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文档简介
岩土工程勘察需注意问题第一页,共43页。一、地质构造的宏观控制作用褶皱控制着地层的走向和产状,主要分背斜和向斜两种。断层断裂不仅使岩性破碎,而且是地下水的运移通道和赋存空间;风化深槽是地下水作用、地层特性与构造影响综合作用的结果。线路勘察因长短不同可能跨越不同构造单元,分析区域地质构造意义重大。点状勘察虽不跨越构造体但处于不利部位影响显著。第二页,共43页。1、区域地质构造指褶皱和断层,褶皱控制着地层的走向和产状,主要分背斜和向斜两种。第三页,共43页。广州海珠城广场基坑场地所处的区域地质构造位置(珠江向斜南翼,岩层倾向北西,倾角20~35°,开挖期间实测倾角25°)第四页,共43页。海珠城广场基坑坍塌现场(05年7月21日12:30)第五页,共43页。海珠城广场基坑南边坍塌现场(7月22日)第六页,共43页。海珠城广场基坑南侧土钉墙支护剖面第七页,共43页。海珠城广场基坑南侧垮塌的内在根源
场地位于珠江向斜南翼,岩性为白垩系三水组泥质粉砂岩,泥钙质胶结,由东南向北西倾斜,倾角20~35°,开挖期间实测倾角25°。虽然6米下即为岩层,但岩性破碎,存在3个强风化或全风化软弱带,开挖期间出现流水和流泥现象;
南侧顺坡且岩体裂隙发育风化强烈,加上存在软弱结构面等不利因素相互交集,是造成本次基坑垮塌的内在根源。第八页,共43页。广州金沙洲局部区域地质构造。①吴川-四会深断裂带,②恩平-新丰深断裂带,③高要-惠来深断裂带第九页,共43页。恒大名都边坡里横路东侧岩层的单斜层理第十页,共43页。恒大名都边坡里横路东侧的单斜顺坡与局部逆坡层理第十一页,共43页。大坦沙岛向斜构造:核部为大塱山组(K2dl)红层,翼部主要为白垩系三水组(K2ss)泥灰岩。第十二页,共43页。大坦沙岛7号勘探线地质剖面图(向斜)第十三页,共43页。滨江东路某基坑开挖现场(08-12-20)(设计深度8.9m,采用钻孔桩+角撑+锚索支护,嵌固2.6m,岩层埋深浅但由南向北倾斜)第十四页,共43页。滨江东路某基坑开挖现场(开挖表明岩层由南向北倾斜,倾角约20°)第十五页,共43页。滨江东路某基坑开挖现场(开挖表明岩层由南向北倾斜,倾角约20°)第十六页,共43页。2、断裂作用主断裂作用引起地层的错层主断裂作用往往造成次生平行燕状断裂断裂作用引起岩性的破碎形成破碎带断层破碎带往往是地下水的通道和富集场所。第十七页,共43页。广州地区大地构造位置图第十八页,共43页。第十九页,共43页。广州东西向西湾路—麓景路段工程地质剖面广从断裂带廋狗岭断裂带第二十页,共43页。广州南北向中山四路-东风路-越秀山-广园路段断裂带发育剖面图廋狗岭断裂清泉街断裂广从断裂环市路断裂第二十一页,共43页。瘦狗岭断裂带剖面图
K2—上白垩纪;1—砂岩;2—砾岩;3—断层角砾岩;4—硅化岩;5—碎裂状硅化岩;6—糜棱岩;7—裂隙;J1Y—早侏罗世花岗岩越秀山—桂花岗逆掩断层示意图
1-上白白垩统;2-下侏罗统;3-震旦系;4-混合岩;5-砂页岩;6-粗砂岩;7-逆掩断层
