山东省沂沭县城市地质调查与分析

山东省沂沭县城市地质调查与分析

1水系和断裂带大部分城区为邻河和五其河漫滩，只有南部和东南部有一座丘陵。丘陵区和丘陵与平原的过渡区绝对标高约60～75m,平原区地形起伏不大,绝对标高约55～60m。城区地势总体上呈南高北低、东高西低。旧城区有冲沟和护城河。勘察资料表明,冲沟深3～6m。据调查,原护城河开挖于清朝末年,上口宽约50m,底宽约4～5m,最深10m左右,地面上总体呈矩形分布,其北边为诸城酒厂向西至和平路一线,南边为文化路,西边在和平路及其至文化路的延长线附近,东边为酒厂向南经府东二巷、工商银行、诸城师专至文化路一线。该护城河多于建国初期填平,其中的人工填土堆积时间一般>20年。NNE向的沂沭活动性断裂带是控制区域地壳活动的主要断裂带。该断裂带在诸城地区由昌邑——大店等四条主干断裂组成,城区与该四条主干断裂的最近距离>15km;城区与其他构造体系中活动性断裂(贾悦——孟疃断裂等)的最近距离>5km,均属安全距离。据潍坊市地震局资料知,城区地震活动主要受沂沭强震带和诸城——惠民中强地震带的控制。历史上,沂沭强震带在郯城发生的8.5级地震给本区造成严重破坏。1970年以来,诸城地区发生最大震级为2.9级的小震20次。诸城——惠民中强地震活动带历史上在诸城西发生过5级地震,造成房屋破坏。沂沭强震带与诸城——惠民中强地震带在安丘——临朐交界地带交汇,该交汇带具备发生较强地震的可能。未来50年内超越概率为10%的地震基本烈度为7度。2上古生代风文化研究区城区地层主要为第四系冲积粘性土、粉土、沙土和白垩系王氏组泥岩。根据成因年代及物理力学性质,将城区岩土分为7层,现自上而下分述如下:Ⅰ人工填土和耕植土层:人工填土上部多为杂填土,下部多为素填土,褐色,由粉土、粉质粘土和砖瓦碎块组成,湿～饱和,松散,其厚度一般1.00～2.00m,原冲沟沟底部位厚3.00～6.00m,护城河处最厚达10.80m,分布广泛。原护城河处填土底部常有一层厚1.00～1.50m的淤泥,呈灰黑色,饱和,软塑。耕植土呈褐色,主要由粉土组成,湿,松散,厚度0.70m左右,分布于城郊。Ⅱ粉土层:黄褐色,含少量氧化铁,湿,中密,厚度为0.50～3.20m,分布于平原区(将全城区分成丘陵区、平原区和丘陵与平原的过渡区,平原区内将人民路以北和夫其河以西的区域称西北区),层位不稳定,局部缺失。该层在河两岸近河地带常上覆或下伏Ⅱa层。Ⅱa粉细砂层,黄褐色,稍湿,松～稍密,厚度0.50～3.70m。Ⅲ粉质粘土层:上部棕褐色,下部黄褐色,含少量钙质结核和条纹状分布的氧化铁,湿,可塑,局部软塑,厚度1.00～4.00m。在近河地带的局部段,该层上部的棕褐色土层变为Ⅲa层。Ⅲc软弱粘土层,其含大量条纹状分布的氧化铁,饱和,可塑——软塑,厚度0.50～1.00m。Ⅳ粉质粘土、粉土层:黄褐色,粉质粘土含少量钙质结核,见黑色铁锰质斑点和氧化铁条纹,湿,坚硬～硬塑,局部可塑。粉土位于粉质粘土的底部,含少量粒径1.0～10.0cm的钙质结核,湿～很湿,密实,厚度0.20～2.00m。该层总厚度2.00～4.50m。Ⅴ砂土层:自上而下为中沙、粗沙和砾沙。黄褐色,中沙均粒,粗、砾沙混10%～50%的砾石。沙粒成份主要为长石和石英,粒径一般0.03～0.15cm,呈次棱角状,砾石成份主要为安山岩、花岗岩和砂岩,粒径一般0.2～3.0cm,大者达5.0～7.0cm,多呈亚圆型。砾石含量自上而下渐增,底部1.00m左右过度为圆砾,砾石含量达60%～80%。该层饱和、密实,厚度1.80～6.30m。该层局部上覆Ⅴa层。Ⅴa粉细砂层,黄褐色,饱和,稍密——中密,厚度0.50～2.30m。Ⅲ～Ⅴ层分布于西北区以外的平原区内。Ⅴb砂层:黄褐色,饱和,松散——中密,混砾石。自上而下由中沙逐渐过渡为砾沙,底部为圆砾,砾石含量由10%渐增至80%。层厚3.50～7.0m,布于西北区。Ⅵ粉质粘土层:褐黄色,含5%～15%的黑色铁锰质结核、5%～30%的粗粒沙和少量(局部富集达30%～50%)砾石(其成份主要为砂岩和安山岩,粒径一般0.2～3.0cm,多呈亚园形),湿,坚硬——硬塑,局部可塑,层厚0.30～4.0m,分布于丘陵区和过渡区,直接覆于风化泥岩之上。Ⅶ风化泥岩:紫红色,泥质结构,层状构造,主要由粘土类矿物组成,含少量砾石,砾石成份为安山岩和砂岩,粒径一般0.2～2.0cm,均呈圆型。勘察深度范围内揭露到全风化、强风化和中风化三种泥岩。