滑坡等病害实例.doc

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1、释文:工程地质问题是指与人类工程活动有关的地质问题。它影响建筑物修建的技术可能性、经济合理性和安全可靠性。如建筑物所处地质环境的区域构造稳定问题、地基岩体稳定问题、地下硐室围岩稳定问题和边坡岩体稳定问题、水库渗漏问题、淤积问题、浸没问题、边岸再造及坝下游冲刷问题,以及与上述问题相联系的建筑场地的规划、设计和施工条件等方面的问题。工程地质工作的基本任务在于对人类工程活动可能遇到或引起的各种工程地质问题作出预测和确切评价,从地质方面保证工程建设的技术可行性、经济合理性和安全可靠性。编辑本段工程地质问题工程地质问题是指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展,构成威胁影响工程建

2、筑安全的地质问题称为工程地质问题。由于工程地质条件复杂多变,不同类型的工程对工程地质条件的要求又不尽相同,所以工程地质问题是多种多样的。就土木工程而言,主要的工程地质问题包括:(1) 地基稳定性问题:是工业与民用建筑工程常遇到的主要工程地质问题,它包括强度和变形两个方面。此外岩溶、土洞等不良地质作用和现象都会影响地基稳定。铁路、公路等工程建筑则会遇到路基稳定性问题。(2) 斜坡稳定性问题:自然界的天然斜坡是经受长期地表地质作用达到相对协调平衡的产物,人类工程活动尤其是道路工程需开挖和填筑人工边坡(路堑、路堤、堤坝、基坑等),斜坡稳定对防止地质灾害发生及保证地基稳定十分重要。斜坡地层岩性、地质构

3、造特征是影响其稳定性的物质基础,风化作用、地应力、地震、地表水、和地下水等对斜坡软弱结构面作用往往破环斜坡稳定,而地形地貌和气候条件是影响其稳定的重要因素。(3) 洞室围岩稳定性问题:地下洞室被包围于岩土体介质(围岩)中,在洞室开挖和建设过程中破坏了地下岩体原始平衡条件,便会出现一系列不稳定现象,常遇到围岩塌方、地下睡涌水等。一般在工程建设规划和选址时要进行区域稳定性评价,研究地质体在地质历史中受力状况和变形过程,做好山体稳定性评价,研究岩体结构特性,预测岩体变形破坏规律,进行岩体稳定性评价以及考虑建筑物和岩体结构的相互作用。这些都是防止工程失误和事故,保证洞室围岩稳定所必需的工作。(4) 区

4、域稳定性问题:地震、震陷和液化以及活断层对工程稳定性的影响,自1976年唐山地震后越来越引起土木工程界的注意。对于大型水电工程、地下工程以及建筑群密布的城市地区,区域稳定性问题应该是需要首先论证的问题。 摘要:深圳地区内发育有震旦系、上泥盆系、石炭系、上三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系陆相冲洪积和海相淤积层,大范围被燕山早期、晚期花岗岩侵入,火山喷发岩覆盖。各类岩石受侵入接触变质,断裂热变质,加上受北东、北西、东西向三组主要断裂的切割破坏,使深圳地区地层变得十分复杂。在城市建设中,在各类建筑地基勘察、设计、施工中遇到各类工程地质问题,其中常见的工程地质问题主要有软土地基不均匀沉降,岩溶地

5、面塌陷,砂页岩互层软弱地层的崩塌、滑坡及其对工程桩的影响,燕山晚期花岗岩中北西向断裂破碎带对工程桩的影响,北东向断裂破碎带对工程桩的影响等。1软土地基不均匀沉降对工程的影响深圳湾沿岸、珠江口东岸的沙井妈湾、盐田港区、坝光西岸等地广泛分布着浅海相或海陆交互相沉积淤泥、淤泥质粘性土、泥炭、泥炭质土等,一般厚度510m,部分1016m,最厚22m,加上填海造地时填土510m,总厚度1525m。软土的特点是含水量高,压缩性高、强度低、透水性差,具有流变性,其工程特性远不能满足建筑物的变形和承载力及地面使用要求,必须进行加固处理。深圳地区近十多年来进行了皇岗口岸、福田保税区、深港西部通道口岸、后海填海区

6、、滨海大道及其北部填海区、前海湾填海区、铜鼓航道填海区、宝安国际机场、盐田港填海区、坝光化工基地等大面积的填海造地,已经或将要填海总面积60km2以上,必须对厚522m的淤泥或淤泥质粘性土进行加固处理,否则将会出现地基不均匀沉降。目前填海造陆普遍采用的方法是先抛石挤淤或爆破挤淤形成海堤或隔堤,然后抽排海水,凉晒淤泥、铺砂垫层、插塑料排水板,堆载预压或强夯加固处理。如不进行加固处理或处理不彻底则会出现地面持续不均匀沉降,沉降量20%30%。1.1工程实例一福田保税区的赛意法(超大)厂区软土地基不均匀沉降对工程的影响该厂位于福田保税区西部,地貌单元为浅海区,软土厚度1015m,填土厚度48m。在进