第二十二页,共43页。地铁六号线横沙站附近的风化深槽3、注意风化深槽次生断裂破碎带往往也是富水区和排水通道,且造成附近岩土层裂隙发育,在地下水作用下容易形成风化深槽第二十三页,共43页。广州地铁三号线延长线梅花园站平面图第二十四页,共43页。梅花园站基坑中部的地连墙的变形达95mm第二十五页,共43页。梅花园站风化的花岗岩残积土深槽由北向南倾斜角度达30°,造成南边土压力大于北边土压力,变形也南边大北边小。第二十六页,共43页。地连墙的变形北边小南边大并整体向北移动北边的墙体测斜特点南边的墙体测斜特征第二十七页,共43页。二、地层岩性变化与强度差异1、三大类岩石工程特征差异显著沉积岩:包括陆相碎屑岩,如“红层”,分布面积7259km2。海相沉积岩,如碳酸盐岩出露分布面积7221km2。岩浆岩:喷出或侵入岩,主要为花岗岩类,占全省的1/3。变质岩:由花岗岩经后期发生变质作用形成的混合岩;由沉积岩经后期变质作用形成的片麻岩或白云大理岩。第二十八页,共43页。2、基底岩性不同,其工程特性差异显著第二十九页,共43页。
岩石类的工程特征差异与地层时代关系不是很明显,而与岩石类型密切相关。
硬质岩:花岗岩>80~100MPa(微风化)灰岩>40~60MPa混合岩>25~40MPa碎屑岩(钙铁硅质胶结)>20MPa软质岩:以泥质系列胶结为主(微风化)砾岩15~30MPa砂岩15~20MPa粉砂岩10~15MPa泥岩6~10MPa第三十页,共43页。中、微风化软质岩强度特征表微风化岩(MPa)中风化岩(MPa)泥质砾岩15-3010-20泥质砂岩10-156-12泥质粉砂岩8-124-8泥质4-81.8-4注:如果芯样的RQD<30%一般不能定为中风化岩。第三十一页,共43页。全、强风化软质岩的强度特征标贯击数f0(kPa)E0(MPa)全风化30<N<50600-70070-100土状强风化50<N<60700-80090-120半岩半土状强风化55<N<65800-1000100-150碎块状强风化N>60跳锤1000-1200120-200饼状强风化饼高1-3cm1200-1500150-250短柱状强风化柱高3-8cm1500-2000250-350第三十二页,共43页。三、土的强度特征1、残积土花岗岩风化残积土与母岩组成有关:砾质粘性土的母岩为粗粒花岗岩(下地壳岩浆岩),砂质粘性土母岩为二长花岗岩(中地壳岩浆岩),粘性土的母岩为正长花岗岩(上地壳岩浆岩)。混合岩风化残积土的母岩为各类花岗岩的变质岩,其颗粒经重结晶后一般较粗,残积土基本只有砾质粘性土和砂质粘性土。泥质软岩风化残积土也可根据母岩不同分为含泥砂土、粉土、粉质粘土及粘土。第三十三页,共43页。残积土和一般粘性土的强度特征NF0(kPa)Es/E0(MPa)坚硬状20~30500-70040-60/E0硬塑状15-20350-50030-40/E0(硬)可塑状10-15250-35020-30/E0(软)可塑状5-10150-2504-8/Es软塑状3-5100-1502.5-4/Es第三十四页,共43页。2、软土的定义淤泥质土:定义为天然含水量大于液限,1.0<e0<1.5;
一般3<N<2击、流塑状、30%<w0<50%。淤泥:定义为天然含水量大于液限、e0>1.5、流塑状;