全风化泥岩厚度0.60～2.70m;强风化泥岩厚度在丘陵区和过渡区一般为3.00～5.00m,局部达15.00m,在西北区为1.00～3.00m,其它平原区为4.00～8.00m;中风化泥岩揭露厚度3.00～5.00m。泥岩分布于全城区,其中全风化泥岩只分布于丘陵区和过渡区。泥岩层面坡度在丘陵区和过渡区为8%～14%,在平原区<5%。强风化泥岩中常夹厚度为1.00～3.00m的强风化砂岩或砾岩。砂岩含少量砾石,砾岩含50%～70%的砾石和20%～30%的中、细粒砂,砾石成份主要为安山岩和砂岩,呈圆形,粒径一般0.2～3.0cm。砂、砾岩均为泥质胶结,胶结物占10%～20%。人工填土或耕植土和风化泥岩在各分区均有分布,除该二层外,各分区第四系土层构成为(自上而下):丘陵区为Ⅵ层粉质粘土;过渡区为Ⅲ层和Ⅵ层粉质粘土;西北区为Ⅱ层粉土、Ⅱa层粉细砂和Ⅴb层砂土;其它平原区为除Ⅴb层和Ⅵ层之外的土层。总之,城区第四系土层最大厚度为13.50m,在丘陵顶部局部缺失。勘察深度范围内,白垩系王氏组泥岩的最大揭露厚度为15.00m,据有关供水井地层资料知,城区泥岩厚度>150.00m。另据山东省区域地层资料知,白垩系王氏组紫红色泥岩和砂、砾岩总厚度为283.00～496.00m。城区泥岩埋藏最深为13.50m,最浅在丘陵顶部,有天然露头。各岩土层的物理力学性质及承载力详见表1和表2。3人工填土含水层厚度该区含水层主要为上述的Ⅴ层和Ⅴb层砂土,含孔隙承压水或潜水,分布于平原区。含水层渗透性强,富水性好。西北区为潜水区,静止水位埋深2.30～3.40m,含水层厚度4.00～5.00m。其它平原区地下水主要为承压水,含水层顶板埋深6.00～9.00m,静止水位埋深一般3.50～5.00m,压力水头一般1.00～4.00m,含水层厚度2.20～5.30m。城区内局部(尤其是原护城河及冲沟部位)人工填土含微量上层滞水,静止水位埋深一般1.00～3.00m。地下水补给源为大气降水和河水。据调查,城区地下水水位年变幅一般2.00左右,最大达4.00m左右。水质分析结果表明,该区地下水中对基础有影响的主要离子及含量(mg/L)为:HCO3-=135.0～585.0、CI-=28.4～223.4、SO4-2=14.4～198.8、Mg+2=9.1～48.1、NH+4<0.1、侵蚀性CO-2=0～17.2、矿化度500～1286、pH值6.8～7.9。水化学类型:城内主要为HCO-3—Ca+2、HCO-3-(K+Na)+和HCO-3-(K+Na)+-Ca+2型。城郊及城内近郊区地带为CI-—Ca+2、HCO-3—CI-—Ca++、和HCO-3—SO−244-2—Ca+2—(k+Na)+型。按Ⅱ类环境判定,在密州学村一带地下水对砼具弱侵蚀性,城区除此之外,地下水对砼均无侵蚀性。地下水对砼中的钢筋在城内多无侵蚀性,在城郊及城内近郊区地带具弱侵蚀性。4基础持力层的选择-粉细砂层、粉土为高压缩性的基从表1和表2中可看出,Ⅰ人工填土层、Ⅱ粉土、细砂层和Ⅲa粘土层强度低,Ⅱ粉土层局部强度较低,Ⅲ粉质粘土层以下各岩土层强度均较高。Ⅲ粉质粘土层强度由较低至较高,Ⅵ粉质粘土层强度虽较高,但其变化范围大。勘察发现,当Ⅲ、Ⅵ粉质粘土层位于长期积水的人工填土之下时其强度降低,原因是积水下渗造成粉质粘土含水量升高所致。Ⅰ人工填土层厚度变化大,成份复杂,均匀性差,压缩性高,强度低且极易产生不均匀沉降,不宜作基础持力层。如诸城中粮宾馆附近的四层德国教堂因建在人工填土上而造成开裂。对厚度<4.00m的填土可采用换土垫层法处理,厚度>4.00m时宜采用短桩处理。Ⅱa粉细沙层强度低,可作三级建筑物的基础持力层。Ⅱ粉土层和Ⅲ粉质粘土层可作低层建筑物的基础持力层。城区现有低层建筑物多选择该二层土作基础持力层,未发生破坏现象。Ⅲa粘土层具高压缩性,为软弱层,当其存在于下卧层中时应进行强度验算。Ⅳ粉质粘土层、粉土强度高,层位稳定,层顶埋深4.7～6.00m,可作高层建筑物箱基或筏基的持力层,Ⅶ全风化和强风化泥岩层强度高,可作各类建筑物的基础持力层,但应注意在丘陵区和过渡区其层面坡度较大。Ⅶ中风化泥岩层可作桩基持力层,其单轴极限抗压强度一般为2.60～12.57MPa,桩的极限端阻力标准值为1500～3000MPa。城区Ⅱ粉土层湿陷每当δ<0.01,不具湿陷性。Ⅱa粉细沙层在西北区地震液化指数为0～6,地基液化等级为轻微～中等。该层在其它平原区均位于含水层顶板隔水层之上,不存在地震液化问题。Ⅱ粉土粘层粒含量12.4%～25.5%,Ⅳ粉土层呈密实状态,Ⅴa粉细砂层呈稍密～中密状态,均不会发生地震液化。5浅部及浅部地基土诸城市地震基本烈度为7度。城区无活动性断裂通过,第四系土层