不同類型河流工程地質(zhì)分區(qū)與工程地質(zhì)分區(qū)

不同類型河流工程地質(zhì)分區(qū)與工程地質(zhì)分區(qū)

1工程地質(zhì)分區(qū)的概念提取江和耀江盆地位于寧波市西部和南部，行政隸屬鳳化市、兗州區(qū)和余姚。奉化江、姚江分別由西南、西北向東在寧波市區(qū)匯入甬江,向東流入東海(圖1)。奉化江、姚江流域是寧波市周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的地區(qū),為了滿足該流域的可持續(xù)發(fā)展對工程地質(zhì)的需求,開展工程地質(zhì)分區(qū)具有現(xiàn)實(shí)意義。工程地質(zhì)分區(qū)是指在研究區(qū)內(nèi),依據(jù)工程地質(zhì)條件相似或相近的原則進(jìn)行的區(qū)域劃分,目的是結(jié)合工程類型和分布進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū)評價(jià),說明各區(qū)的工程地質(zhì)特征,為工程規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)依據(jù),保護(hù)生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。以往以地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、物理(自然)地質(zhì)現(xiàn)象作為研究區(qū)工程地質(zhì)分區(qū)的指標(biāo),所涉及的深度有限。隨著高、大、深工程數(shù)量越來越多,工程基礎(chǔ)的深度越來越大。因此作者根據(jù)持力層的厚度和組合分布特征,對60m深度范圍內(nèi),面積約600km2的奉化江、姚江流域進(jìn)行了工程地質(zhì)分區(qū),并提供了每個(gè)工程地質(zhì)分區(qū)的持力層、基礎(chǔ)類型、設(shè)計(jì)參數(shù)和主要工程地質(zhì)問題及處理措施。2區(qū)域地質(zhì)及基巖分布特征研究區(qū)地面黃海標(biāo)高1~3m,由姚江谷地、寧奉平原兩個(gè)地貌單元組成(圖1)。姚江谷地是指慈南山區(qū)與四明山區(qū)所挾持的姚江中下游地區(qū),總體呈北西向展布;寧奉平原是四明山地區(qū)與寧東山區(qū)之間、奉化江下游、寧波城區(qū)以南、以西的地區(qū),西北側(cè)與姚江谷地交匯。研究區(qū)絕大多數(shù)地方被第四系覆蓋,其從上至下劃分和巖性及分布特征見表1。第四系下的基巖,形成時(shí)代皆為早白堊世,從老到新依次為高塢組(K1g)、茶灣組一段(K11c)、館頭組一段(K11gt)、館頭組二段(K21gt)、朝川組一段(K11cc)、方巖組(K1f)。姚江谷地西側(cè)基巖為館頭組一段的砂巖、砂礫巖、凝灰質(zhì)砂巖,東側(cè)基巖則以高塢組的凝灰?guī)r為主,也分布有一定面積的館頭組二段的凝灰?guī)r、砂巖、含礫粗砂巖;寧奉平原的基巖主要以朝川組一段的砂巖、凝灰質(zhì)砂巖為主,南部則以方巖組的砂礫巖、凝灰質(zhì)砂礫巖為主,東部近山前地帶則分布有一定面積的茶灣組一段的凝灰?guī)r。在整個(gè)研究區(qū)內(nèi),基巖主要出露在研究區(qū)與周邊山區(qū)的交界部位(圖1)。3研究區(qū)域的工程土壤條件3.1工程地質(zhì)亞層劃分鑒于工程基礎(chǔ)通常不超過60m,加上研究區(qū)內(nèi)東浦組頂板埋深60m左右,作者對鎮(zhèn)海組、寧波組進(jìn)行了工程地質(zhì)層的劃分(表2),其中層與表1中的“段”相對應(yīng),而工程地質(zhì)亞層的劃分以成因類型為主要依據(jù),同時(shí)參考了《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)中關(guān)于土體的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)要求。由表2可知:地表以下60m范圍內(nèi),地層為鎮(zhèn)海組、寧波組,其中鎮(zhèn)海組有3個(gè)層(1)、(2)、(3)和5個(gè)亞層,寧波組有3個(gè)層(4)、(5)、(6)和20個(gè)亞層。由于基巖與工程建設(shè)關(guān)系密切,但巖性單一,把下伏基巖歸入1個(gè)基巖工程地質(zhì)層。3.2寧波工程地質(zhì)層以文獻(xiàn)8為參考,根據(jù)已有大量不同用途鉆孔的原位測試和巖土樣品試驗(yàn)室分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì),以本次及為了工程地質(zhì)分區(qū)而施工鉆孔的原位測試和巖土樣品試驗(yàn)室分析結(jié)果,把研究區(qū)地基土的工程地質(zhì)特征列于表2。由表2可知:(1)研究區(qū)地表以下60m以內(nèi)可選用的第四系地基持力層為寧波組(4)、(5)、(6)工程地質(zhì)層,具體為(4)1、(4)3-2、(4)3-3、(5)1、(5)3-1、(5)3-2、(6)1、(6)3-1、(6)3-2、(6)4共十個(gè)亞層;(2)持力層為硬土層、砂、砂礫石層,地基承載力特征值fak≥160kPa;(3)研究區(qū)內(nèi)有二個(gè)分布全區(qū)的硬土層,即巖性為粉質(zhì)粘土的第一硬土層(4)1和第二硬土層(5)1;(4)(4)5-2亞層fak=400kPa,但由于零星分布于研究區(qū)內(nèi),所以沒有計(jì)入到持力層中。