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【摘 要】本文试图从玉山县城的工程地质条件出发,将玉山县城分为A、B、C三个工程地质区,针对各区的工程地质条件,提出合理的岩土工程治理方案。
【关键词】玉山县城;分区;工程地质条件;岩土工程治理
Research on engineering geological conditions in Yushan County Jiangxi Province
Wu Shao-hua, Chen Xiang-yong
(1. Ningbo East China Nuclear Industry Engineering Investigation Institute Ningbo Zhejiang 315800;2. Nuclear Industry East China Construction Group Ningbo Branch Ningbo Zhejiang 315800)
【Abstract】This article attempts to Yushan county engineering geological conditions, the Yushan county is divided into A, B, C three geological areas of engineering geological conditions for the district, a reasonable program of Geotechnical Engineering.
【Key words】Yushan county; District; Engineering geological conditions; Geotechnical engineering management
1. 前言
江西省玉山县位于江西省东大门,世界文化遗产三清山所在地。随着改革开放的深入发展,玉山县城镇建设有了很大发展,兴建了不少居民小区、办公场所、工业厂房。多年来,我们在玉山地区开展工程勘察和基础施工工作,根据多年收集的资料,本文试图在总结玉山地区工程地质条件的基础上,寻找玉山县城的工程地质规律,为玉山县城工程地质勘察、建筑施工提供有用的参考资料。
2. 地形地貌条件
玉山县城位于赣杭构造带西段,闽浙地盾与华夏地槽结合部位。地形上属于山间盆地,海拔高度105~180米。为了叙述方便起见,本文试图从玉山县城地形、地貌、古地理环境、场地工程地质条件、下卧基岩的差异出发,将玉山县城工程地质分为A、B、C三区。
A区:位于信江河北西岸冰溪镇玉虹桥至玉山大桥一带。该区第四系松散沉积物发育,地貌单元属信江河河床、河漫滩,Ⅰ级阶地、Ⅱ级阶地分布区。
B区:玉山三清东路商业大厦至三清西路人武部一线,该区为玄武岩风化红(褐)土地基。
C区:西商苑至玉山二中一线,该区为山区丘陵地貌,属坡积、残积土及风化岩分布区。
3. 工程地质条件
3.1 A区工程地质条件:分布在玉虹大桥至玉山大桥一带,以沿河路为中心,呈北东-南西方向展布,地貌单元上属河床相,河漫滩相,Ⅰ级、Ⅱ级阶地。沉积物的特点为松散河流冲、洪积物及表面堆填的杂填土。下卧基岩为寒武系(∈)、震旦系(Z)的板岩、灰岩。堆填厚度一般不大于10米。根据土的物理力学性质,将A区的工程地质分层如下:
(1)杂填土:堆填的块石、碎石、粘土、砂、生活及工业垃圾,未经固结压实,堆填厚度3~5米,堆填时间不超过5~10年。
(2)粉质粘土(粉土):厚度0.8~4.5米。从北东至南西有增厚的趋势,由粘粒、粉粒及铁锰质结核组成,可塑。标准贯入锤击数为3~7击,承载力特征值fak为150~190KPa,压缩模量(Es)为9~13MPa,是良好的浅基持力层。
(3)粉细砂(或中砂):层厚0.5~1.5米,颗粒均匀,稍密~中密,稍湿。标准贯入锤击数为10~15击,承载力特征值fak为120KPa,压缩模量(Es)为9.5~10.00MPa。
(4)含砂卵石:中密,稍湿,卵石大部分由硬质岩石组成,砂质及泥质胶结,颗粒级配良好,粒径一般均大于20mm,最大可达100~130mm,承载力特征值fak为300~400KPa,是良好的浅基持力层。
(5)强风化板岩:层厚0.8~3米,灰白~青灰色,原岩结构构造清楚,但遇水易泥化,裂隙发育,原岩被裂隙分割成3~5cm的碎块,承载力特征值fak为350KPa。
