承德双桥区地质工程地质分区及评价

承德双桥区地质工程地质分区及评价

这项工作主要在承德双桥区东西两侧内侧，南北两侧内侧划分工程区。为了明确了解该地区今后会发生什么样的地质调查，明确需要解决这些主要的工程区质问题，制定合理的测量和施工方案。客观、实用、经济、合理。因此，测量方法的选择和测量配置具有很高的预见性和相关性。1承德地区双桥区的工程结构1.1地形地貌对比该区地处燕山山脉东段,四面群山环抱,山峦叠嶂,为浅切割的中—低山区,中部为低平的漫滩、阶地。武烈河自北而南纵贯全区,于大石庙南汇入滦河。武烈河两侧的中—低山,在古老变质岩出露的地区,多为低矮而平缓的丘陵地貌,山顶多呈圆形或浑圆形,而中生界后城组砂砾岩、砾岩出露地区,常形成陡峻山崖、怪石嶙峋、奇峰异顶的丹霞地貌;中部武烈河流域及两侧山间沟谷为漫滩、阶地及“V”字形山间沟谷地貌。图幅内绝对高程为315.5～677.5m,相对高程70～360m。地形总的变化趋势为北西高,南东低;武烈河东西两侧由远而近,地势由高变低,沿武烈河流向,自北而南逐渐变低,中部开阔,四周地形起伏,岩层微向中间缓倾斜,倾角4°～10°,构成了山间河谷小盆地堆积的地貌形态(图1)。1.2该层区内地层出露简单,按不同地层的形成时代、成因和岩性特征自老至新划分如下;(1)岩、浅粒岩组岩由一套古老的变质岩系组成,岩性为各类片麻岩,混合岩化变粒岩、浅粒岩,局部地段夹有薄层磁铁石英岩和长英岩、伟晶岩及中酸性脉岩等。新鲜岩石致密、坚硬,片麻岩产状近于东西走向,倾角75°～85°左右,分布于四人沟—离宫—普乐寺一线以北地区。(2)人沟—中生界中侏罗统后城组(J2h):为一套由内陆湖泊相碎屑沉积的砾岩、砾岩夹砂岩,分布于四人沟—离宫—普乐寺一线以南地区。中侏罗世后期在普乐寺区内大北沟—小溪沟—太平桥—一市场—二仙居沿旱河自于家沟—市医院一带有中性熔岩—安山岩的广泛分布。(3)、圆砾和社会主义地层为一套松散的河流冲、洪积堆积,按组成物质成分不同可分为红褐、褐色等深色的粉质粘土及砾砂、圆砾和卵石层,局部夹薄层中、粗砂透镜体,该层虽未经成岩固结作用,但因生成时代较长,压实作用明显,密实程度高,常见有较发育的垂直节理,分布于武烈河沿岸不对称Ⅱ级阶地上,地层连续性差,其上常被近代人工冲填物(生活垃圾、建筑垃圾、人工填土)覆盖。(4)新四系的新系统q4al为一套近代河流的冲、洪积及人工冲填的松散堆积物,以粉质粘土、粉细砂、砾砂及圆砾层为主,分布于武烈河沿岸的Ⅰ级阶地和山间沟谷之中。1.3马拉雅期沉积型阶地该区位于冀北纬向隆起带北缘与燕山纬向断裂带过渡的中生代断陷盆地北缘,区域构造以断裂带作用为主。喜马拉雅期,该区地壳运动仍以垂直抬升运动为主。致使该区武烈河沿岸在水的长期剥蚀作用下,形成不对称的两级阶地。Ⅰ级阶地邻近河床,高出近代河床2～7m,Ⅱ级阶地为基座式阶地,前缘常发育5～20m高的陡坎或前缘阶坡,这些陡坎的形成不仅反映了河水的长期剥蚀作用,也是地壳升降运动的明显标志。1.4地下水的主要类型本区水文地质条件比较简单,沿武烈河沿岸及山间沟谷地段,地下水主要类型为第四系松散沉积层中的孔隙性潜水及基岩表层风化裂隙潜水。区内地下水主要靠大气降水补给,与武烈河有密切的水力联系,主要以地下径流方式排泄。2承德地区工程地质勘探的主要依据和工程地质勘探2.1岩土地质性质及地震反应条件1)地形地貌特征;2)地层构造、形成时代、成因类型;3)区域构造条件、节理、裂隙构造发育程度、结构面的性质、产状及其变化规律性;4)岩土组合类型、物质成分、成因及物理力学性质;5)地下水类型、埋藏条件、富水程度及其对建筑物的腐蚀作用能力;6)区域地震作用对该区的影响程度;7)其他不利的工程地质因素。