承德雙橋區(qū)地質(zhì)工程地質(zhì)分區(qū)及評價

承德雙橋區(qū)地質(zhì)工程地質(zhì)分區(qū)及評價

這項工作主要在承德雙橋區(qū)東西兩側(cè)內(nèi)側(cè)，南北兩側(cè)內(nèi)側(cè)劃分工程區(qū)。為了明確了解該地區(qū)今后會發(fā)生什么樣的地質(zhì)調(diào)查，明確需要解決這些主要的工程區(qū)質(zhì)問題，制定合理的測量和施工方案。客觀、實用、經(jīng)濟、合理。因此，測量方法的選擇和測量配置具有很高的預(yù)見性和相關(guān)性。1承德地區(qū)雙橋區(qū)的工程結(jié)構(gòu)1.1地形地貌對比該區(qū)地處燕山山脈東段,四面群山環(huán)抱,山巒疊嶂,為淺切割的中—低山區(qū),中部為低平的漫灘、階地。武烈河自北而南縱貫全區(qū),于大石廟南匯入灤河。武烈河兩側(cè)的中—低山,在古老變質(zhì)巖出露的地區(qū),多為低矮而平緩的丘陵地貌,山頂多呈圓形或渾圓形,而中生界后城組砂礫巖、礫巖出露地區(qū),常形成陡峻山崖、怪石嶙峋、奇峰異頂?shù)牡は嫉孛?中部武烈河流域及兩側(cè)山間溝谷為漫灘、階地及“V”字形山間溝谷地貌。圖幅內(nèi)絕對高程為315.5～677.5m,相對高程70～360m。地形總的變化趨勢為北西高,南東低;武烈河?xùn)|西兩側(cè)由遠(yuǎn)而近,地勢由高變低,沿武烈河流向,自北而南逐漸變低,中部開闊,四周地形起伏,巖層微向中間緩傾斜,傾角4°～10°,構(gòu)成了山間河谷小盆地堆積的地貌形態(tài)(圖1)。1.2該層區(qū)內(nèi)地層出露簡單,按不同地層的形成時代、成因和巖性特征自老至新劃分如下;(1)巖、淺粒巖組巖由一套古老的變質(zhì)巖系組成,巖性為各類片麻巖,混合巖化變粒巖、淺粒巖,局部地段夾有薄層磁鐵石英巖和長英巖、偉晶巖及中酸性脈巖等。新鮮巖石致密、堅硬,片麻巖產(chǎn)狀近于東西走向,傾角75°～85°左右,分布于四人溝—離宮—普樂寺一線以北地區(qū)。(2)人溝—中生界中侏羅統(tǒng)后城組(J2h):為一套由內(nèi)陸湖泊相碎屑沉積的礫巖、礫巖夾砂巖,分布于四人溝—離宮—普樂寺一線以南地區(qū)。中侏羅世后期在普樂寺區(qū)內(nèi)大北溝—小溪溝—太平橋—一市場—二仙居沿旱河自于家溝—市醫(yī)院一帶有中性熔巖—安山巖的廣泛分布。(3)、圓礫和社會主義地層為一套松散的河流沖、洪積堆積,按組成物質(zhì)成分不同可分為紅褐、褐色等深色的粉質(zhì)粘土及礫砂、圓礫和卵石層,局部夾薄層中、粗砂透鏡體,該層雖未經(jīng)成巖固結(jié)作用,但因生成時代較長,壓實作用明顯,密實程度高,常見有較發(fā)育的垂直節(jié)理,分布于武烈河沿岸不對稱Ⅱ級階地上,地層連續(xù)性差,其上常被近代人工沖填物(生活垃圾、建筑垃圾、人工填土)覆蓋。(4)新四系的新系統(tǒng)q4al為一套近代河流的沖、洪積及人工沖填的松散堆積物,以粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、礫砂及圓礫層為主,分布于武烈河沿岸的Ⅰ級階地和山間溝谷之中。1.3馬拉雅期沉積型階地該區(qū)位于冀北緯向隆起帶北緣與燕山緯向斷裂帶過渡的中生代斷陷盆地北緣,區(qū)域構(gòu)造以斷裂帶作用為主。喜馬拉雅期,該區(qū)地殼運動仍以垂直抬升運動為主。致使該區(qū)武烈河沿岸在水的長期剝蝕作用下,形成不對稱的兩級階地。Ⅰ級階地鄰近河床,高出近代河床2～7m,Ⅱ級階地為基座式階地,前緣常發(fā)育5～20m高的陡坎或前緣階坡,這些陡坎的形成不僅反映了河水的長期剝蝕作用,也是地殼升降運動的明顯標(biāo)志。