(6)中风化板岩、灰岩:青灰色,灰黑色,含碳质较高。玉虹大桥附近,灰岩具弱溶蚀,林业科技大楼及沿河路宾馆一带灰岩呈角砾状,为角砾状灰岩,岩层表面有溶蚀现象,饱和单轴抗压强度为14MPa。中风化灰岩岩芯呈短柱状,RQD指标为70~80%。 中风化板岩,呈薄层状,含碳质较高。岩石坚硬,饱和单轴抗压强度为5~7MPa。
A区工程地质条件简单,层序明显,承载力特征值随深度的增加而增加,除粉质粘土厚度较大地段采用浅基础外,A区大部分地段均可采用沉管灌注桩及人工挖孔桩基础型式,采用含砂卵石或中风化板岩、灰岩为基础持力层。通过检测,当桩长大于5m时,500mm沉管灌注桩的单桩竖向承载力特征值(Ra)为500~600KN;当桩长为10m,基础持力层为中风化岩时,800mm干作业人工挖孔桩单桩竖向承载力特征值(Ra)可达3000KN。
3.2 B区的工程地质条件。
分布于玉山商业大厦-金三角-三清西路一带,呈长条状分布。该地段为上白垩系峨眉山玄武岩(K2β),红(褐)土地基。该地段原为山区丘陵地貌,经人工整治后,地形平坦。玄武岩红(褐)土地基工程地质条件复杂。玄武岩为基性喷出岩,由基性斜长石、普通辉石、橄榄石等矿物组成,处在江南潮湿多雨的气候条件下,由于地表的外营力作用,使其原生成岩矿物变成氧化铁、碳酸盐、绿泥石、方解石、高岭石等次生矿物。当进一步风化时,碳酸盐被淋滤,剩下的水铝矿物和氧化铁(褐铁矿)混合物组成红色及褐色土。
野外钻探及土体观察发现,由于母岩玄武岩柱状节理发育,差异风化明显。这些由玄武岩风化成的土体,在该区厚度一般为8.70~10.90米,最厚达20余米。
根据岩土的物理力学性质,将B区的工程地质分层如下:
(1)杂填土:由块石、卵石、砂、泥、建筑垃圾及生活垃圾组成,厚度0.5~1.5米。
(2)粉质粘土:红褐色,含水量(ω)为33~45%,孔隙比(e)大于1,液性指数(IV)为0.33~0.62,压缩系数(a1-2)一般为0.32~0.55MPa-1,具中压缩性。层厚1~3m,承载力特征值fak为190~200KPa。
(3)强风化玄武岩:强风化玄武岩分为上下两段:
上段:灰褐~褐色,原岩结构,构造清楚,致密,但原岩矿物已粘土化,层厚5~8米,冲击钻进困难,迴转钻进稍易,承载力特征标准值fak为200~230KPa。
下段:层厚5~7米,湿。下段的上部厚度3～5米,呈松散状,由流塑-软塑状粉质粘土夹强风化玄武岩碎块组成,上部含玄武岩碎块较少,下部含玄武岩碎块较多。重型园锥动力触探锤击数上部1~2击,下部4~5击,上部承载力特征值fak仅60~80KPa,下部达120~150KPa。该段是B区的软弱卧层。
(4)中风化玄武岩:灰褐色~紫色,岩芯呈短柱状,气孔状、杏仁状构造发育,节理裂隙发育,单轴饱和抗压强度为9.2~14.7MPa。
B区的工程地质条件复杂,多层,低层建筑(建筑高度小于24米,层数≤8层)可采用粉质粘土,强风化玄武岩上段为基础持力层,采用条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础方案。
高层建筑(建筑高度>24米,层高>8层)应采用片筏基础(以强风化玄武岩上段为持力层)或以中风化玄武岩为基础持力层,采用钻孔灌注桩或干作业人工挖孔桩基础方案。
3.3 C区的工程地质条件。
分布于西商苑至玉山二中一带,沿三二0国道,呈北东~南西向长条状展布。该区在
地貌单元上属山区丘陵地貌,属坡积残积土及风化岩分布区,该区是信江盆地的一部分,下卧上白垩系南雄组(K2n)紫红色泥质粉砂岩。岩层产状走向北东倾向南倾角15°~20°,基岩面起伏,山坡处较大,坡度值大于10%;低洼平缓处坡度值仅为3~5%,该区工程地质条件简单,无区域性大断裂通过。
根据岩土的物理力学性质,结合场地的第四系古沉积环境,将场地岩土层分为如下:
(1)耕作土:层厚0.5~1米,由粘土、粉土及植物根系组成,松散。
(2)粉土:黄褐色,稍密,厚0.9~1.8米,标准贯入锤击数4~6击,天然含水量(ω)为20~22%,孔隙比(e)为0.765~0.565,液限(ωL)为21.5%,塑限(ωp )为14%,压缩模量(Es)为7~9MPa,承载力特征值fak为120~150KPa。
该区部分地段,第四系松散沉积物的古沉积物环境为塘浜,粉土相变为淤泥质土,物理力学性质较差,承载力特征值fak仅为80KPa。
