂作用引起地層的錯層主斷裂作用往往造成次生平行燕狀斷裂斷裂作用引起巖性的破碎形成破碎帶斷層破碎帶往往是地下水的通道和富集場所。第十七頁，共43頁。廣州地區(qū)大地構造位置圖第十八頁，共43頁。第十九頁，共43頁。廣州東西向西灣路—麓景路段工程地質剖面廣從斷裂帶廋狗嶺斷裂帶第二十頁，共43頁。廣州南北向中山四路-東風路-越秀山-廣園路段斷裂帶發(fā)育剖面圖廋狗嶺斷裂清泉街斷裂廣從斷裂環(huán)市路斷裂第二十一頁，共43頁。瘦狗嶺斷裂帶剖面圖

K2—上白堊紀；1—砂巖；2—礫巖；3—斷層角礫巖；4—硅化巖；5—碎裂狀硅化巖；6—糜棱巖；7—裂隙；J1Y—早侏羅世花崗巖越秀山—桂花崗逆掩斷層示意圖

1－上白白堊統(tǒng)；2－下侏羅統(tǒng)；3－震旦系；4－混合巖；5－砂頁巖；6－粗砂巖；7－逆掩斷層

第二十二頁，共43頁。地鐵六號線橫沙站附近的風化深槽3、注意風化深槽次生斷裂破碎帶往往也是富水區(qū)和排水通道，且造成附近巖土層裂隙發(fā)育，在地下水作用下容易形成風化深槽第二十三頁，共43頁。廣州地鐵三號線延長線梅花園站平面圖第二十四頁，共43頁。梅花園站基坑中部的地連墻的變形達95mm第二十五頁，共43頁。梅花園站風化的花崗巖殘積土深槽由北向南傾斜角度達30°，造成南邊土壓力大于北邊土壓力，變形也南邊大北邊小。第二十六頁，共43頁。地連墻的變形北邊小南邊大并整體向北移動北邊的墻體測斜特點南邊的墻體測斜特征第二十七頁，共43頁。二、地層巖性變化與強度差異1、三大類巖石工程特征差異顯著沉積巖：包括陸相碎屑巖，如“紅層”，分布面積7259km2。海相沉積巖，如碳酸鹽巖出露分布面積7221km2。巖漿巖：噴出或侵入巖，主要為花崗巖類，占全省的1/3。變質巖：由花崗巖經(jīng)后期發(fā)生變質作用形成的混合巖；由沉積巖經(jīng)后期變質作用形成的片麻巖或白云大理巖。第二十八頁，共43頁。2、基底巖性不同，其工程特性差異顯著第二十九頁，共43頁。

巖石類的工程特征差異與地層時代關系不是很明顯，而與巖石類型密切相關。

硬質巖：花崗巖>80~100MPa(微風化)灰?guī)r>40~60MPa混合巖>25~40MPa碎屑巖（鈣鐵硅質膠結）>20MPa軟質巖：以泥質系列膠結為主(微風化)礫巖15~30MPa砂巖15~20MPa粉砂巖10~15MPa泥巖6~10MPa第三十頁，共43頁。中、微風化軟質巖強度特征表微風化巖（MPa）中風化巖（MPa）泥質礫巖15-3010-20泥質砂巖10-156-12泥質粉砂巖8-124-8泥質4-81.8-4注：如果芯樣的RQD<30%一般不能定為中風化巖。第三十一頁，共43頁。全、強風化軟質巖的強度特征標貫擊數(shù)f0(kPa)E0(MPa)全風化30<N<50600-70070-100土狀強風化50<N<60700-80090-120半巖半土狀強風化55<N<65800-1000100-150碎塊狀強風化N>60跳錘1000-1200120-200餅狀強風化餅高1-3cm1200-1500150-250短柱狀強風化柱高3-8cm1500-2000250-350第三十二頁，共43頁。三、土的強度特征1、殘積土花崗巖風化殘積土與母巖組成有關：礫質粘性土的母巖為粗?；◢弾r（下地殼巖漿巖），砂質粘性土母巖為二長花崗巖（中地殼巖漿巖），粘性土的母巖為正長花崗巖（上地殼巖漿巖）?；旌蠋r風化殘積土的母巖為各類花崗巖的變質巖，其顆粒經(jīng)重結晶后一般較粗，殘積土基本只有礫質粘性土和砂質粘性土。泥質軟巖風化殘積土也可根據(jù)母巖不同分為含泥砂土、粉土、粉質粘土及粘土。第三十三頁，共43頁。殘積土和一般粘性土的強度特征NF0(kPa)Es/E0（MPa）堅硬狀20~30500-70040-60/E0硬塑狀15-20350-50030-40/E0（硬）可塑狀10-15250-35020-30/E0（軟）可塑狀5-10150-2504-8/Es軟塑狀3-5100-1502.5-4/Es第三十四頁，共43頁。2、軟土的定義淤泥質土：定義為天然含水量大于液限，1.0<e0<1.5；