1.4地下水的主要類型本區(qū)水文地質(zhì)條件比較簡單,沿武烈河沿岸及山間溝谷地段,地下水主要類型為第四系松散沉積層中的孔隙性潛水及基巖表層風(fēng)化裂隙潛水。區(qū)內(nèi)地下水主要靠大氣降水補給,與武烈河有密切的水力聯(lián)系,主要以地下徑流方式排泄。2承德地區(qū)工程地質(zhì)勘探的主要依據(jù)和工程地質(zhì)勘探2.1巖土地質(zhì)性質(zhì)及地震反應(yīng)條件1)地形地貌特征;2)地層構(gòu)造、形成時代、成因類型;3)區(qū)域構(gòu)造條件、節(jié)理、裂隙構(gòu)造發(fā)育程度、結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)、產(chǎn)狀及其變化規(guī)律性;4)巖土組合類型、物質(zhì)成分、成因及物理力學(xué)性質(zhì);5)地下水類型、埋藏條件、富水程度及其對建筑物的腐蝕作用能力;6)區(qū)域地震作用對該區(qū)的影響程度;7)其他不利的工程地質(zhì)因素。2.2工程地質(zhì)分區(qū)將承德市雙橋區(qū)北起紅星機械廠,南到頭道溝,東自紅石巒溝西至水泉溝約40km2范圍劃分為A、B、C、D四個工程地質(zhì)區(qū);山間溝谷和武烈河兩側(cè)基巖裸露區(qū),同時還可以根據(jù)每個工程地質(zhì)區(qū)內(nèi)各種條件的差異繼續(xù)劃分各段。3不同技術(shù)區(qū)域的技術(shù)特征3.1該區(qū)域的主要技術(shù)特征3.1.1寬度隨比大的變化A區(qū)主要由武烈河兩岸呈“S”型帶狀分布,自北而南縱貫全區(qū)。在圖幅范圍內(nèi),由北而南發(fā)育寬度由寬變窄,北興隆街—喇嘛寺最寬可達1600m,南部半壁山—火車站一帶寬為200m,至頭道溝一帶,A區(qū)寬度約400m,發(fā)育寬度的巨大差異與基巖性質(zhì)的不同密切相關(guān)。3.1.2武烈河河口內(nèi)A區(qū)主要為Ⅰ級階地的地貌單元,一般高出河床2～3m,在市區(qū)內(nèi),前緣于武烈河河床人工堤壩相隔,市郊常以前緣斜坡與河床相連。地形比較平坦,由北向南或從遠(yuǎn)離河床向河床方向緩傾斜,地形起伏變化不大,一般坡度角小于10°,最大坡角不超過15°。3.1.3層結(jié)構(gòu)和材料組成特征按物質(zhì)成分、成因類型、形成時代及巖土工程力學(xué)特征,由上而下可劃分為以下3個大層,其中第二大層中又可分為2至3個亞層。(1)植物結(jié)構(gòu)組成該層屬文化期產(chǎn)物,為一套物質(zhì)成分極為復(fù)雜,結(jié)構(gòu)非常松散的近代堆積、充填和耕植物組成,分布于整個A區(qū),厚度變化大,在0.2～6m之間。(2)基性細(xì)砂-中砂層①粉砂、細(xì)砂、粉土、粉質(zhì)粘土層,局部夾中、粗砂或夾淤泥質(zhì)土透鏡體,該層分布廣泛,北起北興隆街、南至開發(fā)區(qū)A區(qū)范圍內(nèi)均有分布,只是在各地段的發(fā)育程度和土質(zhì)情況不盡相同。該層可作為低層建筑物的地基持力層,承載力標(biāo)準(zhǔn)值可達80～120kPa,一般粉質(zhì)粘土承載力為80～100kPa,粉細(xì)砂-中砂層,承載力可達100～120kPa。②礫砂、圓礫或卵石層,為A區(qū)主要代表層,層位穩(wěn)定,且厚度較大,底部直接覆蓋于基巖之上。該層層位穩(wěn)定,厚度較大,力學(xué)性質(zhì)較好。據(jù)現(xiàn)場原位測試,動力觸探(N63.5)平均擊數(shù)多在7擊以上,最高可達14擊以上,容許承載力可達250～400kPa,是市內(nèi)建筑物的良好持力層之一。