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郑州市岩土体工程特征及建筑场地区划郑州市地处华北地台南部,地质构造较为复杂,岩土体类型多样,主要由第四系松散沉积物、新近系砂岩、泥岩及少量古生界变质岩等构成。总体来看,郑州市区及周边地层以松散至半固结的砂层、黏性土、粉土为主,局部地区分布有砂卵石层,承载力较高,但部分区域存在软弱土层,如淤泥质土,易引发地基沉降问题。此外,郑州地区地下水位较高,对基坑开挖和地下工程施工有一定影响。
在建筑场地区划方面,依据地质构造、地形地貌、岩土性质及水文地质条件,郑州市可划分为多个工程地质区。如西部山前冲洪积扇区,土层较密实,工程地质条件较好;中部平原区以冲积平原为主,土层分布较均匀,适宜城市建设;东部及南部局部地区存在软土分布,需进行地基处理。总体上,郑州市建筑场地适宜性较好,但在工程建设中仍需结合具体地质条件采取相应措施,确保工程安全与稳定。
1.地貌界线;2.丘陵岗地:3.波状平原;4.倾斜平原;5.泛滥平原 6.河流与水库:7.水渠;8.铁路;9.公路及简易公路;10.村庄;11 市区主要街道:12.市区范围
1.地貌界线;2.丘陵岗地:3.波状平原;4.倾斜平原;5.泛滥平原 5.河流与水库:7.水渠;8.铁路:9.公路及简易公路;10.村庄;11 市区主要街道:12.市区范围
本区第四纪地层发育,总厚60.0~300.0m。 由西向东逐渐变厚,下伏为第三系(见图2)。将各 类土体类型及分布由老至新分别叙述如下: (1)早更新世河湖相堆积物(Q):仅在西南三 李冲沟内有出露。一般厚40.0~50.0m。岩性以 灰白色砂和砂砾石为主,夹棕色、灰色粘土和粉质粘 土透镜体。砂层交错,层理发育,砂砾石分选较差,
砾径1~7cm,与下伏第三系呈不整合接触。 (2)中更新世风积相堆积物(Q):仅在西南部 沟底有出露。厚30.0~40.0m。分布稳定,岩性单 “,以粉质粘土为主。夹2~3层古土壤层及钙质结 核层,垂直节理发育,裂隙面见铁锰薄膜浸染,具孔 隙,孔径0.1~0.3mm,含铁锰质结核及蜗牛化石。 与下伏早更新世地层呈角度不整合接触。 (3)中更新世冲洪积相堆积物(QP):顶板高 程由西向东骤然降低,西薄东厚,西部厚20.0~50. 0m,东部厚40.0~90.0m。岩性以棕色或棕黄色 粘土、黄土状粉质粘土、黄土状粉土为主,下部夹黄 色细砂、中细砂透镜体,局部富集成层,厚0.5~1.0 m,结核直径0.5~5cm,大者可达30m,断面处可 见铁锰质浸染斑块或小结核。与下伏早更新世地层 呈不整合接触或侵蚀接触。 (4)晚更新世风积相堆积物(Q):分布于沟 谷,厚15.0~30.0m,西薄东厚。岩性单一,主要 为黄褐色粉土,夹1一2层古土壤,垂直节理发育,大 孔隙,孔径0.1~3mm,具锈斑,普遍含钙质结核和 蜗牛壳化石。与下伏地层呈角度不整合接触。 (5)晚更新世冲洪积物(Q):厚度西部18.0 ~24.0m,东部40.0~82.0m。岩性主要以浅黄 色,褐黄色黄土状粉土、粉质粘土为主,夹粘土透镜 体,底部有中细砂、砂砾石透镜体。粒度由西向东逐 渐变细,至东部相变为粘土,含钙质结核和钙质网 纹,钙核呈散状分布。与下伏中更新世地层呈不整 合接触和侵蚀接触。 (6)晚更新世冲积相堆积物(Q):分布在西部 贾鲁河两侧。岩性为灰白色,灰色粉土,疏松具孔 隙,微具层理,厚10.0~60.0m,含钙质结核及陆相 蜗牛壳碎片。与下伏地层呈侵蚀接触。
图2 郑州市第四纪地层标准剖面图
(7)全新世冲积堆积物(Q%):分布于东部泛滥 平原,西部仅在沟谷河床两侧有堆积。岩性主要为 浅黄色、黄褐色粉土、粉质粘土、粉细砂层,局部有黑
刘立兵等:郑州市岩土体工程特征及建筑场地区划
郑州市位于豫皖断块西北部的郑汴坳陷中,处 于几个断块的结合部位。基底为一向东北倾斜的单 斜构造。构造形迹以断裂为主,多隐伏于第四纪松 散堆积物之下,仅在西南丘陵岗地有所出露。构造 格局主要受东西向应力场控制,呈东西向展布,北西 及北东向构造与其配套。根据河南省地质科学研究 所、国家地震局地球物理勘探中心、河南省地震局、 郑州市地震局等几家单位勘探研究的结果,郑州市 区及其周围主要断层如图3所示。
3.2新构造运动及地震
