【摘要】本文論述了在沈康高速公路工程地質(zhì)勘察中,所揭露的地層中,泥巖的特性和工程地質(zhì)特征。
【關(guān)鍵詞】沈康高速;泥巖;軟化
1、概述
沈康高速公路繞城高速至新城子段是聯(lián)系沈陽繞城高速和沈康高速新城子之間的快捷通道,該路線方案起點與沈陽市區(qū)鴨綠江街平交,上跨三環(huán)高速,經(jīng)沈北路、蒲河路、四環(huán)、新蔡線、、十大線等,終點與沈康高速公路連接?!?】。
2、工程場地概況
2.1 地形地貌
設計帶地貌類型較簡單,主要為第四系沖洪積平原地貌和山前坡洪積平原地貌,地面標高介于40~80m之間。其中第四系沖洪積平原地貌地勢較為平坦,山前坡洪積平原地貌地勢稍有起伏。泥巖主要分布在山前坡洪積平原地貌區(qū)。
線路區(qū)地勢總體起伏不大,較為平坦開闊,地表巖性以粉質(zhì)粘土、粉土、細砂、中砂、粗砂、礫砂、圓礫、卵石等為主,厚度較大,一般為30-50米,底部基巖主要為第三系(E)的泥巖,夾有砂巖和礫巖。
2.2水文地質(zhì)特征
場地地表水主要為遼河支流水系,河流主要為南小河,蒲河,其中南小河四季常年有水,水深1-3米,流量較小,蒲河四季常年有水,水量較大,水深3-6米。地下水類型分為兩種,山前坡洪積平原地貌區(qū),地層主要為粉質(zhì)粘土以及風化巖,主要為第四系的上層滯水;河流沖洪積平原地貌區(qū),主要為第四系的孔隙潛水,南小河、蒲河補給為主要補給方式,其次為大氣降水入滲補給,排泄方式以地下水徑流、河水排泄、以及人工開采排泄為主,受季節(jié)和氣候的影響,水位隨季節(jié)變化,鉆探深度范圍內(nèi)地下水水位4.60-10.10米?!?】
2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震
場地區(qū)屬于陰山復雜構(gòu)造帶的東延部分,為新華夏系的一個Ⅰ級隆起帶(遼東半島)與一個Ⅰ級沉降帶(松遼平原)的交接地帶。
沈陽西北側(cè)發(fā)育的新城子—王綱堡斷裂和永樂—清水臺斷裂,向北與鐵嶺—開原斷裂相連,為郯廬斷裂北延帶的重要組成部分。沿斷裂發(fā)生多次5級左右地震,為沈陽地區(qū)的主要地震構(gòu)造。
在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上,沈陽市區(qū)位于華北地塊內(nèi),根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造活動的特點,沈陽市區(qū)位于沈北凹陷地塊內(nèi),大地構(gòu)造上處于遼東塊隆與下遼河—遼東灣塊陷交接的部位。
在區(qū)域新構(gòu)造運動上,沈陽市區(qū)位于千山—龍崗上升區(qū),第四紀時期主要表現(xiàn)為掀抬式上升,為重力場的重力高帶異常區(qū)。在地震活動帶劃分上,該區(qū)地震活動水平低;沈陽—開原段有較弱的差異升降運動,現(xiàn)今微震活動頻繁。
根據(jù)GB18306-2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》,本區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度,地震動反應譜特征周期為0.35s,地震動峰加速度值為0.10g。
3、泥巖工程地質(zhì)特征
場地表層區(qū)域全部被第四系全新統(tǒng)所覆蓋,成因和巖性都比較簡單,主要為遼河支流南小河、蒲河沖洪積所形成(Q4ai+pl)人工填土、粉質(zhì)粘土、粉砂、粗砂等,部分為山前坡洪積的(Q3di+pl)粉質(zhì)粘土等。
覆蓋于第四系之下的地層是下遼河地區(qū)的第三系地層(E3),該地層在沈北凹陷區(qū)沉積了一套成因類型復雜的含煤巖系,此凹陷在沉積過程中于漸新世早、中期曾一度上升遭到剝蝕,故使始新統(tǒng)楊連屯組與漸新統(tǒng)洋河組之間缺失一段地層。
