杭州萧山平原区工程地质区划

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  【摘 要】根据萧山地形地貌的格局和地质沉积环境及大量勘察资料分析,将杭州萧山平原区划分为13层和III个工程地质区,并阐述了各区的主要分布特征及物理力学性质,以及应注意的问题,可供当地建设领域内的有关部门参考。
  【关键词】杭州萧山平原区;工程地质分区;主要分布特征;应注意的问题;防治措施
  Engineering geological zoning of Hangzhou Xiaoshan flat area
  Sun Yong-jun1,Shao Shui-song2
  (1.Zhejiang Henghui Survey & Design Co., Ltd Hangzhou Zhejiang 311201;
  2.Hangzhou Tianyuan Architecture Design & Research Institute Hangzhou Zhejiang 311201)
  【Abstract】According to pattern of Xiaoshan topography and geology, depositional environment and a large number of survey data analysis, Hangzhou Xiaoshan Ping of the original area was divided into 13 layers and III of engineering geological zones, and described the main distribution and various physical and mechanical properties, and should be Note that the problem of building for local authorities in the field of reference.
  【Key words】Flat area of Hangzhou Xiaoshan;Engineering geology division;Main distribution features;Problem should be paid attention to;Control measures
  1. 地形地貌概况
  萧山地处长江三角洲南翼,钱塘江南岸,北与杭州隔江相望,南接诸暨市,西连杭州滨江区和富阳市,东靠绍兴县,总面积为1420Km2
  萧山地形以平原为主,东部为沙地区,南部与相邻市、县接触处多为丘陵山地, 在城区以南为河网密布的水乡地区,平原中有孤丘分布,如北干山、西山、峙山、赭山等。萧山属亚热带季风型气候,四季分明,雨量充沛,多年平均降雨量为1439.2mm,7~8月份为台风季,强降雨,占全年降雨量的1/3,对在建基坑工程开挖影响较大。
  由于受地形地貌的控制,从而奠定了萧山工程地质分区的格局。
  2. 工程地质分区
  图1 萧山III个工程地质区
  随着地铁1号、2号线、高架铁路、公(铁)路立交桥、奥体中心、机场二期、高层、超高层建筑、大跨度空间结构的商场和重型厂房等工程大规模的开发建设中,累了大量的勘察资料,为适应萧山规划布局的需要,合理利用地质条件,笔者根据已掌握一部分资料进行系统整理与分析,按萧山的地形地貌格局和地质沉积环境及大量勘察资料分析,将萧山地质整体上划分为13层(表1)和III个工程地质区(见图1),即I区为钱塘江南岸冲海积平原粉砂土分布区,II区(含II-1、II-2、II-3、II-4四个亚区)为滨海平原沉积的淤泥质软土分布区,III区为山麓沟谷卵石分布区。
  3. 各区的主要分布特征及应注意的问题
  3.1 I区的主要分布特征。
  I区为钱塘江冲海积平原粉砂土分布区。沿江分布,萧山四区一城(指萧山经济技术开发区、江东、临江、空港开发区和钱江世纪城)位于其中。该区早期为钱塘江冲海积和人工围垦而成陆地,岩性主要为粉砂土,其粉砂土层的分界线比较清楚,大致沿老塘分布,即从长河老塘经塘湾经瓜沥至党山老塘,老塘以北为钱塘江冲海积的粉砂土层,以南则是滨海平原沉积的淤泥质软土层,最明显是分布在瓜沥镇,塘湾村一带,塘北和塘南完全是二种性质不同的地质条件。塘北该土层直接出露于地表,总的厚度为6~19m,即由北向南或偏西北方向逐渐变薄。实测静探锥尖阻力qc最低在2500KPa以上,地基承载力特征值fak在120~200KPa,是一般工业与民用建筑天然地基基础良好的持力层。