而第四系下的基巖,全風(fēng)化砂巖fak=160~200kPa,全風(fēng)化砂礫巖fak=180~200kPa,全風(fēng)化凝灰?guī)rfak=180~200kPa,上述不同風(fēng)化程度的基巖,承載力特征值皆不小于160kPa,所以研究區(qū)內(nèi)的基巖工程地質(zhì)層也為持力層。4荷載需求分類根據(jù)地貌單元相同,地層結(jié)構(gòu)相近,巖性特征類似、工程地質(zhì)條件一致的分區(qū)原則,把60m深度范圍內(nèi)的研究區(qū)劃分為6個(gè)工程地質(zhì)分區(qū)(表3、圖2、3、4)。根據(jù)各工程地質(zhì)特征不同,各工程地質(zhì)分區(qū)對建筑物基礎(chǔ)類型的要求也不同。在各工程地質(zhì)分區(qū)內(nèi),低、中、高建筑物的適宜性如下:(1)工程地質(zhì)Ⅰ區(qū),荷載要求一般的多層及小高層建筑物可以(4)1或(5)1硬土層為持力層,荷載要求大的高層建筑物和重大工程則以下伏的基巖為持力層。(2)工程地質(zhì)Ⅱ區(qū),適宜采用預(yù)制樁,但單樁承載力有限,應(yīng)增大樁的布置密度。(3)工程地質(zhì)Ⅲ區(qū),不同深度、不同巖性的持力層可滿足不同載荷的持力層需求。對于荷載要求一般的多層、小高層建筑物一般采用預(yù)制樁,以硬土層為樁基礎(chǔ)持力層;而對于荷載要求大的高層、超高層建筑物則一般采用鉆孔灌注樁,并以下部的砂、砂礫石層為樁基礎(chǔ)持力層。(4)工程地質(zhì)Ⅳ區(qū),對于荷載要求相對較小的多層建筑,上部有一定厚度粉土分布的地段可采用短樁;荷載需求大的小高層、高層以及超高層建筑物則以下部的砂、砂礫石為持力層,樁類型可選用預(yù)制樁或鉆孔灌注法。(5)工程地質(zhì)Ⅴ區(qū),多層、小高層、高層建筑物荷載需求一般,可直接以砂、砂礫石展為樁基礎(chǔ)持力層,選用預(yù)制樁和鉆孔樁均可。對于超高層建筑物,因荷載需求巨大,以砂、砂礫石為樁基持力層,則單樁荷載不能滿足需求,應(yīng)采用鉆孔灌注樁,以下伏基巖為持力層來滿足荷載要求。(6)工程地質(zhì)Ⅵ區(qū),基巖埋藏相對較淺,可選用的樁基礎(chǔ)持力層為基巖,樁基礎(chǔ)類型一般采用鉆孔灌注樁。5推動(dòng)城市地面沉降工程地質(zhì)分區(qū)的實(shí)質(zhì)是要指出工程地質(zhì)分區(qū)范圍內(nèi)的主要工程地質(zhì)問題及相應(yīng)的預(yù)防處理措施。研究區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性較好,屬于地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū),主要工程地質(zhì)問題是地面沉降、軟土震陷。研究區(qū)地下水資源豐富,發(fā)育了三層承壓水,在利用承壓水時(shí),如不及時(shí)徑流補(bǔ)充,容易發(fā)生地面沉降。地面沉降具有不可逆性、累進(jìn)性和廣泛性的特點(diǎn),已給研究區(qū)的城市建設(shè)、土地利用、防洪排澇、航道交通等方面造成了嚴(yán)重危害,主要表現(xiàn)為:降低了水利工程防洪、抗災(zāi)功能;地面易發(fā)生大面積積水;下水道排污口和江水之間高差減少小,江水沿下水道倒灌;地面高程失真,危及可持續(xù)發(fā)展。而開采承壓水是引起地面沉降的主要原因。從2009年開始,寧波市全面禁采地下水,地面沉降已得到初步遏制。當(dāng)前,要特別重視由于城市建筑、基坑開挖、高速公路、軌道交通等工程活動(dòng)引發(fā)的地面沉降。研究區(qū)(2)lb、(2)2和(3)1-1、(3)1-2工程地質(zhì)亞層巖性為淤泥或淤泥質(zhì)粘土,地基承載力特征值一般為70~90kPa,且埋藏淺,在地震作用下會(huì)產(chǎn)生軟土震陷,表現(xiàn)為樁的負(fù)磨摩阻力、基坑沉降、建筑物的沉降量過大等方面。當(dāng)進(jìn)行工程規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)和施工時(shí),應(yīng)充分考慮軟土的不利影響,加強(qiáng)基坑的支護(hù)強(qiáng)度、地基土的強(qiáng)度,以保證上部結(jié)構(gòu)的整體性。6地表以下60m內(nèi)可選用的地基持力層(1)研究區(qū)地表以下60m范圍內(nèi),全新統(tǒng)鎮(zhèn)海組有3個(gè)工程地質(zhì)層((1)、(2)、(3))和5個(gè)工程地質(zhì)亞層;上更新統(tǒng)上部地層寧波組3個(gè)層((4)、(5)、(6)),20個(gè)亞層。把下伏基巖歸入1個(gè)基巖工程地質(zhì)層。(2)研究區(qū)地表以下60m以內(nèi)可選用的地基持力層為寧波組的(4)、(5)、(6)工程地質(zhì)層和基巖工程地質(zhì)層,持力層地基承載力特征值fak≥160kPa。其中前者具體為(4)1、(4)3-2、(4)3-3、(5)1、(5)3-1、(5)3-2、(6)1、(6)3-1、(6)3-2、(6)4工程地質(zhì)亞層。(3)研究區(qū)有兩個(gè)分布全區(qū)的硬土層,即巖性為粉質(zhì)粘土的第一硬土層(4)1