区内新构造运动,主要表现为东西部分差异性 升降运动。地貌形状及构造形迹表明,西部新构造 运动较东部发育。 地震活动较多,但震级较小,一般在5级以下。 本区抗震设防烈度7度。 区内较广泛分布着活动断裂,其中穿过郑州市 中心地带的老鸦陈断层,其上部断点距地表仅3.5 m。
郑州地区地下水按含水层性质及埋藏条件可分 为孔隙潜水和孔隙承压水两种类型。 潜水:埋藏于地面以下2.0~60.0m范围内。 其中丘陵岗地、波状平原及倾斜平原的含水层岩性 由上更新统一中更新黄土、黄土状土(含钙结核)、砂 砾石层透镜体组成,厚度变化大,单井出水量5~20 m/h,水位埋深8.0~40.0m。东部泛滥平原含水 层岩性由全新统中细砂、粉细砂和粉土组成,分布稳 定,厚25.0~40.0m,单井出水量是40~50m²/h, 至花园口带达60~100m²/h。潜水受大气降水补 给,市区因人工过量开采,西部含水层被疏于,流向 与地形坡降一致,水力坡度1%~2%,水化学类型 属低矿化重碳酸钙型水,局部受污染,水质苦涩。承 压水:埋藏于60.0m深度以下。钻孔揭露,深度 300.0m左右埋藏有4组含水层。含水岩层由上更 新统一下更新统中砂、中细砂及粉细砂组成,分布稳 定,厚30.0~80.0m,一般由西南向东北倾斜,局部 层位尖灭。因混合开采,各含水层水力之简联系密 切,单井出水量20~100m²/h,平均导水系数319.8 m²/d。承压水补给条件复杂,除各含水层之间越流 补给外,西南部基岩裂隙水侧向补给是主要补给源。 水化学类型属重碳酸型水,阳离子复杂,矿化度小于 1.0g/1。前一段时期过量开采,已形成一个面积约 为162km²的区域复合下降漏斗,混合水位埋深由
边缘到中心为10.0~50.0m。集中开采区地下 位每年平均下降2.0~3.0m,近年来由于采取限制 地下水开采量,进行人工回灌补给措施,地下水位有 回升趋势。
根据城市各类建筑物对地形坡度、地基承载力、 地下水位埋深的要求,结合本区岩土体的岩土:工程 特征,将本区建筑场地划分为良好、较好、中等及较 差场地四类,详见图4和表1。
表1 郑州市建筑场地分区及特征
综上所述,郑州市良好场地在五龙口、棉纺厂至 十八里河一带,占全区面积的1/4;较好场地主要分 布在荆湖、老代庄、市委和砂轮厂等处,占全区面积 的1/5;中等场地主要分布在刘寨、南阳路、凤凰台、 南岗一线的东北地区和祥营、须水、石佛、黄岗寺等 处,该区占全面积的1/3;较差场地主要分布在郑州 市西南部,占全区面积的1/4。良好场地和较好场 地均适宜修建各类建筑,对于多层可以采用天然地 基浅基础方案,对于高层建筑可以采用人工挖孔灌 注桩或钻孔灌注桩方案。在该区进行深基坑开挖时 不用采用降水措施,当基坑开挖深度小于5.0m 时,可不进行放坡或采用基坑支护方案;对地基一般 只需采用建筑结构措施和基本防水措施。中等场地 在黄河泛滥平原区,勘察时应注意场地地基的液化 性评价。对于五层以下建筑可以采用天然地基上的
浅基础方案t/lesc 003-2019 装配式建筑工程技术资料管理规程(附条文说明),但应注意地基的均匀性,六层以上多层 建筑和小高层建筑宜采取复合地基方案(如:水泥土 搅拌桩、CFG桩及高压旋喷桩等),当选用浅基础方 案时,应使基础尽量浅埋,充分利用上部硬壳层,并 应注意地基变形验算和下卧层强度验算。对于高层 建筑可采用桩基方案(如:水下钻冲孔灌注桩、预制 桩、沉管灌注桩)。在本区深基坑开挖时必须采取降 水措施和基坑支护方案;较差场地一般不宜选作建 筑用地。若要在此建筑,应针对土层湿陷性采取地 基处理措施和建筑结构措施及基本防水措施。
L1 刘立兵.郑州岩土工程特征及对策研究[D].硕士研究生论文, 2] 刘立兵.河南省环境岩土工程问题现状、分布特征及防治对策 建议[J].土工基础,2003.1. [3] 河南地矿局水文地质二队,武汉地质学院工程地质教研室。 郑 州地区环境工程地质图说明书[R].1984
TheEngineering CharacteristicofRockand Soil and
(1. Zhengzhou Geotechnical Exploration &. Design Bureau,Henan 450007; 2.Huanghe Water Conservancy Professional & Technical School,Kaifeng,Henan 475000,China)