但在局部地段,如在钱江世纪城丰东村、钱江二桥至鸿达路到新街镇一带,在粉砂土层中常夹薄层淤泥质软土或透镜体,因此,务必引起高度重视。大致在6~19m深度以下为厚达20~30m的淤泥质软土,其下局部为粉砂夹粘土层,大致在45~60m深度以下为圆砾(卵石)层,即圆砾(卵石)层分布在钱江世纪城一带顶面埋深较浅,在35(如钱江二桥附近)~45m(大多数地段),局部最深达50m,(如佳境天城东面),到江东为(45 ~50 m)、临江工业园区最深达50 ~60m左右,总厚度在20m以上,大致在100 ~110 m深度见到基岩,基岩岩性大多为粉砂岩、泥质粉砂岩,在临江工业园区一带为凝灰岩,而在II-2亚区范围内的城区南环路一带发现有呈北东走向狭带状展布并受断裂构造控制的石灰岩,且在该范围内缺失圆砾(卵石)层。
  综上所述,I区总体上土质条件较好,是一般工业与民用建筑天然地基良好的持力层;圆砾(卵)石层是高架铁路和公(铁)立交桥的桥基、高层、超高层建筑、重型厂房或大跨度空间结构的商场钻孔灌注桩良好的持力层,并具有良好的桩端后注浆条件,目前区第一高楼开元名都大酒店就建于之上。
  3.2 I区应注意的问题
  3.2.1 采用天然地基时应注意不均匀性或遭受河(塘)切割的影响。特别应注意河(塘)的回填物,有别于:
  3.2.1.1 在地表以下1米多往往土质较硬,误认为是正常沉积土(其实不是,而是就地褐黄色砂质粉土回填而成) ,下部软弱,静探曲线显示十分清楚,因此,应正确判明。
  3.2.1.2 若遭受河(塘)切割范围不大时,可采用天然地基并结合换土处理。
  3.2.1.3 若河(塘)切割范围较广,见有多个河(塘) 回填物时,可采用短桩基础。
  3.2.1.4 土质不均匀时,应取较小值,并要加强上部结构的刚度和整体性。
  3.2.2 淤泥质土软弱夹层的影响。如钱江世纪城丰东村某安置房工程,见有多个软弱夹层, 且淤泥质土层浅埋,最浅处深度仅为7米,又设置1层地下室时,打短桩,结果其单桩承载力仅为设计值的一半,后不得不采用补桩加强,因此,教训必须吸取。
  3.2.3 抛石障碍物的影响。抛石分布无规律,浅处在5~6m,深处在20多米,一旦工程施工中碰到,非常头痛,处理起来很棘手。
  3.2.4 液化影响。这是由饱和粉砂土本身具有特独的个性决定的,如何将“稀饭”变成“干饭”,降水是关键,若采用天然地基发生严重液化时,建议可采用砂石换填等方法进行处理,必要时也可以改为短桩。
  3.2.5 沉桩阻力的影响。若采用预应力管桩时,在江东、临江工业园区,一般在12 m深度左右粉砂土的静探锥尖阻力qc值高达12MPa以上,为密实的“铁板砂”,沉桩阻力相当困难,一般桩基难以静压穿越,必须选择800吨以上的静压桩基施工或锤击才行。
  3.2.6 钻孔灌注桩施工不当,在承压水强烈侵入作用下引起“串孔”的影响。若碰到这种“梅花状”布桩的情况,务必由中间向外进行打桩,群桩施工时也应注意这个问题。
  3.3 II区的主要分布特征。
   II区滨海平原淤泥质软土分布区(含II-1、II-2、II-3、II-4四个亚区)。即II-1亚区由“硬壳层”、第一软土层、第一硬土层、第二软土层、第二硬土层、第二砂性土层、第三硬土层、第三砂性土层和残坡积层组成;II-2亚区由“硬壳层”、第一软土层、第三砂性土层和残坡积层组成;II-3亚区由浅埋型浦阳镇古河道粉细砂层组成;II-4亚区由浅埋型泥炭质土组成。其中II-1、II-2二个亚区分布最广泛,几乎占整个萧山平原的1/2强,主要以城区北干山和西山为界分布,山南为II-1亚区,山北为II-2亚区。II-1亚区软土层和持力层最多,地质结构最复杂,厚度变化最大。在II-1亚区域内的浅部粉质粘土“硬壳层”,一般qc在1500KPa左右,fak在100~120KPa,厚度约2~3m,常为村民住宅的天然地基持力层,但在城厢镇、临浦镇、瓜沥镇和戴村镇等古城镇,由于受到人类活动的影响,局部“硬壳层”厚度变薄甚至缺失,常被杂填土所取代;中部大致在5~20m为老粘土层,由于受全新世海侵的影响,常将该层顶板切割呈“台地状”,浅的地方在5~6m见及,深的地方在10多米深度以下,顶板较高的地段主要分布在城区的小南门、高桥、新桥、裘江、井头王、通惠路、育才路、东门下街、蓝天宾馆、汽车东站,以及新塘畈里童村等地段上。该土层性质较好,qc在2000~3000KPa,fak可高达190~250KPa,若采用桩径为500mm,有效桩长为15m的预应力管桩,其单桩承载力一般可达650KPa左右。与II-1区相比,II-2区别在于持力层减少,而软土层增厚,是深埋型钱塘江古河道主流线圆砾(卵石)层分布区,是萧山的高层、超高层建筑和大跨度空间结构的商场的灌注桩良好持力层。
  3.4 II区应注意的问题