2.2工程地质分区将承德市双桥区北起红星机械厂,南到头道沟,东自红石峦沟西至水泉沟约40km2范围划分为A、B、C、D四个工程地质区;山间沟谷和武烈河两侧基岩裸露区,同时还可以根据每个工程地质区内各种条件的差异继续划分各段。3不同技术区域的技术特征3.1该区域的主要技术特征3.1.1宽度随比大的变化A区主要由武烈河两岸呈“S”型带状分布,自北而南纵贯全区。在图幅范围内,由北而南发育宽度由宽变窄,北兴隆街—喇嘛寺最宽可达1600m,南部半壁山—火车站一带宽为200m,至头道沟一带,A区宽度约400m,发育宽度的巨大差异与基岩性质的不同密切相关。3.1.2武烈河河口内A区主要为Ⅰ级阶地的地貌单元,一般高出河床2～3m,在市区内,前缘于武烈河河床人工堤坝相隔,市郊常以前缘斜坡与河床相连。地形比较平坦,由北向南或从远离河床向河床方向缓倾斜,地形起伏变化不大,一般坡度角小于10°,最大坡角不超过15°。3.1.3层结构和材料组成特征按物质成分、成因类型、形成时代及岩土工程力学特征,由上而下可划分为以下3个大层,其中第二大层中又可分为2至3个亚层。(1)植物结构组成该层属文化期产物,为一套物质成分极为复杂,结构非常松散的近代堆积、充填和耕植物组成,分布于整个A区,厚度变化大,在0.2～6m之间。(2)基性细砂-中砂层①粉砂、细砂、粉土、粉质粘土层,局部夹中、粗砂或夹淤泥质土透镜体,该层分布广泛,北起北兴隆街、南至开发区A区范围内均有分布,只是在各地段的发育程度和土质情况不尽相同。该层可作为低层建筑物的地基持力层,承载力标准值可达80～120kPa,一般粉质粘土承载力为80～100kPa,粉细砂-中砂层,承载力可达100～120kPa。②砾砂、圆砾或卵石层,为A区主要代表层,层位稳定,且厚度较大,底部直接覆盖于基岩之上。该层层位稳定,厚度较大,力学性质较好。据现场原位测试,动力触探(N63.5)平均击数多在7击以上,最高可达14击以上,容许承载力可达250～400kPa,是市内建筑物的良好持力层之一。(3)中生界侏罗系内陆湖波火山—基岩:为第四系松散层下的坚硬岩石层,按岩石形成的时代、成因的不同,区内基岩可划分为3大类。①太古界白庙子组片麻岩,岩石具有明显的片麻状构造,岩性较均一,分布在A区离宫—北兴隆街—喇嘛寺—线以北。②中生界侏罗系后城组砾岩,即承德砾岩,分布在喇嘛寺—北兴隆街—迎水坝—一市场—二仙居一线南区,为中生代内陆湖波火山—碎屑沉积岩,岩石成分复杂,成层性不明显,岩石均一性差,各向异性显著,结构面发育且变化。③中生代燕山晚期火山熔岩,即区内的安山岩,沿着不同性质岩石的不整合面溢出,分布在A区小溪沟—一市场—二仙居一线以西地段。3类岩石均属致密块状坚硬的硬质岩石,但因形成时代、成因、物质成分的其他多种因素的不同,其物理力学性质指标亦有明显的差异性。该层基岩顶面一般较平缓,埋深9～15m,坡度一般5°～10°,最大不超过20°。3.2b区的主要技术特征是b区的主要技术特征3.2.1离宫宫间农间地区B区由武烈河两岸Ⅱ级阶地构成,因武烈河两岸Ⅱ级阶地呈极不对称发育,主要分布于武烈河两岸,由离宫宫殿区沿南营子大街—翠桥南路以西区域,即北起碧峰门离宫城墙经佟山南至烈士陵园的山间台地和坡麓地段,南北长约2800m,东西宽约400～1500m,且被近东西向展布的山间沟谷分割成4段;武烈河东岸Ⅱ级阶地不发育,仅在普乐寺及含龙山至柴家沟等地呈零星块状分布。