(3)中生界侏羅系內(nèi)陸湖波火山—基巖:為第四系松散層下的堅硬巖石層,按巖石形成的時代、成因的不同,區(qū)內(nèi)基巖可劃分為3大類。①太古界白廟子組片麻巖,巖石具有明顯的片麻狀構(gòu)造,巖性較均一,分布在A區(qū)離宮—北興隆街—喇嘛寺—線以北。②中生界侏羅系后城組礫巖,即承德礫巖,分布在喇嘛寺—北興隆街—迎水壩—一市場—二仙居一線南區(qū),為中生代內(nèi)陸湖波火山—碎屑沉積巖,巖石成分復(fù)雜,成層性不明顯,巖石均一性差,各向異性顯著,結(jié)構(gòu)面發(fā)育且變化。③中生代燕山晚期火山熔巖,即區(qū)內(nèi)的安山巖,沿著不同性質(zhì)巖石的不整合面溢出,分布在A區(qū)小溪溝—一市場—二仙居一線以西地段。3類巖石均屬致密塊狀堅硬的硬質(zhì)巖石,但因形成時代、成因、物質(zhì)成分的其他多種因素的不同,其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)亦有明顯的差異性。該層基巖頂面一般較平緩,埋深9～15m,坡度一般5°～10°,最大不超過20°。3.2b區(qū)的主要技術(shù)特征是b區(qū)的主要技術(shù)特征3.2.1離宮宮間農(nóng)間地區(qū)B區(qū)由武烈河兩岸Ⅱ級階地構(gòu)成,因武烈河兩岸Ⅱ級階地呈極不對稱發(fā)育,主要分布于武烈河兩岸,由離宮宮殿區(qū)沿南營子大街—翠橋南路以西區(qū)域,即北起碧峰門離宮城墻經(jīng)佟山南至烈士陵園的山間臺地和坡麓地段,南北長約2800m,東西寬約400～1500m,且被近東西向展布的山間溝谷分割成4段;武烈河?xùn)|岸Ⅱ級階地不發(fā)育,僅在普樂寺及含龍山至柴家溝等地呈零星塊狀分布。3.2.2階地陡坎風(fēng)險在地貌上以山間坡麓斜坡為主,局部亦有山間階地狀小臺地出現(xiàn),在階地前緣多與山間溝谷地段交匯,常發(fā)育有5～20m高的階地陡坎。在地貌上一般由山里向山外呈三面半圓弧形傾斜,地形坡度一般多在20°～30°以上,局部地段發(fā)育成斜坡,沿斜坡有時發(fā)育呈雨裂形沖溝,使地形更加復(fù)雜化,如鹿柵子溝、于家溝、付家溝等次級沖溝地段。3.2.3粘土層土粉細(xì)砂層依據(jù)形成時代、成因、物質(zhì)成分及物理力學(xué)性質(zhì)劃分地層層序如下:(1)第四系全新統(tǒng)耕土(Q4pd)和填土(Q4ml):耕土多分布在Ⅱ級階地后緣、尚未涉及工程建設(shè)地段、老百姓的耕植地段,植物根系發(fā)育;填土為一套物質(zhì)成分極為復(fù)雜、結(jié)構(gòu)較為松散的近代堆積物,包括生活垃圾、建筑垃圾和工業(yè)垃圾等。該層土厚度變化較大、一般0.3～3m左右。(2)第四系上更新統(tǒng)(Q3al+pl):①黃褐色—紅褐色粉質(zhì)粘土層,局部含黑色炭質(zhì)斑點,含有少量沙礫,局部地段夾薄層中、粗砂或礫砂透鏡體,稍濕,呈可塑-硬塑狀態(tài)。該層厚度較大,出露位置越高,層厚越大。該層土不同于全新統(tǒng)(Q4al+pl)中的粉質(zhì)粘土層,主要表現(xiàn)在以下各方面:厚度巨大;壓實狀,層理清晰;含水量普遍較低;液限指數(shù)小,有時出現(xiàn)負(fù)值,呈可塑-硬塑,局部可達堅硬狀態(tài);孔隙比小;節(jié)理裂隙或劈理發(fā)育,在斜坡地段常發(fā)育呈雨烈沖溝;局部地段可能具有濕陷性;力學(xué)性質(zhì)較好。該層是良好的天然地基持力層,承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=180～300kPa。