7、行保税区大面积软基处理时未对该厂区进行插塑料排水板,堆载预压或强夯加固处理,直接进行桩基础和上部建筑物施工,建筑物竣工后出现室内外地面严重不均匀沉降,造成室内隔墙严重变形开裂、设备倾斜下陷、室外道路严重下沉,管线变形断裂,无法按期交付使用。经国内外岩土专家论证分析,认为是因桩间软土未进行加固处理引起地面不均匀沉降。经国内外岩土专家论证和经济、技术方案比选,采用静压桩处理室内外地面获得成功,处理费用5000多万元。说明主体建筑采用桩基础,地面不作处理是行不通的。1.2工程实例二益田高级中学和市教院附中软土地基不均匀沉降对工程的影响益田高级中学位于益田村西侧,益田市教院附中位于益田村东侧,地貌单元

8、均为海漫滩,软土厚度510m,填土厚度48m,设计建筑地面采用搅拌桩处理,设计桩长均为14m,上部建筑基础采用桩基础,以残积土中下部或强风化岩为持力层。建筑物竣工后,在使用初期出现礼堂、部分教室及连廊地面不均匀下沉、倾斜、开裂,无法按期提供使用。经搅拌桩钻芯法检测发现部分搅拌桩未穿过淤泥层,桩底残留淤泥13m,因残留淤泥的沉降变形引发部分地面下沉、倾斜、开裂,建筑物无法提供使用。经深圳市岩土专家论证,对已变形地面采用室内静压桩处理,获得成功,处理费用数百万元。说明处理深度不够也不行,一定要详细查清,处理深度要到下部硬层。2岩溶及岩溶地面塌陷对工程的影响深圳市龙岗区的横岗、龙岗、坪地、坪山、坑梓

9、、葵涌镇等广泛分布石炭系下统石磴子组灰岩、白云质灰岩、大理岩,多为厚层状、质纯。分布面积100km2以上。可分为覆盖型和埋藏型两种,覆盖型岩溶分布于横岗龙岗坪地河谷平原,碧岭坪山坑梓河谷平原和葵涌盆地中,覆盖层厚度一般1025m,部分510m,覆盖层上部为第四系冲洪积粉质粘土,厚度820m,下部为含卵石砾砂,厚度1.05.0m。埋藏型岩溶分布于上述河谷平原的两侧及葵涌盆地周边,埋藏于石炭系下统测水组砂页岩的下部,多呈假整合接触,即石磴子组海相灰岩形成后,地壳上升,灰岩露出地表,接受风化剥蚀,地表水的冲刷溶蚀,形成溶沟、溶槽、石芽、石笋、石柱等岩溶地貌,并在沟槽中堆积了坡积物。地壳又缓慢下降形成

10、浅海,接受浅海相砂泥质沉积,形成测水组砂岩、页岩、炭质页岩、泥岩等互层。埋藏型岩溶的埋藏深度一般大于30m。据大量工程场地岩土工程勘察资料,钻孔见溶洞率40%80%,溶洞高度一般0.53.0m,个别大于20m,可分为35层,上部溶洞大多为开口型,多被冲洪积或坡洪积含碎石粉质粘土全充填,分析可能属溶沟或溶槽堆积。下部溶洞较小,多为闭合型,半充填,深部溶洞为无充填。沿断裂带溶洞更为发育,溶洞和溶蚀裂隙中含丰富的岩溶裂隙水,且一般连通性好,与地表水联系密切。据志联佳、龙耀大夏场地群孔抽水试验资料,水位降深1.5811.90m时,单井涌水量173.154968.00m3/d,渗透系数28.383.1m

11、/d。强岩溶发育区因地下岩溶和土层内土洞的不断发育和抽取地下水,引发地面塌陷。从1990年起该区发生多起地面塌陷灾害。例如:1990年冬在坑梓镇深汕公路两侧约10km范围陆续发生10余处大小不一的突发性地面塌坑;人民大道塌陷约10m2,深5m,造成一辆正在行驶的汽车掉入坑内;田心村在建的四层民居的中心柱下突然塌陷,陷坑面积30m2,深度4m。1992年3月4日晚,龙岗镇巫屋村商业一条街刚封顶不到一个月的一栋三层楼的一角墙基突然塌陷,陷坑直径3m。1994年6月龙岗镇盛平村一栋施工到三层的宿舍楼,突然倒塌,造成数十人伤亡。2005年3月横岗街道西坑老屋村一栋老民居陷入坑内,周围房屋倒塌、倾斜、地

12、面开裂严重,未造成人员伤亡。上述强岩溶发育区为建设用地适宜性差区,被判为不适宜建高层,超高层建筑区,如要盖高层建筑则地基处理难度大,处理费用相当高。2.1工程实例一:龙岗中心城志联佳大厦岩溶塌陷对工程的影响志联佳大厦原设计地上27层,地下2层,采用挖孔桩基础,先挖两层地下室基坑,再进行挖孔桩施工,基坑挖至冲洪积含卵石砾砂层时涌水量并不大,可用明沟及集水井,常用水泵排除。当各挖孔桩施工至灰岩顶板时则涌水,水头高约4m,一般涌水量520m3/h,最大50m3/h,整个基坑总涌水量大于3000m3/d,基坑很快被水淹,水深约4m。采用封闭式降水井试验方案,在基坑周边布置18口大口径降水井,19个观测