(3)粉细砂:仅分布在山间的局部位置,稍密~中密,湿,承载力特征值fak为120KPa。
(4)强风化泥质粉砂岩:紫红色,原岩结构构造清楚,常含凝灰质。风化后呈泥土状,强风化泥质粉砂岩遇水易崩解,层厚1.6~2.5米,承载力特征值fak为350KPa。
(5)中风化泥质粉砂岩:紫红色,原岩结构构造清楚,岩芯呈短柱状,单轴饱和抗压强度fτ为5.5~6.7 MPa,承载力特征值fak为800~1000KPa。
C区工程地质简单,第四系松散沉积物厚度小于10米,在场地堆高填洼的过程中,洼地堆填了厚度不等的素填土,高处泥质粉砂岩剥离裸露地表,因此应根据建筑结构特点及基础类型,确定不同的基础方案。
填方部分宜采用沉管灌注桩或人工挖孔桩基础,桩端持力层为中风化泥质粉砂岩。当桩长大于5m,500mm的沉管灌注桩单桩竖向承载力(Quk)可达500~600KN。
山头剥离部分采用浅基础,选择条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础。剥离与填高接合部位应采用统一基础型式,并进行沉降量验算,注意防止不均匀沉降。
4. 结论
(1)玉山县城位于赣杭构造带西段,山间盆地之中。地形平坦,无活动性断裂岩溶(除A区部分地段外)土洞等不良地质现象,第四系松散沉积物厚度10米左右。除B区外,无软弱卧层。工程地质条件简单,适宜建筑。
(2)根据《建筑抗震设计规范》(GB50021-2001)及国家质量技术监督局发布的1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001)的规定,玉山地区地震设防烈度为小于6度区,设计基本地震加速度小于0.05g区。
(3)通过地下水化学分析,玉山县城A、C两区均对砼具微腐蚀性,对干湿交替环境中的砼结构中的钢筋具弱腐蚀性。B区的个别地段(玉山物资大楼附近)地下水对砼具中等腐蚀性。
(4)当持力层埋深大于5米,填土的堆填在于3米时,对于砖混结构,宜采用沉管灌注桩,对于框架结构宜采用人工挖孔桩或采用多个沉管灌注桩组成的承台。对于多层建筑的民用住宅,A、C区均可采用粉质粘土、强风化泥质粉砂岩作浅基持力层,B区采用强风化玄武岩作浅基持力层(应作沉降量的验算)。若从事高层建筑,A、C区宜采用桩基础,B区宜采用片筏基础。
[文章编号]1006-7619(2010)06-01-481
【关键词】玉山县城;分区;工程地质条件;岩土工程治理
Research on engineering geological conditions in Yushan County Jiangxi Province
Wu Shao-hua, Chen Xiang-yong
(1. Ningbo East China Nuclear Industry Engineering Investigation Institute Ningbo Zhejiang 315800;2. Nuclear Industry East China Construction Group Ningbo Branch Ningbo Zhejiang 315800)
【Abstract】This article attempts to Yushan county engineering geological conditions, the Yushan county is divided into A, B, C three geological areas of engineering geological conditions for the district, a reasonable program of Geotechnical Engineering.
【Key words】Yushan county; District; Engineering geological conditions; Geotechnical engineering management
1. 前言
江西省玉山县位于江西省东大门,世界文化遗产三清山所在地。随着改革开放的深入发展,玉山县城镇建设有了很大发展,兴建了不少居民小区、办公场所、工业厂房。多年来,我们在玉山地区开展工程勘察和基础施工工作,根据多年收集的资料,本文试图在总结玉山地区工程地质条件的基础上,寻找玉山县城的工程地质规律,为玉山县城工程地质勘察、建筑施工提供有用的参考资料。
2. 地形地貌条件