3.2.2阶地陡坎风险在地貌上以山间坡麓斜坡为主,局部亦有山间阶地状小台地出现,在阶地前缘多与山间沟谷地段交汇,常发育有5～20m高的阶地陡坎。在地貌上一般由山里向山外呈三面半圆弧形倾斜,地形坡度一般多在20°～30°以上,局部地段发育成斜坡,沿斜坡有时发育呈雨裂形冲沟,使地形更加复杂化,如鹿栅子沟、于家沟、付家沟等次级冲沟地段。3.2.3粘土层土粉细砂层依据形成时代、成因、物质成分及物理力学性质划分地层层序如下:(1)第四系全新统耕土(Q4pd)和填土(Q4ml):耕土多分布在Ⅱ级阶地后缘、尚未涉及工程建设地段、老百姓的耕植地段,植物根系发育;填土为一套物质成分极为复杂、结构较为松散的近代堆积物,包括生活垃圾、建筑垃圾和工业垃圾等。该层土厚度变化较大、一般0.3～3m左右。(2)第四系上更新统(Q3al+pl):①黄褐色—红褐色粉质粘土层,局部含黑色炭质斑点,含有少量沙砾,局部地段夹薄层中、粗砂或砾砂透镜体,稍湿,呈可塑-硬塑状态。该层厚度较大,出露位置越高,层厚越大。该层土不同于全新统(Q4al+pl)中的粉质粘土层,主要表现在以下各方面:厚度巨大;压实状,层理清晰;含水量普遍较低;液限指数小,有时出现负值,呈可塑-硬塑,局部可达坚硬状态;孔隙比小;节理裂隙或劈理发育,在斜坡地段常发育呈雨烈冲沟;局部地段可能具有湿陷性;力学性质较好。该层是良好的天然地基持力层,承载力标准值fk=180～300kPa。②粉、细砂层(Q3al+pl):呈黄褐色,粒度均匀,常充填有粘性土,稍湿,局部渐变为细砂及粉土层,该层不稳定,厚度0.2～2m左右,多呈透镜体零星分布,承载力标准值fk=250～280kPa。③圆砾层(Q3al+pl):该层呈灰褐色—暗褐色,砾石成分比较复杂,以片麻岩、凝灰岩及中酸性火山岩为主。该层层位不稳定,厚度0.5～3.6m,局部缺失,层底标高变化较大,333～353m。总之该层密实程度高,力学性质好,各向项异性明显,承载力达350～500kPa。(3)基岩:根据基底岩石的成岩作用和成因可分为南北两区,以四人沟—榛子沟—碧峰门—离宫—普乐寺以北为古老片麻岩,大北沟—小溪沟—市医院一带为中侏罗统安山岩,佟山以南地区为中侏罗统砾岩,各种岩性如前所述。3.3c区的主要工程属性3.3.1河东岸分布C区分布于武烈河两岸的山间沟谷地段,尤以河西岸的西大街旱河、石洞沟、牛圈子沟及山神庙沟等较为发育,河东岸仅分布于大、小老虎沟和红石峦沟等地。武烈河两岸的山间沟谷呈北西向和近东西向展布,长2～5km,宽50～300m,武烈河东岸山间沟谷多呈北东—东西展布,长1～6km,宽30～200m,这种不对称发育的特征除受岩性控制外,主要与区域地质构造背景直接相关。3.3.2不同、河东北部的地形区武烈河两岸的山间沟谷的生成、发展过程有明显的不同、河西岸主要是在二级阶地的冲沟基础上进一步发展起来的,因此在沟谷的两侧及半山坡上仍保留有Ⅱ级阶地的地层结构,沟谷短且宽度较大。3.3.3第四系松散层结构植物基岩类型依据地层层位、形成时代和物质组成及物理力学性质,仍可划分为:(1)第四系全新统地层(Q4):①杂填土(Q4ml):为近代人工堆积填土,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,成分复杂,局部地段有植物根系。稍湿—湿状态,结构松散,无明显压实现象。②粉质粘土(Q4al+pl):黄褐色—暗褐色,其中有时含少量砂、砾、呈可塑—软塑-流塑状态。稍湿—饱和,局部地段夹砾砂透镜体,厚度1～7m,属中—高压缩性土,承载力标准值fk=90～110kPa。