②粉、細(xì)砂層(Q3al+pl):呈黃褐色,粒度均勻,常充填有粘性土,稍濕,局部漸變?yōu)榧?xì)砂及粉土層,該層不穩(wěn)定,厚度0.2～2m左右,多呈透鏡體零星分布,承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=250～280kPa。③圓礫層(Q3al+pl):該層呈灰褐色—暗褐色,礫石成分比較復(fù)雜,以片麻巖、凝灰?guī)r及中酸性火山巖為主。該層層位不穩(wěn)定,厚度0.5～3.6m,局部缺失,層底標(biāo)高變化較大,333～353m?？傊搶用軐嵆潭雀?力學(xué)性質(zhì)好,各向項異性明顯,承載力達350～500kPa。(3)基巖:根據(jù)基底巖石的成巖作用和成因可分為南北兩區(qū),以四人溝—榛子溝—碧峰門—離宮—普樂寺以北為古老片麻巖,大北溝—小溪溝—市醫(yī)院一帶為中侏羅統(tǒng)安山巖,佟山以南地區(qū)為中侏羅統(tǒng)礫巖,各種巖性如前所述。3.3c區(qū)的主要工程屬性3.3.1河?xùn)|岸分布C區(qū)分布于武烈河兩岸的山間溝谷地段,尤以河西岸的西大街旱河、石洞溝、牛圈子溝及山神廟溝等較為發(fā)育,河?xùn)|岸僅分布于大、小老虎溝和紅石巒溝等地。武烈河兩岸的山間溝谷呈北西向和近東西向展布,長2～5km,寬50～300m,武烈河?xùn)|岸山間溝谷多呈北東—東西展布,長1～6km,寬30～200m,這種不對稱發(fā)育的特征除受巖性控制外,主要與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景直接相關(guān)。3.3.2不同、河?xùn)|北部的地形區(qū)武烈河兩岸的山間溝谷的生成、發(fā)展過程有明顯的不同、河西岸主要是在二級階地的沖溝基礎(chǔ)上進一步發(fā)展起來的,因此在溝谷的兩側(cè)及半山坡上仍保留有Ⅱ級階地的地層結(jié)構(gòu),溝谷短且寬度較大。3.3.3第四系松散層結(jié)構(gòu)植物基巖類型依據(jù)地層層位、形成時代和物質(zhì)組成及物理力學(xué)性質(zhì),仍可劃分為:(1)第四系全新統(tǒng)地層(Q4):①雜填土(Q4ml):為近代人工堆積填土,主要由生活垃圾、建筑垃圾及填土等,厚度大小不等,0.3～5.6m,成分復(fù)雜,局部地段有植物根系。稍濕—濕狀態(tài),結(jié)構(gòu)松散,無明顯壓實現(xiàn)象。②粉質(zhì)粘土(Q4al+pl):黃褐色—暗褐色,其中有時含少量砂、礫、呈可塑—軟塑-流塑狀態(tài)。稍濕—飽和,局部地段夾礫砂透鏡體,厚度1～7m,屬中—高壓縮性土,承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=90～110kPa。③礫砂、圓礫層(Q4al+pl):該層呈黃褐色—暗褐色,角礫多呈棱角狀和次棱角狀,角礫成分比較單一。承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=90～350kPa。(2)基巖:為第四系松散層下的基底堅硬巖石,因區(qū)內(nèi)位置的不同,基巖性質(zhì)和種類亦不同。大致可分為3種類型:①西大街旱河潘家溝以西地段,基巖為片麻巖。②西大街旱河市醫(yī)院—勞動大廈地段,基巖為安山巖。③其他溝谷地段基巖均為中侏羅統(tǒng)后城組礫巖。3.3.4表層風(fēng)化裂隙水該區(qū)地下水仍以第四系下部角礫—礫砂層中的孔隙型潛水為主,基巖表層風(fēng)化裂隙水次之,局部地段可能發(fā)現(xiàn)構(gòu)造裂隙水。地下水補給主要受大氣降水補給,地下水的變化幅度與旱河溝谷地表水體有密切聯(lián)系,水位埋深一般2～6m。