13、井,先进行试验性抽水试验,最大水位降深7.5m,观测井水位降低1.584.96m,平均3.72m,涌水量4968.0m3/d,降落漏斗半径约40m。然后选五口降水井,采用大排量水泵同时抽水,21个观测井,水位降低5.911.9m,平均8.28m,观测井水位降低1.717.58m,平均5.95m,总涌水量10841m3/d,平均单井涌水量2168.26m3/d,降落漏斗半径50m。数天后,基坑底及降水井周围出现5处地面塌陷,单个塌陷面积0.8414.8m2,体积0.7236.0m3。为了将地下水位降下去,满足挖孔桩施工要求,持续降水近一个月,每天排水量保持在11000m3/d左右,后来引发场地南

14、部800m处的西瓜铺村中道路突然塌陷,直径约15m,深度大于3m,四周3040m范围内的房屋出现不同程度裂缝和倾斜。在村民集体向龙岗区政府强烈要求下,区建设局下令志联佳大厦停止降水。就此宣告志联佳大厦人工挖孔桩失败,直接经济损失400多万元,间接经济损失难于估量,延误工期一年多。经深圳岩土专家论证,建议将建筑物高度降低,地下室减为一层,获龙岗区建设局批准,将建筑物改为18层,地下室一层,因建筑结构的变化,重新采用一桩一孔与跨孔CT相结合的勘察手段查清稳定基岩后改用冲孔桩才获得成功。此后龙岗区政府一直未批准过在龙岗中心区(强岩溶发育区)超过20层的建筑物。实例说明,分布于强岩溶发育区的高层建筑的

15、端承桩只能采用冲孔桩,挖孔桩难于成功。2.2工程实例二深圳市东部供水地下干线横岗镇西坑段地面塌陷对工程的影响深圳市东部供水网格干线工程用于统筹解决深圳市的缺水问题,是深圳市城市供水系统的重要组成部分。取水点设在东江的惠州市东部水口镇,经惠阳县的马安、永湖、秋长、至龙岗区坑梓镇,引入松子坑水库。干线起点在松子坑水库11号坝下部,终点为南山区的西丽水库和宝安区的铁岗水库。输水建筑以隧洞为主,全线采用重力流输水方式。一号隧洞从碧岭谷地南缘汤坑村附近进洞,在深圳水库沙湾大望桥北侧出洞,全长17958m。隧洞断面净宽4.2m,净高5.3m。隧洞穿越横岗镇西坑村北侧,该段地面标高82.0m,设计隧洞底板标

16、高40.2m,埋深42.0m。隧洞顶部地层自上而下为第四系全新统冲洪积砂卵石层,厚度1.311.2m;上更新统冲洪积含砾粉质粘土,厚度2.923.8m;石炭系下统测水组绢云母片岩、泥质粉砂岩风化残积土;石炭系下统石磴子组大理岩化灰岩或大理岩,西坑段隧洞位于灰岩部位。2000年5月3日一号隧洞由东向西掘进至西坑村东北部F38断裂破碎带时洞内突然涌水,涌水量约200m3/h。因大量地下水被排出地表,引起西坑老屋村水井水位大幅下降或干枯,大面积地面下沉开裂,民居墙壁倾斜开裂,一处民居突然倒塌、地面塌陷、陷坑直径大于4m,深度不详,总变形面积约7.3万m2,地面普遍下沉25cm。塌陷出现在晚上,“轰”

17、的一声巨响,振动老屋村几平方公里范围,当地居民以为是发生地震。村、镇动或崩塌。崩塌或滑坡的范围仍在不断扩大,属不稳定边坡。经对该边坡进行重新设计、治理,采用锚杆(索)格构梁支护,并做好坡顶、台阶、坡脚排水系统和绿化治理,才使边坡稳定。4石炭系下统测水组砂页岩对工程桩的影响深圳市龙岗区大面积分布的石炭系下统测水组石英砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、页岩、炭质页岩互层。因各种岩性的矿物成分不同,其风化程度相差悬殊。石英砂岩难于风化,一般呈中风化状态,泥质粉砂岩呈强风化状态;泥岩、页岩、炭质页岩容易风化,多呈泥状、土状软弱夹层,相互组成软硬互层。加上该地层易受褶皱影响,上述岩性多呈波浪式软硬互层出现。软岩风