一般3<N<2擊、流塑狀、30%<w0<50%。淤泥：定義為天然含水量大于液限、e0>1.5、流塑狀；

一般N<2擊，50%<w0<120%。不能只以土的顏色為黑色或灰黑色就定名為淤泥或淤泥質土。廣東地區(qū)的淤泥軟土與全國其他地區(qū)如上海、天津等地相比，具有自己獨特的性質，主要表現(xiàn)為①高含水量，②富有機質，③大壓縮性，④低承載力，⑤厚度大且變化無常，⑥固結速度相對較快或很慢。第三十五頁，共43頁。3、對第四紀地層的認識珠江三角洲的第四系軟土又可細分為六組，自下而上為石排組（Q2-13）、西南組（Q2-23）、三角組（Q33、Q14）、橫攔組（Q2-14）、萬頃沙組（Q2-24）和燈籠沙組（Q34），其中西南組、橫攔組和燈籠沙組主要為含貝殼淤泥和淤泥質土，夾在以粉砂、礫砂或不純粘土為主的石排組、三角組和萬頃沙組地層之間，反映了珠江三角洲經(jīng)歷了三次海侵、三次海退的過程。平均厚度25.1m，總的趨勢為南厚北薄、越靠近珠江或珠江口處越厚。如珠海淤泥最厚的超過30m，而珠江以北地區(qū)的則普遍為1～3m左右；廣州雖在洲內偏北，但荔灣區(qū)由于古地貌為海灣，所以其淤泥厚度也有20m。第三十六頁，共43頁。4、砂土液化的判別的依據(jù)設防烈度>6°深度<15m或20mm（樁基）狀態(tài)：松散，N<10擊顆粒級配：粉細砂，粉土粘粒含量：<10%（0.005mm）飽和狀態(tài)：地下水位以下年代：Q4第三十七頁，共43頁。四、灰?guī)r區(qū)溶、土洞的發(fā)育條件灰?guī)r區(qū)的主要工程地質問題是土洞和溶洞的發(fā)育。溶洞形成三要素：1）巖性，對于質純的鈣質灰?guī)r比較容易被溶解形成溶洞，對于白云質灰?guī)r或變質灰?guī)r（白云巖或大理巖）則以鎂質含量較高，一般不太容易溶解而發(fā)育溶洞；2）構造作用，天然完整的灰?guī)r體即使有地下水作用也只有表面溶蝕，但由于構造作用使灰?guī)r體破碎或產(chǎn)生裂隙尤其是聯(lián)通的裂隙，這是地下水流動的通道；3）流動的地下水。但對于溶洞的形成年代往往需要用地質年代衡量，溶蝕速率較為緩慢。第三十八頁，共43頁。土洞發(fā)育的特點由于灰?guī)r面的起伏變化大，溶洞、溶溝、溶槽和溶蝕裂隙的存在和聯(lián)通，往往導致在其上覆的土層中發(fā)育土洞。土洞形成的規(guī)律：1）土洞往往發(fā)育于下覆有溶洞、溶溝、溶槽和溶蝕裂隙的上方或附近側邊，下覆的洞槽實際上是土體顆粒的儲藏庫；2）當灰?guī)r面上的地層為砂土或粉土時較易形成土洞，因土體顆粒間的凝聚力小，如果在灰?guī)r面上有一層粘性土隔水層，這樣在粘性土層上有砂層分布，發(fā)育成土洞的可能性要小的多；3）有流動的地下水并水位變化起伏大，是土洞發(fā)育的重要誘因。第三十九頁，共43頁。五、地下水的特性巖土工程在很大程度上都與水有關，一個巖土工程師如果不重視水的作用必將受到懲罰。主要地下水以松散土層孔隙水和巖類裂隙水為主，碳酸鹽巖裂隙巖溶水也較為豐富，另外構造斷層裂隙水也常常給工程建設帶來不利影響。在沿海區(qū)域和主要大江兩岸的地下水位一般較高，而且其水位除受季節(jié)性雨水影響變化外，還與潮汐作用有關，動態(tài)的地下水對工程的不利影響應予重視。第四十頁，共43頁。六、巖土地層的歸一性劃分工程意義重大

巖土工程勘察重在地層的物理力學特性，巖土地層從強度和性質成因上進行劃分對工程應用和對比意義重大。1、不同的勘察單位對同一種地層的分層方法、命名、劃分標準均不相同，極不一致，冠以不同的名稱及編號；難于對勘察成果進行共享和利用，造成大量的重復勘察和嚴重浪費，不能從已有勘察資料形成對區(qū)域工程地質條件的整體認識，更難于利用這些資料進行大區(qū)域的工程地質分區(qū)工作，工程應用也很不方便。造成多單位多工種的配合困難，因此采用歸一的巖土地層劃分方案具有重大的工程意義。第四十一頁，共43頁。2、巖土地層歸一性劃分的“九分方案”根據(jù)廣佛地區(qū)巖土地層的結構