位于線路區(qū)場地的沈北地區(qū),第三系地層地表未出露,為第四系所覆蓋,其中上、下第三系均較發(fā)育。下第三系分為:古新統(tǒng)木梳屯組、始新統(tǒng)楊連屯組、漸新統(tǒng)洋河組,上第三系為邱家屯組。第三系與下伏白堊系或太古界,中、上元古界呈角度不整合接觸,上覆與第四系亦為角度不整合接觸,各組間,除木梳屯組與楊連屯組為平行不整合接觸外,其余各組間均為角度不整合接觸??偤穸?32-1545m。
線路的虎石臺地區(qū),第三系地層主要為洋河組地層,地層上部由暗綠色含細礫泥巖、砂巖和礫巖組成,下部以灰綠色泥巖為主,夾有雜色砂礫巖,其中部含有薄煤層1-3層,均不可采。該組的巖性橫向變化較大,厚度變化亦大,由北向南,由西向東變薄,直至尖滅。該大橋蒲河地區(qū),第三系地層主要為邱家屯組地層,地層巖性以紫綠色泥巖、砂礫巖為主。在土巖交界處,有的揭露有砂礫巖風化后的圓礫、礫砂等。各個層組巖性等本文不再詳細描述,在沈陽虎石臺地區(qū)以及蒲河地區(qū)都有相關(guān)地質(zhì)剖面。
鑒于以上地質(zhì)情況,結(jié)合本工程特點,本項目對地層情況進行綜合給定,線路區(qū)的巖石地質(zhì)時代定為第三系(E3),層組不再詳細劃定,定名統(tǒng)一定為廣泛意義上的泥巖,即為泥巖與砂巖、礫巖互層,或泥巖夾有砂礫巖;對于風化程度,現(xiàn)場判別按照原位測試進行劃定,標貫擊數(shù)小于20擊,定為粉質(zhì)粘土,標貫擊數(shù)20-40擊定為全風化,大于40擊定為強風化。對于全風化承載力按照硬塑的粉質(zhì)粘土給定,[fa0]=220kPa,qik =55kPa。對于強風化,按照堅硬的粉質(zhì)粘土或者密實的中粗砂給定,[fa0]=350kPa,qik =80kPa。
通過對場地的工程地質(zhì)鉆探,揭露的泥巖地層分述如下,全風化泥巖:黃褐色、灰綠色等,原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造已全部破壞,僅外觀保持原巖狀態(tài),巖芯呈砂土狀,手捏易碎,該層厚度為3.40-24.80米,頂?shù)赘叱谭植挤秶鸀?4.42- 16.28米。強風化泥巖:黃褐色、棕紅色,原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分破壞,巖芯呈土柱狀,,夾有砂巖和礫巖,砂巖呈砂土狀,礫巖呈卵石狀?!?】
4、結(jié)論及建議
通過本次勘察,查明了場地泥巖的工程地質(zhì)特征和性質(zhì),泥巖為軟質(zhì)巖,具有遇水軟化、干后龜裂的特征,應予以考慮。經(jīng)勘探鉆孔揭露,場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)對工程不利的埋藏物。場地內(nèi)未見影響成樁的不利地層,如易產(chǎn)生坍孔、涌土和流沙的土層,局部地段分布有松散軟弱透鏡體,對成孔會造成一定困難,但總體厚度不大,加強護壁能滿足成孔施工。另強風化泥巖中夾有砂礫巖,部分砂礫巖的碎屑物風化后粒徑較大,最大可見250mm,攪拌后呈卵石狀,施工時應予以注意。建議采用樁基礎,以穩(wěn)定的強風化泥巖作為持力層。
參考文獻:
[1]沈陽至康平高速公路鴨綠江街至新城子段,遼寧省交通規(guī)劃設計院,2016年12月.
[2]常士驃,等.工程地質(zhì)手冊(第四版)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2007年2月.
[3]林在貫,等.巖土工程手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社,1994年10月.
作者簡介:
焦建,遼寧省交通規(guī)劃設計院有限責任公司,遼寧沈陽。