18、化深度大,深达百米,硬夹层难于风化,呈中等风化夹层。有的场地地表就见到中风化石英砂岩,但钻穿后数米,甚至上百米见不到稳定的中风化地层,造成一栋建筑物的桩长相差很大,甚至找不到稳定的中风化地层。4.1工程实例深圳市龙岗区欧景花园三期10、11号楼石炭系下统测水组砂页岩对工程桩的影响拟建欧景花园三期10、11号楼位于龙岗区中心城,龙岗区人民医院与妇幼保健院之间,建筑物高度为地上1728层,地下3层的商住楼。场地原始地貌为残丘坡地。地层岩性如下:第四系残积粉质粘土,层厚3.0536.00m,由炭质粉砂岩、页岩风化残积而成,普遍夹强、中风化石英砂岩;石炭系下统测水组炭质粉砂岩,页岩全风化带,厚度4.0

19、015.70m,夹较多强、中风化石英砂岩薄层;强风化炭质粉砂岩、页岩,厚度3.2036.00m,夹中风化石英砂岩;中风化炭质粉砂岩、石英砂岩,厚度2.3020.10m,层顶埋深0.0039.00m;微风化炭质粉砂岩、石英砂岩,揭露厚度1.7413.30m,顶板埋深3.2040.80m;石炭系下统石磴子组灰岩,层顶埋深14.0055.00m。场地处于构造小背斜的轴部,背斜轴为北东向。场地属埋藏型岩溶区,其轴部灰岩埋藏浅,场地东西两侧(两翼)埋藏深,由轴部向两翼逐渐加深,深达55.00m以下。两翼岩层倾角约75,且地层挠曲现象明显。灰岩中岩溶发育,其中有13个钻孔见溶洞,洞高0.605.40m,大

20、部分为无充填溶洞。该工程采用冲孔桩基础,以微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩或石英砂岩作持力层,施工前进行了施工勘察,基本上采用一桩一孔,复杂部位为一桩23个超前钻孔。发现同一根桩各超前孔见微风化岩顶板埋深一般相差13m,多者相差5.07.2m;见微风化炭质粉砂岩顶板埋深相差12.613.4m。说明同一根桩的微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩或石英砂岩顶板埋深相差悬殊,起伏变化很大,极难将桩端嵌入稳定完整的微风化基岩中。各桩在终桩时均检验岩样后才下钢筋笼和浇灌混凝土。达到规范规定的龄期后才进行钻芯法抽芯检测,检查结果发现桩身混凝土质量完好,但有40多根桩的桩底持力层没有达到设计持力层(微风化灰岩或微风化炭

21、质粉砂岩或石英砂岩)要求,甚至部分桩底基岩仍为强风化或全风化炭质粉砂岩。后采用补桩处理,基本上是一根不合格桩补二根桩,增加基础费用投入200多万元。综上所述,证实在石炭系下统测水组砂页岩分布区不适宜采用端承桩和以微风化砂岩夹层为持力层,宜采用摩擦桩或摩擦端承桩,应尽量采用天然地基基础或复合地基,以避开下伏灰岩强岩溶发育带对基础的影响。5燕山晚期花岗岩中的北西向断裂对工程桩的影响燕山晚期花岗岩中的北西向断裂一般规模较小,且多被第四系掩盖,地表很难见到露头,但对山间溪谷有较明显的控制作用。断裂走向多为北3050西,大部分倾向北东,个别倾向南西,倾角6075。该组断裂形成于燕山晚期以后和喜山期,它们

22、几乎切割了北东向和东西向断裂,水平断距一般50200m,多属张扭性断裂,构造岩为压碎岩、碎裂岩、角砾岩夹薄层糜棱岩,视厚度1035m,为富水断裂。构造岩风化强烈,上部为土状,中部为砂砾状,下部为碎石状。断裂破碎带部位中、微风化岩埋深比断裂两侧正常基岩埋深大1035m,对高层建筑工程桩持力层选取造成很大困难,且施工难度大,造价高。5.1工程实例一深圳市国通大厦(原名无线大厦)北西向断裂对工程桩的影响国通大 厦位于深圳市福田区滨河大道与新洲二路交汇处的西南侧。设计建筑为四足鼎立的单体塔楼,主塔楼43层(其中地下3层),正方形,边长45m45m,框架结构,基础砌置深度10m,单位荷重750kN,属一

23、级建筑物,对差异沉降敏感;副楼9层,矩形,框架结构,基础砌置深度5m,单位荷重180kN。场地地貌为残丘坡地,地面标高7.1010.10m,下伏基岩为燕山晚期粗粒花岗岩。据详勘资料,主楼微风化花岗岩顶板埋深大部分地段为32.546.9m,标高-22.1738.3m。主楼的西南角见北西向断裂破碎带,断裂倾向南西,倾角约65,构造岩为压碎岩,角砾岩夹薄层糜棱岩,厚度11.017.3m,铅直厚度24.338.2m,构造岩中可见绿泥石化和挤压现象,构造岩自上而下可分为土状、砾状、块状。主楼基础设计为人工挖孔桩,90%桩端以微风化岩作持力层,有效桩长23.036.5m,西南角位于断裂破碎带之上,完整基岩