  综上所述,II区地质条件比较复杂,问题较多,归纳起来,主要应注意以下几点:
  3.4.1 粉砂土和淤泥质土特性的影响。目前,萧山地下空间的开挖深度多在15m以内,所遇到的主要是粉砂土或淤泥质土层,因此,认识其独特的性质非常重要,如粉砂土具有液化、流砂、管涌,与地表水或承压水刺破上覆土层有水力联系时,存在引发渗流稳定性问题,因此,在基坑设计时,应作抗渗流验算;而淤泥质土具有触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性、不均匀性和遇水有滑移的特性。因此,在工程建设中,应考虑抗隆起、突涌和整体稳定性的问题。
  3.4.2 在山间古湖泊 (如湘湖、白马湖)和与钱塘江冲海积粉砂土层接触带上的影响。如湘湖地铁1号线事故和沿金城路多个基坑的险情都发生在同一层淤泥质土中,究其原因,与所处于特殊的地貌部位有关,即与山阻档,处于山间古湖泊,和淤泥质土一侧隔水有关,而另一侧为较为富水的粉砂土,因此,在这种地质环境中,接触带部位水最富集,长期浸水软化,致使淤泥质土天然含水量最高,性质最差,其性质接近于淤泥或为超软弱土,最容易出事。
  3.4.3 厚度变化较大的影响。尤其应注意倾斜桩基持力层顶面坡度大于10%时,钻探时应及时加密勘探点,然后,合理推荐基础方案或确定有效桩长。
  3.4.4 隐伏山丘的影响。经探明,如临浦镇人民政府办公楼、区第三人民医院门诊楼、萧山电厂宿舍和烟草专卖楼等地均座落在隐伏的山丘上,在此地段,若采用桩基时,而应采用钻孔灌注意桩。
  3.4.5 浦阳镇古河道的影响,浦阳镇古河道的岩性为粉细砂,大致由南北走向呈宽带状分布,见(II-3区),到城区,沿西河路经北干山和西山分叉,一支由北干山西麓向北东方向伸展,而另一支由西山脚下北西方向延伸,但值得注意的是,靠河边的正建建(构)筑物河水入侵的影响。
  3.4.6 泥炭质土的影响。见(II-4区),泥炭质土主要分布于古湖泊或古沼泽洼地,如湘湖、进化盈湖畈、所前和浦阳洋湖村的山间凹地和北干山北麓等地段上,呈“点状”分布,该泥炭质土颜色呈黑褐色或棕色,“木屑状”结构,手捏放开即散,十分松散, 有机质含量大于25%,天然含水量为50%~58%,PH值为5.1~5.9,水泥搅拌桩单桩承载力极低,仅有36~46 KN,压缩模量很小,仅2.00 ~2.82MPa,强度极低(无侧限抗压强度仅为0.33MPa),对水泥搅拌桩影响很大,因此,不宜采纳。
  3.4.7 古城墙脚的影响。如在城厢镇钻探中碰到多处古城墙脚的条石基础,对工程建设影响较大,因此,务必引起重视。
  3.4.8 沼气的影响,如某工程受沼气瞬间喷发,导致刚打完的5根沉管灌注桩有4根桩失踪,后不得不打沼气释放孔,在这种情况下,宜采用预应力管桩。
  3.4.9 在II-1区域内的砾砂、圆砾层,不同于I区和II-2区域内的钱塘江古河道中的圆砾(卵石)层,含有大量的泥质,因此,桩端取值不宜过高。
  3.4.10 河水倒灌的影响。如萧山国际大酒店在建时,仍发生河水倒灌淹没基坑,因此,教训必须吸取,事先分析论证、评审把关非常重要。
  3.5 III区的主要分布特征及应注意的问题。
  III区山麓沟谷区。为溪滩相沉积,主要分布在如楼塔、进化、欢潭等山区或山区出口,岩性为浅埋型的卵石层,性质好,承载力高,变形小,一般地基承载力fak可达300~450KPa,是一般工业与民用建筑的持力层。但值得注意的是,在与滨海平原沉积的淤泥质软土接触带上,如河上大桥这一带岩性变化最大,土质最软弱,且夹层较多,分布紊乱,底部残坡积碎石土层层面坡度常大于10%。
  4. 结语
  随着蔓延的地铁线、过江隧道、公(铁)地下通道,二层及三层地下室的高层、超高层建筑、重型厂房或大跨度空间结构的商场,发现很多地下空间在设计、施工期间存在不同程度的问题,多涉及土质问题,因此,充分了解土质情况非常重要,了解土质以后,有利于规划的合理布局,以及对基坑、超深基坑、天然地基或桩基础设计、施工和监理或事故处理均有很大的帮助,愿此文对萧山建设工程有所参考价值。
  参考文献
  [1] 邵水松 .萧山建筑地基土分布特征及勘察应注意的问题[J].华东建工勘察,2004年第4期
  [2] 邱良佐等.某工程水泥搅拌桩复合地基事故分析[J].浙江江省第七届土力学及基础工程学术讨论会论文集,原子能出版社,1996年11月
  [文章编号]1006-7619(2011)02-14-071
  [作者简介] 孙永俊(1978-),男,籍贯:辽宁丹东人,职称:注册土木(岩土)工程师,工作单位:浙江恒辉勘测设计有限公司,从事岩土工程勘察工作。
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