玉山县城位于赣杭构造带西段,闽浙地盾与华夏地槽结合部位。地形上属于山间盆地,海拔高度105~180米。为了叙述方便起见,本文试图从玉山县城地形、地貌、古地理环境、场地工程地质条件、下卧基岩的差异出发,将玉山县城工程地质分为A、B、C三区。
A区:位于信江河北西岸冰溪镇玉虹桥至玉山大桥一带。该区第四系松散沉积物发育,地貌单元属信江河河床、河漫滩,Ⅰ级阶地、Ⅱ级阶地分布区。
B区:玉山三清东路商业大厦至三清西路人武部一线,该区为玄武岩风化红(褐)土地基。
C区:西商苑至玉山二中一线,该区为山区丘陵地貌,属坡积、残积土及风化岩分布区。
3. 工程地质条件
3.1 A区工程地质条件:分布在玉虹大桥至玉山大桥一带,以沿河路为中心,呈北东-南西方向展布,地貌单元上属河床相,河漫滩相,Ⅰ级、Ⅱ级阶地。沉积物的特点为松散河流冲、洪积物及表面堆填的杂填土。下卧基岩为寒武系(∈)、震旦系(Z)的板岩、灰岩。堆填厚度一般不大于10米。根据土的物理力学性质,将A区的工程地质分层如下:
(1)杂填土:堆填的块石、碎石、粘土、砂、生活及工业垃圾,未经固结压实,堆填厚度3~5米,堆填时间不超过5~10年。
(2)粉质粘土(粉土):厚度0.8~4.5米。从北东至南西有增厚的趋势,由粘粒、粉粒及铁锰质结核组成,可塑。标准贯入锤击数为3~7击,承载力特征值fak为150~190KPa,压缩模量(Es)为9~13MPa,是良好的浅基持力层。
(3)粉细砂(或中砂):层厚0.5~1.5米,颗粒均匀,稍密~中密,稍湿。标准贯入锤击数为10~15击,承载力特征值fak为120KPa,压缩模量(Es)为9.5~10.00MPa。
(4)含砂卵石:中密,稍湿,卵石大部分由硬质岩石组成,砂质及泥质胶结,颗粒级配良好,粒径一般均大于20mm,最大可达100~130mm,承载力特征值fak为300~400KPa,是良好的浅基持力层。
(5)强风化板岩:层厚0.8~3米,灰白~青灰色,原岩结构构造清楚,但遇水易泥化,裂隙发育,原岩被裂隙分割成3~5cm的碎块,承载力特征值fak为350KPa。
(6)中风化板岩、灰岩:青灰色,灰黑色,含碳质较高。玉虹大桥附近,灰岩具弱溶蚀,林业科技大楼及沿河路宾馆一带灰岩呈角砾状,为角砾状灰岩,岩层表面有溶蚀现象,饱和单轴抗压强度为14MPa。中风化灰岩岩芯呈短柱状,RQD指标为70~80%。 中风化板岩,呈薄层状,含碳质较高。岩石坚硬,饱和单轴抗压强度为5~7MPa。
A区工程地质条件简单,层序明显,承载力特征值随深度的增加而增加,除粉质粘土厚度较大地段采用浅基础外,A区大部分地段均可采用沉管灌注桩及人工挖孔桩基础型式,采用含砂卵石或中风化板岩、灰岩为基础持力层。通过检测,当桩长大于5m时,500mm沉管灌注桩的单桩竖向承载力特征值(Ra)为500~600KN;当桩长为10m,基础持力层为中风化岩时,800mm干作业人工挖孔桩单桩竖向承载力特征值(Ra)可达3000KN。
3.2 B区的工程地质条件。
分布于玉山商业大厦-金三角-三清西路一带,呈长条状分布。该地段为上白垩系峨眉山玄武岩(K2β),红(褐)土地基。该地段原为山区丘陵地貌,经人工整治后,地形平坦。玄武岩红(褐)土地基工程地质条件复杂。玄武岩为基性喷出岩,由基性斜长石、普通辉石、橄榄石等矿物组成,处在江南潮湿多雨的气候条件下,由于地表的外营力作用,使其原生成岩矿物变成氧化铁、碳酸盐、绿泥石、方解石、高岭石等次生矿物。当进一步风化时,碳酸盐被淋滤,剩下的水铝矿物和氧化铁(褐铁矿)混合物组成红色及褐色土。
野外钻探及土体观察发现,由于母岩玄武岩柱状节理发育,差异风化明显。这些由玄武岩风化成的土体,在该区厚度一般为8.70~10.90米,最厚达20余米。
根据岩土的物理力学性质,将B区的工程地质分层如下:
(1)杂填土:由块石、卵石、砂、泥、建筑垃圾及生活垃圾组成,厚度0.5~1.5米。
(2)粉质粘土:红褐色,含水量(ω)为33~45%,孔隙比(e)大于1,液性指数(IV)为0.33~0.62,压缩系数(a1-2)一般为0.32~0.55MPa-1,具中压缩性。层厚1~3m,承载力特征值fak为190~200KPa。
(3)强风化玄武岩:强风化玄武岩分为上下两段:
上段:灰褐~褐色,原岩结构,构造清楚,致密,但原岩矿物已粘土化,层厚5~8米,冲击钻进困难,迴转钻进稍易,承载力特征标准值fak为200~230KPa。