24、埋深81.0m,地下室底板以下埋深为71.0m,无法采用人工挖孔桩。经勘察、设计单位论证,借鉴已建高层建筑在构造岩中的成桩处理经验,将西南角的桩端置于砾状构造岩之上,桩长40.045.0m。据某场地孔内载荷试验成果,砾状构造岩的桩端承载力标准值取3700kPa,从而不但解决了挖孔桩施工难度同时可节约桩长2530m,节约基础投资数百万元。建筑物早已建成,安全使用近10年,主楼四角沉降量12.015.0mm,相差3.0mm,核心筒沉降量13.819.7mm,相差5.9mm,绝对沉降量及沉降差均满足规范要求。5.2工程实例二深圳市福田区赛格群星广场北西向断裂对工程桩的影响赛格群星广场位于深圳市华强北

25、商业街北部,华强北路与红荔路交汇处的东南侧,建筑物由一栋40层写字楼及两栋32层商住楼组成,裙楼4层,局部8层,设3层地下室,基础埋深14.5m,建筑结构采用框剪-核心筒结构。建筑结构荷载大且差异大,单柱单桩荷载10000152500kN。场地地貌为残丘坡地,地面标高13.114.5m,下伏基岩为燕山晚期粗粒花岗岩,微风化基岩顶板埋深一般为27.538.8m,标高-14.0-34.8m。写字楼西侧受北西向断裂影响,微风化基岩顶板埋深50.860.5m,标高-36.9-46.6m,微风化基岩面与一般地段微风化基岩面相差22.911.8m,构造岩厚度10.014.2m。设计采用人工挖孔桩基础,一般

26、桩端以微风化岩作持力层,写字楼西侧桩端以砾状构造岩带作持力层,据该场地孔内载荷试验成果,取桩端承载力标准值3500kPa,经设计计算可满足单桩承载力及布桩要求,缩短了桩长,节约了基础投资400万元。建筑物已建成使用10年,沉降量2032mm,建筑物东西端沉降差6mm,绝对沉降量及沉降差均满足规范要求。6北东向罗湖断裂对工程桩的影响据区域地质资料,罗湖断裂属北东向深圳断裂的南西段,分布于罗湖区和福田区的一部分,面积约为40km2,原始地貌为低丘陵、台地平原,大部分被第四系和高层建筑物覆盖,经地质测绘、物探、钻探验证和大量高层建筑场地地基勘探资料分析,分布有13条以上大小不同的断裂,呈相互平行叠瓦

27、式排列,舒缓波状“S”形延伸,区内断裂长度1.87.6km,破碎带宽度一般为530m,个别达200m,断裂倾向北西,倾角5575,局部3050,被多条北西向断裂穿切分割成四段,水平错距30100m。据大量钻孔资料,断裂破碎带垂直厚度20187m,构造岩自上而下为破碎岩(包括裂碎岩、压碎岩和角砾岩)夹糜棱岩、糜棱岩(包括糜棱岩、千糜岩和糜棱岩化岩)、压碎岩、碎裂岩。糜棱岩呈灰绿、深绿色,岩芯呈碎屑状、豆渣状、泥土状等,强度相当于强风化岩的强度,桩端阻力特征值27003500kPa。对选择以中、微风化岩做桩端持力层的高层建筑的影响严重,同一栋高层建筑如遇到北东向断裂,因断裂破碎带垂直厚度大,承载能

28、力低,冲、挖、钻孔桩难于穿过,给结构设计、施工造成很大的困难,同时增加大量的基础投资和存在建筑物的整体稳定性问题。6.1工程实例一深圳市鸿昌广场大厦(原名贤成大厦)北东向断裂对工程桩的影响深圳市鸿昌广场大厦位于罗湖区深南东路与文锦路相交的西南侧,地貌上属山前冲洪积扇的前缘,原地面标高5.466.49m。地上建筑物55层,总高208.8m,地下二层,地下室最深处13m。建筑物上部为八角形,下部为长方形,筒中筒结构,分别在32层,15层以下向东西两侧扩展,采用框架-剪力墙结构。场地下伏基岩为中侏罗系凝灰质砂岩,中风化基岩埋深18.528.5m。在场地西北部揭露北东向断裂,走向北60东,倾向北西,倾

29、角65,属压扭性断裂,呈舒缓波状展布,揭露破碎带视厚度31.154.8m,破碎带地表投影宽度2025m,构造岩为碎裂岩夹糜棱岩及断层泥。碎裂岩为浅灰灰绿色凝灰质砂岩,网状裂隙极发育,裂隙多被绿泥石充填,岩石用手掰易沿节理面裂开。岩芯呈角砾状、碎块状。糜棱岩为灰绿深绿色,矿物多呈片状,定向排列,岩芯呈碎屑状、豆渣状、泥土状,大部分颗粒直径为110mm,粘土颗粒占2644,压缩系数0.180.46MPa-1,压缩模量3.17.3MPa。据断裂带钻孔抽水试验,单位涌水量为0.014L/s.m,渗透系数0.05m/d。拟建主楼的西北部揭露主断裂带,基础下部岩体极破碎,断裂破碎带厚度大,破碎带部位完整基