③砾砂、圆砾层(Q4al+pl):该层呈黄褐色—暗褐色,角砾多呈棱角状和次棱角状,角砾成分比较单一。承载力标准值fk=90～350kPa。(2)基岩:为第四系松散层下的基底坚硬岩石,因区内位置的不同,基岩性质和种类亦不同。大致可分为3种类型:①西大街旱河潘家沟以西地段,基岩为片麻岩。②西大街旱河市医院—劳动大厦地段,基岩为安山岩。③其他沟谷地段基岩均为中侏罗统后城组砾岩。3.3.4表层风化裂隙水该区地下水仍以第四系下部角砾—砾砂层中的孔隙型潜水为主,基岩表层风化裂隙水次之,局部地段可能发现构造裂隙水。地下水补给主要受大气降水补给,地下水的变化幅度与旱河沟谷地表水体有密切联系,水位埋深一般2～6m。3.4小风半封式低山丘陵区D区为远离武烈河东西两岸的中—低山区,基岩大面积直接裸露于地表,阳坡地段尤为明显,常无植被和上覆第四系土层,阴坡植被发育的局部地段,常有厚度十几厘米至1～2m厚的第四系残坡积层。按基岩地层时代和岩性的不同,以四人沟—离宫—普乐寺一线为界分为南北两区。(1)北区基岩为太古界单塔子群白庙子组,岩性以黑云母斜长片麻岩、闪斜片麻岩、斜长片麻岩及花岗岩、片麻岩为主,夹有浅层变粒岩、浅粒岩和混合岩化片麻岩及长英岩和脉状、团块状伟晶岩、闪长玢岩、煌斑岩脉等。岩石致密、坚硬、粒度均匀性脆,有清晰的片麻状构造,片麻理产状多为近东西走向,倾向北西,倾角70°～85°,在长期风化淋滤侵蚀作用下,常形成低山丘陵区,地形坡度较低,山顶多为低矮圆形或浑圆形小山丘,风化程度受构造裂隙发育程度的控制,一般强风化层厚度1～3m不等。(2)南区出露基岩为中侏罗统后城组(J2h)砾岩或砾岩夹砂岩,即“承德砾岩”,岩石呈紫红色—暗红色,砾石成分复杂,胶结物以硅质和钙质为主,多呈陡峭、直立的山崖和奇峰异顶,或洞穴等千姿百态的自然景观。(3)该区的地下水以基岩表层风化裂隙水为主,局部地段有构造裂隙水。(4)该区岩石比较坚硬,地形坡度变化较大,虽然岩石的物理力学性质或稳固性较好,但因施工难度大,成本高,目前除一些特殊的工程需建设于山顶工作,一段的民用建设尚未涉及于光山秃岭之顶。4在对土木工程的测量中，所有工程区都应重点关注确定的主要工程区问题4.1河道扭转及渠道泥石流质区即武烈河旁侧的Ⅰ级阶地区,该区影响工程建设的最主要问题有三,其一是砾砂和圆砾、卵石层中有时夹有淤泥质粉质粘土及淤泥质土软层,厚度0.2～2.5m,常呈透镜状态赋存于正常层位之中。往往由古河道转弯和渠道淤泥质沉积而成,该层多呈软塑到流塑状态,力学性质差,对建筑物的安全有着潜在威胁性,因此在勘察时必须注意有无此层,其发育程度和分布范围必须查清,以采取必要的措施进行处理,以保证工程建设的安全可靠。其二是该区与山间沟谷出口的交汇地段,地层结构变化大,层位厚度及物质组成均有较大的变化,致使各地层土的物理力学性质的均一性差,易产生不均匀沉降,勘察应着重评价该区内各岩土层的均一性,并提出相应的处理措施。其三,靠近武烈河一侧,即Ⅰ级阶地前缘地段常受武烈河洪水的袭击,因此对武烈河河床沿岸的建筑物,必须作好堤防设施,以防洪水对建筑物的破坏。4.2覆岩地基界面因素该区除地表有厚度不等的第四系全新统各种填土外,上更新统地层形成时间较早,密实程度高,相应的力学性质较好,是区内建筑物的良好持力层,也是区内民用建设的主要地段之一。但仍有以下三点对工程建设影响较大,勘察时必须查清,以便采取相应措施。(1)B区前缘,即靠近山间沟谷的坡脚地段,基岩坡度变化较大,常常发生突变,形成高达3～6m的陡坎,由此使地层结构发生突变,因此勘察时必须查清基岩的总体变化趋势。(2)该区粉质