下段:层厚5~7米,湿。下段的上部厚度3～5米,呈松散状,由流塑-软塑状粉质粘土夹强风化玄武岩碎块组成,上部含玄武岩碎块较少,下部含玄武岩碎块较多。重型园锥动力触探锤击数上部1~2击,下部4~5击,上部承载力特征值fak仅60~80KPa,下部达120~150KPa。该段是B区的软弱卧层。
(4)中风化玄武岩:灰褐色~紫色,岩芯呈短柱状,气孔状、杏仁状构造发育,节理裂隙发育,单轴饱和抗压强度为9.2~14.7MPa。
B区的工程地质条件复杂,多层,低层建筑(建筑高度小于24米,层数≤8层)可采用粉质粘土,强风化玄武岩上段为基础持力层,采用条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础方案。
高层建筑(建筑高度>24米,层高>8层)应采用片筏基础(以强风化玄武岩上段为持力层)或以中风化玄武岩为基础持力层,采用钻孔灌注桩或干作业人工挖孔桩基础方案。
3.3 C区的工程地质条件。
分布于西商苑至玉山二中一带,沿三二0国道,呈北东~南西向长条状展布。该区在
地貌单元上属山区丘陵地貌,属坡积残积土及风化岩分布区,该区是信江盆地的一部分,下卧上白垩系南雄组(K2n)紫红色泥质粉砂岩。岩层产状走向北东倾向南倾角15°~20°,基岩面起伏,山坡处较大,坡度值大于10%;低洼平缓处坡度值仅为3~5%,该区工程地质条件简单,无区域性大断裂通过。
根据岩土的物理力学性质,结合场地的第四系古沉积环境,将场地岩土层分为如下:
(1)耕作土:层厚0.5~1米,由粘土、粉土及植物根系组成,松散。
(2)粉土:黄褐色,稍密,厚0.9~1.8米,标准贯入锤击数4~6击,天然含水量(ω)为20~22%,孔隙比(e)为0.765~0.565,液限(ωL)为21.5%,塑限(ωp )为14%,压缩模量(Es)为7~9MPa,承载力特征值fak为120~150KPa。
该区部分地段,第四系松散沉积物的古沉积物环境为塘浜,粉土相变为淤泥质土,物理力学性质较差,承载力特征值fak仅为80KPa。
(3)粉细砂:仅分布在山间的局部位置,稍密~中密,湿,承载力特征值fak为120KPa。
(4)强风化泥质粉砂岩:紫红色,原岩结构构造清楚,常含凝灰质。风化后呈泥土状,强风化泥质粉砂岩遇水易崩解,层厚1.6~2.5米,承载力特征值fak为350KPa。
(5)中风化泥质粉砂岩:紫红色,原岩结构构造清楚,岩芯呈短柱状,单轴饱和抗压强度fτ为5.5~6.7 MPa,承载力特征值fak为800~1000KPa。
C区工程地质简单,第四系松散沉积物厚度小于10米,在场地堆高填洼的过程中,洼地堆填了厚度不等的素填土,高处泥质粉砂岩剥离裸露地表,因此应根据建筑结构特点及基础类型,确定不同的基础方案。
填方部分宜采用沉管灌注桩或人工挖孔桩基础,桩端持力层为中风化泥质粉砂岩。当桩长大于5m,500mm的沉管灌注桩单桩竖向承载力(Quk)可达500~600KN。
山头剥离部分采用浅基础,选择条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础。剥离与填高接合部位应采用统一基础型式,并进行沉降量验算,注意防止不均匀沉降。
4. 结论
(1)玉山县城位于赣杭构造带西段,山间盆地之中。地形平坦,无活动性断裂岩溶(除A区部分地段外)土洞等不良地质现象,第四系松散沉积物厚度10米左右。除B区外,无软弱卧层。工程地质条件简单,适宜建筑。
(2)根据《建筑抗震设计规范》(GB50021-2001)及国家质量技术监督局发布的1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001)的规定,玉山地区地震设防烈度为小于6度区,设计基本地震加速度小于0.05g区。
(3)通过地下水化学分析,玉山县城A、C两区均对砼具微腐蚀性,对干湿交替环境中的砼结构中的钢筋具弱腐蚀性。B区的个别地段(玉山物资大楼附近)地下水对砼具中等腐蚀性。
(4)当持力层埋深大于5米,填土的堆填在于3米时,对于砖混结构,宜采用沉管灌注桩,对于框架结构宜采用人工挖孔桩或采用多个沉管灌注桩组成的承台。对于多层建筑的民用住宅,A、C区均可采用粉质粘土、强风化泥质粉砂岩作浅基持力层,B区采用强风化玄武岩作浅基持力层(应作沉降量的验算)。若从事高层建筑,A、C区宜采用桩基础,B区宜采用片筏基础。
[文章编号]1006-7619(2010)06-01-481