30、岩埋藏深度大,其中厚度大于5m的较完整基岩埋深50.484.0m,从地下室底板起算较完整基岩埋深40.474.0m。该建筑采用人工挖孔桩基础,如选用厚度大于5m的较完整基岩做持力层,则桩长达74m,则挖孔桩严重超深,当时的施工能力无法达到。经多次召开岩土专家会议研究、论证,决定将超深的部分桩端放在碎裂岩夹糜棱岩带上,采用扩大头,桩端阻力特征值采用3500kPa,获得成功。经沉降变形观测,最终沉降量和倾斜度未超过规范规定。建筑物已建成使用10多年,一直处于完好安全状态。6.2工程实例二深圳东方皇宫大厦(原金陵大厦)北东向断裂对工程桩的影响东方皇宫大厦位于罗湖区深南东路与南湖路相交处的南东侧的粤海

31、大厦以南,地貌上为深圳河二级阶地,原地面标高4.765.79m。拟建二栋30层商住楼和一栋25层宾馆,下部23层裙楼相连。框架一剪力墙结构,设一层地下室。场地内覆盖层厚度(微风化基岩以上)19.048.0m,下伏基岩为侏罗系凝灰质砂岩,岩石硅化强烈,裂隙极发育,岩石破碎,多呈块状、碎石状。在场地北部揭露北东向断裂,断裂走向北60东,倾向北西,倾角5070,钻探揭露破碎带视厚度19.649.7m,且尚未揭穿。破碎带地表垂直投影宽度22m。构造岩为碎裂岩夹糜棱岩,呈多条叠瓦式排列,单条视厚度3.817.4m,平均13.2m,真厚度4.79.2m,平均7.0m,断裂带中可见挤压面和挤压片理,绿泥石化

32、强烈,岩芯呈碎石状、碎屑状、豆渣状、泥土状。建筑物基础采用钻孔桩,以微风化凝灰质砂岩作持力层,详勘中查明较完整基岩埋深41.3277.65m,从地下室底板起算37.073 .0m,按当时的施工能力,钻孔桩很难钻至73m,且造价相当高,为减少桩长,将位于深厚断裂破碎带中的桩端置于破碎带中,桩端阻力采用3500kPa,在跨越断裂带部位的地下室底板和上部首层连梁结构作了加强处理,地上建筑物建成后经沉降变形观测,最终沉降量和沉降差未超过规范规定。建筑物已建成使用近20年,一直处于安全运转状态。从上述位于北西、北东向断裂破碎带上的高层建筑工程实例证实,单体高层建筑的部分或少部分工程桩可以置于破碎带中,设

33、计时在地下室底板和首层地梁上做些结构加强措施,建筑物的地基变形允许值不会超过规范规定值,对建筑结构不会造成影响。 我国南方泥质沉积岩的工程地质性质及其易引发的工程地质问题和防治措施摘要:我国南方泥质沉积岩具抗风化能力低,遇水吸水软化,层理及裂隙发育,层理面、裂隙是岩体的软弱构造面,岩体常软、硬相间层的工程地质性质;易引发基坑崩塌,开挖暴露的建筑地基强度降低,岩石边坡失稳,遂道洞顶坍方,岩质地基易产生不均匀沉降等工程地质问题及其防治措施。关键词:泥质沉积岩,工程地质性质,工程地质问题,防治措施。 一我国南方泥质沉积岩概述: 泥质沉积岩在我国南方分布广泛,为软质岩,根据泥质沉积岩中泥质(即粒径小于

34、0.005mm的粘土颗粒)含量的多少、沉积岩碎屑物粒度的大小分类有:.粘土岩:岩石主要由直径小于0.005mm的粘土组成,其次为碎屑物,岩石中泥质含量50%,主要有泥岩,页岩,砂质泥岩,碳质泥岩,碳质页岩,呈泥状结构,溥层状构造,具极薄的层理或页理,层间结合力差,手摸有滑感,铁质、钙质、碳质胶结,含铁质胶结物的粘土岩呈暗红色、褐红色、赤红色,当粘土岩中含有机质(即碳质、沥青质)时呈黑色,如碳质泥岩、碳质页岩,岩石能污手,较纯的粘土岩呈灰白色或土黄色,粘土岩原生软弱夹层,常夹煤层。. 泥质碎屑岩:岩石主要由粒度0.005mm碎屑物组成,碎屑物含量50%,碎屑物颗粒间充填物为泥质,根据岩石中碎屑物

35、的形状、粒度的大小及其含量多少分类主要有:泥质粉砂岩、泥质细砂岩、泥质中砂岩、泥质粗砂岩、泥质砾岩、泥质角砾岩,呈碎屑结构,层状构造,岩层常见水平层理、斜层理、交错层理及波状层理,层间结合力较差,胶结物以铁质、钙质、碳质为主,铁质胶结物常作为泥质沉积岩的色素而存在,使岩石呈暗红色、褐红色、赤红色,在我国南方普遍分布,简称“红层”,泥质碎屑岩含碳质时呈黑色。(剩余2646字)摘要: 我国的中小水库占有很大的比例,针对新疆中小型水库存在的问题,统计了水库溃坝的诸多原因,得出由于渗透原因造成的溃坝占有很大的比重,而渗透现象的产生与堤坝所处的地质环境有着直接的联系。通过对典型的工程实例的地质情况的分析