一般N<2击,50%<w0<120%。不能只以土的颜色为黑色或灰黑色就定名为淤泥或淤泥质土。广东地区的淤泥软土与全国其他地区如上海、天津等地相比,具有自己独特的性质,主要表现为①高含水量,②富有机质,③大压缩性,④低承载力,⑤厚度大且变化无常,⑥固结速度相对较快或很慢。第三十五页,共43页。3、对第四纪地层的认识珠江三角洲的第四系软土又可细分为六组,自下而上为石排组(Q2-13)、西南组(Q2-23)、三角组(Q33、Q14)、横拦组(Q2-14)、万顷沙组(Q2-24)和灯笼沙组(Q34),其中西南组、横拦组和灯笼沙组主要为含贝壳淤泥和淤泥质土,夹在以粉砂、砾砂或不纯粘土为主的石排组、三角组和万顷沙组地层之间,反映了珠江三角洲经历了三次海侵、三次海退的过程。平均厚度25.1m,总的趋势为南厚北薄、越靠近珠江或珠江口处越厚。如珠海淤泥最厚的超过30m,而珠江以北地区的则普遍为1~3m左右;广州虽在洲内偏北,但荔湾区由于古地貌为海湾,所以其淤泥厚度也有20m。第三十六页,共43页。4、砂土液化的判别的依据设防烈度>6°深度<15m或20mm(桩基)状态:松散,N<10击颗粒级配:粉细砂,粉土粘粒含量:<10%(0.005mm)饱和状态:地下水位以下年代:Q4第三十七页,共43页。四、灰岩区溶、土洞的发育条件灰岩区的主要工程地质问题是土洞和溶洞的发育。溶洞形成三要素:1)岩性,对于质纯的钙质灰岩比较容易被溶解形成溶洞,对于白云质灰岩或变质灰岩(白云岩或大理岩)则以镁质含量较高,一般不太容易溶解而发育溶洞;2)构造作用,天然完整的灰岩体即使有地下水作用也只有表面溶蚀,但由于构造作用使灰岩体破碎或产生裂隙尤其是联通的裂隙,这是地下水流动的通道;3)流动的地下水。但对于溶洞的形成年代往往需要用地质年代衡量,溶蚀速率较为缓慢。第三十八页,共43页。土洞发育的特点由于灰岩面的起伏变化大,溶洞、溶沟、溶槽和溶蚀裂隙的存在和联通,往往导致在其上覆的土层中发育土洞。土洞形成的规律:1)土洞往往发育于下覆有溶洞、溶沟、溶槽和溶蚀裂隙的上方或附近侧边,下覆的洞槽实际上是土体颗粒的储藏库;2)当灰岩面上的地层为砂土或粉土时较易形成土洞,因土体颗粒间的凝聚力小,如果在灰岩面上有一层粘性土隔水层,这样在粘性土层上有砂层分布,发育成土洞的可能性要小的多;3)有流动的地下水并水位变化起伏大,是土洞发育的重要诱因。第三十九页,共43页。五、地下水的特性岩土工程在很大程度上都与水有关,一个岩土工程师如果不重视水的作用必将受到惩罚。主要地下水以松散土层孔隙水和岩类裂隙水为主,碳酸盐岩裂隙岩溶水也较为丰富,另外构造断层裂隙水也常常给工程建设带来不利影响。在沿海区域和主要大江两岸的地下水位一般较高,而且其水位除受季节性雨水影响变化外,还与潮汐作用有关,动态的地下水对工程的不利影响应予重视。第四十页,共43页。六、岩土地层的归一性划分工程意义重大
岩土工程勘察重在地层的物理力学特性,岩土地层从强度和性质成因上进行划分对工程应用和对比意义重大。1、不同的勘察单位对同一种地层的分层方法、命名、划分标准均不相同,极不一致,冠以不同的名称及编号;难于对勘察成果进行共享和利用,造成大量的重复勘察和严重浪费,不能从已有勘察资料形成对区域工程地质条件的整体认识,更难于利用这些资料进行大区域的工程地质分区工作,工程应用也很不方便。造成多单位多工种的配合困难,因此采用归一的岩土地层划分方案具有重大的工程意义。第四十一页,共43页。2、岩土地层归一性划分的“九分方案”根据广佛地区岩土地层的结构
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