3.4小風(fēng)半封式低山丘陵區(qū)D區(qū)為遠(yuǎn)離武烈河?xùn)|西兩岸的中—低山區(qū),基巖大面積直接裸露于地表,陽坡地段尤為明顯,常無植被和上覆第四系土層,陰坡植被發(fā)育的局部地段,常有厚度十幾厘米至1～2m厚的第四系殘坡積層。按基巖地層時代和巖性的不同,以四人溝—離宮—普樂寺一線為界分為南北兩區(qū)。(1)北區(qū)基巖為太古界單塔子群白廟子組,巖性以黑云母斜長片麻巖、閃斜片麻巖、斜長片麻巖及花崗巖、片麻巖為主,夾有淺層變粒巖、淺粒巖和混合巖化片麻巖及長英巖和脈狀、團塊狀偉晶巖、閃長玢巖、煌斑巖脈等。巖石致密、堅硬、粒度均勻性脆,有清晰的片麻狀構(gòu)造,片麻理產(chǎn)狀多為近東西走向,傾向北西,傾角70°～85°,在長期風(fēng)化淋濾侵蝕作用下,常形成低山丘陵區(qū),地形坡度較低,山頂多為低矮圓形或渾圓形小山丘,風(fēng)化程度受構(gòu)造裂隙發(fā)育程度的控制,一般強風(fēng)化層厚度1～3m不等。(2)南區(qū)出露基巖為中侏羅統(tǒng)后城組(J2h)礫巖或礫巖夾砂巖,即“承德礫巖”,巖石呈紫紅色—暗紅色,礫石成分復(fù)雜,膠結(jié)物以硅質(zhì)和鈣質(zhì)為主,多呈陡峭、直立的山崖和奇峰異頂,或洞穴等千姿百態(tài)的自然景觀。(3)該區(qū)的地下水以基巖表層風(fēng)化裂隙水為主,局部地段有構(gòu)造裂隙水。(4)該區(qū)巖石比較堅硬,地形坡度變化較大,雖然巖石的物理力學(xué)性質(zhì)或穩(wěn)固性較好,但因施工難度大,成本高,目前除一些特殊的工程需建設(shè)于山頂工作,一段的民用建設(shè)尚未涉及于光山禿嶺之頂。4在對土木工程的測量中，所有工程區(qū)都應(yīng)重點關(guān)注確定的主要工程區(qū)問題4.1河道扭轉(zhuǎn)及渠道泥石流質(zhì)區(qū)即武烈河旁側(cè)的Ⅰ級階地區(qū),該區(qū)影響工程建設(shè)的最主要問題有三,其一是礫砂和圓礫、卵石層中有時夾有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)土軟層,厚度0.2～2.5m,常呈透鏡狀態(tài)賦存于正常層位之中。往往由古河道轉(zhuǎn)彎和渠道淤泥質(zhì)沉積而成,該層多呈軟塑到流塑狀態(tài),力學(xué)性質(zhì)差,對建筑物的安全有著潛在威脅性,因此在勘察時必須注意有無此層,其發(fā)育程度和分布范圍必須查清,以采取必要的措施進行處理,以保證工程建設(shè)的安全可靠。其二是該區(qū)與山間溝谷出口的交匯地段,地層結(jié)構(gòu)變化大,層位厚度及物質(zhì)組成均有較大的變化,致使各地層土的物理力學(xué)性質(zhì)的均一性差,易產(chǎn)生不均勻沉降,勘察應(yīng)著重評價該區(qū)內(nèi)各巖土層的均一性,并提出相應(yīng)的處理措施。其三,靠近武烈河一側(cè),即Ⅰ級階地前緣地段常受武烈河洪水的襲擊,因此對武烈河河床沿岸的建筑物,必須作好堤防設(shè)施,以防洪水對建筑物的破壞。4.2覆巖地基界面因素該區(qū)除地表有厚度不等的第四系全新統(tǒng)各種填土外,上更新統(tǒng)地層形成時間較早,密實程度高,相應(yīng)的力學(xué)性質(zhì)較好,是區(qū)內(nèi)建筑物的良好持力層,也是區(qū)內(nèi)民用建設(shè)的主要地段之一。但仍有以下三點對工程建設(shè)影響較大,勘察時必須查清,以便采取相應(yīng)措施。(1)B區(qū)前緣,即靠近山間溝谷的坡腳地段,基巖坡度變化較大,常常發(fā)生突變,形成高達3～6m的陡坎,由此使地層結(jié)構(gòu)發(fā)生突變,因此勘察時必須查清基巖的總體變化趨勢。(2)該區(qū)粉質(zhì)