36、,提出了防止渗透的相应防治方案。Abstract: The article analyses the problems existing in Xinjiang small and medium-sized reservoirs, counts many other reasons about the dams ruin, and shows that the dams break caused of penetration accounts for a large proportion, and the penetration is directly related to the geolo

37、gical environment of the dam. Through the analysis of some typical engineering geological questions, we present some effective measures to prevent infiltration.关键词: 中小水库;渗透;除险加固;工程地质;防治方案Key words: small and medium reservoir;penetration;reinforcement;engineering-geology;中图分类号:TV5 文献标识码:A 文章编号:1006-4

38、311(2011)10-0043-02 0 引言 中小型水库为社会经济可持续发展提供了基础保障。然而我国现有约8.5万座水库,根据相关数据显示,有3万余座存在着不同程度病险或安全隐患,其中绝大多数为中小型水库。这些水库基本兴建于50年代到70年代,受当时经济、技术条件限制,大多水库建设质量不高,而在此后几十年的使用过程中,缺少必要的养护和修复。目前,在这些中小水库中普遍存在着防洪标准偏低、坝体的渗透问题严重、稳定性问题、土石坝坝体变形等诸多问题。因此,中小型水库的出险加固的紧迫性不容忽视。由于各个水库所处的地质条件不同,对于特定的工程地质问题,应该提出相应的工程措施尤为必要。 1 新疆地区水库

39、事故原因分析 据不完全统计,19582002年新疆发生重大事故的水库有157 座,占水库总数的33.2。其中大(2)型水库1座,中型水库6座,小(1)型水库95座,小(2)型水库55座。主要的溃坝原因: 1.1 洪水漫顶垮坝34座。中小型病险水库存在防洪标准不能满足规范要求的问题;由于工程建设时水文资料不全,来水过程不清,水库规模、溢洪道高程和断面尺寸确定不合理,存在超标准运行的现象;工程建设的前期工作中,基本未做工程地质勘察、勘探,大坝基础坐落在软弱地基。如:1975年新疆南泉水库被暴雨洪水冲垮,主要原因是水库水文资料缺乏,洪水情况不够准确,水库泄洪能力不足。 1.2 渗透破坏垮坝43座,坝

40、体多为细质粉砂土、碎石土和低液限土填筑,填筑质量差,碾压不均,坝体浸润线高,坝后无排水棱体,坝基渗漏严重;坝下涵管砌筑及涵管周围填土质量不好,涵管断裂、漏水,造成坝体管涌、塌坑等事故。如:新疆雅尔乃孜水库1984年冬季高水位运行时,东坝肩发生接触渗漏,处理不及时导致溃坝事件。 1.3 坝体滑坡垮坝12座。坝体填筑质量差、结构松散;坝体浸润线偏高,坝体土处于饱和状态,抗剪力降低;坝体结构尺寸不合理;水库蓄、放水过程不当等,是导致这些坝垮塌的主要原因。 1.4 地震破坏垮坝1座。在2000年自治区进行的水库大坝安全鉴定工作中,在一些地震分布较复杂地区,缺乏该地区必要的地震资料,水库大坝地震烈度定级

41、为6级或7级)级界限模糊,只能根据全国地震烈度区划图粗略确定。再加上许多水库大坝安全鉴定项目资金偏少,为控制成本,存在笼统地将水库大坝所在区域地震烈度定为6级的现象,严重影响水库大坝安全鉴定成果的可靠性,如:2002年3月3日,阿富汗发生里氏71级地震,喀什西克尔水库受地震影响,副坝坝基液化导致溃坝事件发生。 1.5 其它原因垮坝67座,主要因为放、泄水建筑物结构设计、工程质量、运行维护等方面存在隐患,闸门及启闭设施老化失修,开启困难,水库管理手段落后,水库管理人员素质低等。 在上述的溃坝统计中,我们可以看出由于渗透破坏引起的溃坝有43座,占有较高比例。而新疆中小水库大部分所处的地质条件为第四

42、系松散地层,地基土为上细下粗二元结构。第四系地层成因复杂,岩性多变,岩层的空间延续性差,透镜体、地层尖灭现象发育。这种地质结构对于渗透的产生有着直接的影响。所以对于这种地质情况的水库渗透机理及防治进行研究是很有必要的。 2 新疆中小水库所处的地质情况 2.1 土体物理特性和静态力学参数 通过对典型地层的钻孔取样,对区内主要地层岩土体物理、水理和静态力学特性进行了测试,得到了岩土体的物理和静态力学特性参数。几种土体的天然含水量都大于其塑限,土体呈塑性状态,变形参数和抗剪强度参数都较低。 2.2 土体动力学特征 对土样进行了动力学试验,测得各类土体的动力学参数。土体的剪切模量比都是随剪应变幅值的变

43、大而减小,并趋于某一值;土体阻尼比则随剪应变幅值的变大而增大。 2.3 新疆地区由于地质问题,部分水库破坏统计 新疆地区在第四系松散地层中建造的水库时,往往其坝基都要经过比较复杂的处理,才能满足规范要求。表1列举了由于坝基处理一部分因坝基清理不好,坝基下覆盖强透水岩土,坝基管涌而形成病险的工程实例。从土体的各项参数可以得出,在这样的地层上进行水库建设,渗透问题的处理将是保证水库正常运行的核心。这在理论上也得出:为什么在新疆由于渗透引起的溃坝占有如此高的比例。 3 工程实例分析 新疆农五师81团巩哈泉三库水库于2007年3月开工建设,2008年底完工。该水库设计库容820万m3,正常蓄水位313

44、m,最大坝高15.5m,工程规模为平原小(1)型水库,工程级别为等。通过运行调试观测,水库的渗透情况非常严重。在2009年4月对水库的静态观测,水库的损耗达到每天7.1105m3。 该水库所处的地层岩性为第四系上更新统全新统冲洪积层。基岩透水性受岩性、构造控制,厚层、巨厚层石英砂岩的节理裂隙切割较深、延伸远、多张开、透水性较强。而在局部低洼处(以前的泉水溢出带)有沼泽沉积的灰色、黑色或灰黑色淤泥质土、有机质土,主要分布于南北副坝几个地形低洼处。巩哈泉三库渗漏的主要原因是沿泉沟两侧老泉眼,以及局部土层较薄的区域形成集中渗漏通道,加之枯水期地下水位埋深大,形成较大的水力坡降,造成水库渗漏量较大。

45、4 新疆中小水库渗透破坏机理及防治 堤坝渗透破坏类型可分为坝身渗透破坏和坝基渗透破坏,而坝身和坝基渗透破坏的表现形式又是多种多样的,但实际工程中,管涌破坏是堤坝渗透破坏最主要的表现形式,也是发生率最高的险情。针对这种地质条件,应该采用相应的防渗处理。堤坝渗漏处理总原则是“上截下排”。上截就是在坝体上游侧封堵渗漏入口,提高坝体和坝基的防渗能力,或者延长渗透途径,降低渗透坡降,尽量减少渗透水流渗入坝身和坝基。常用的上截措施可分为水平防渗和垂直防渗。下排就是在下游做好反滤和导滤设施,使渗入坝身和坝基的渗水在不带走颗粒的前提下安全畅通地排到下游,以保持土体的渗透稳定,保证工程的安全运行。 4.1 垂直

46、方向防渗措施 混凝土防渗墙适用于透水层比较厚的堤坝;高压喷射灌浆防渗和混凝土防水墙有相同的功效,它能处理深度更大、施工速度快等优点;劈裂灌浆防渗主要用于无法进行高压喷射注浆的地层;冲抓套井回填粘土防渗和土工合成材料防渗等。 4.2 水平方向防渗措施 水平防渗和坝面防渗除采用常规的粘土铺盖、斜墙和水中抛土外,还采用了复合油毡、塑膜等形式,经过多年变形和渗流监测效果较好。 4.3 排水减压措施 除了使用传统的下排措施开挖排水沟排水外,还可采用土工织物排水措施、利用在坝后种植植物,利用植物排水,降低地下水位。除采用上述常规方法之外,还应针对相应的工程地质条件采取相应的防治措施。 5 结论 5.1 由

47、于各种客观原因导致中小型水库出现了一些病害,这些病害应该采取相应的措施及时的进行防止。并对病害导致的事故进行分类统计,研究相应的对策。 5.2 新疆地区所处的地质环境中主要为,地层岩性为第四系松散层,该层上部为细粒土层,下部为卵砾石或砂砾石层。上部冲洪积的细粒土层,岩性主要有土黄色、褐黄色及灰黄色的低液限粘土、粉土及粉细砂层。正是这样的地质条件导致了大坝渗透事故的发生频率相对偏高。 5.3 由于新疆地区第四系松散地层的特殊性、渗透破坏占有较高的比例的情况。针对这种工程地质情况,可以采取垂直防渗、水平防渗、排水减压等工程措施。同时可以为新水库工程提供相应的参考。 主题:地下水封储油库库址的水文地质工程地质问题align=center刘琦1 ,卢耀如1,2 ,张凤娥2/alignalign=center(1同济大学地下建筑与工程系,上海200092;2 中国地质科学院水文地质环境地质研究所,石家庄050061)/alignb摘要/b: 将石油储存于地下水封洞库是建设大型石油储备基地的重要发展方向。由于建设地下水封储油洞库的地质条件、设计和施工的复杂性,为满足建设的安全性和经济性,需要综合考虑水文地质、工程地质、环境地质问题。文章考虑了建设地下水封油库的原则和外部依托条件,特别针对库址选择时应注意的水文地质、工程地质问题,提出了相应的认识。b

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