地質剖面圖范文
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導語:如何才能寫好一篇地質剖面圖,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
關鍵詞:地質剖面圖 考情 判讀 技巧
首先我們來看看地質剖面圖的判讀在近年高考分布情況:
2013年 北京卷8~9小題,廣東卷第1小題,安徽卷36(1)
2012年 重慶卷第4小題,江蘇卷9~10小題,四川卷1~2小題,山東卷第3小題
2011年 全國大綱卷1~2,廣東卷第1小題,江蘇卷11~12小題,山東卷3~4小題,北京卷8~9小題,上海卷47~51題
2010年 山東卷5~6,重慶卷8~9,北京卷1~2,上海卷11~12題
從上表可以看出,北京卷、山東卷、重慶卷、江蘇卷、上海卷、廣東卷等比較熱衷考查地質剖面圖的判讀,其他省份較少,說明這個考點相對不是很“熱”,所以在復習中容易被忽略,但考生一旦遇到此類題目往往容易做錯,尤其是基礎中等及偏差的學生。
從近年高考來看,地質剖面圖的考查主要是兩個方面:一是巖石類型的辨別,二是地質事件的發生順序。下面我就談談地質剖面圖的判讀技巧。
一、巖石類型的辨別及巖層新老關系的判斷
1.地質剖面圖中所給的絕大多數屬沉積巖,具有層理構造,可能含有化石。沉積巖有一些分類如石灰巖、頁巖、砂巖、礫巖等,一般來說呈水平狀或有傾斜彎曲的都是沉積巖;巖漿巖是從火山通道侵入或噴出來,在圖中呈現出豎直向上的巖石;侵入巖層冷凝后就會形成侵入型巖漿巖,噴出地表冷凝后就形成噴出型巖漿巖;而變質巖一般主要是在火山通道的出現。
2.巖層新老關系的判斷。(1)根據地層層序規律確定:沉積巖是受沉積作用形成的,一般規律是巖層越老位置越靠下;巖層越新,位置越靠上(接近地表)。如下圖1先有沉積巖II后有沉積巖I。(2)根據生物進化規律判斷:由于生物進化總是由簡單到復雜,由低級到高級,保存復雜、高級生物化石的巖層總比保存簡單、低級生物化石的巖層新。(3)根據海底巖石形成和擴張過程判斷:如果是海底巖石,則離海嶺越近,形成的地質年代越晚,離海嶺越遠,形成的地質年代越早;或者說離海溝越近,形成的地質年代越早,離海溝越遠,形成的地質年代越晚。
二、地質事件發生順序的辨別
常見的地質事件有沉積、褶皺、斷層、地殼上升下降、侵蝕及巖漿活動等等,辨別它們的先后順序要注意觀察各個巖層,明確可能發生過的地質事件,然后理清它們之間的關系。
1.看巖層形態,若是水平狀分布,說明該地對應的地質年代沒有發生過激烈的地殼運動;若巖層出現彎曲或傾斜甚至顛覆,說明該地巖層發生過水平擠壓出現褶皺背斜或向斜,地殼不穩定。如下圖1,沉積巖II巖層出現了彎曲,而沉積巖I巖層是水平分布,說明在形成沉積巖II后沉積巖I形成前,該地有過較強烈的水平運動(擠壓)。
2.看巖層之間的接觸面是否有侵蝕面,若有說明侵蝕面上下的巖層可能在年代上不連續,侵蝕面以下的巖層形成之后地殼發生過抬升,導致頂部的巖層受到侵蝕,然后地殼下沉,接受了新的沉積巖(即侵蝕面以上的巖層)。仍以圖1為例,沉積巖I和II之間出現侵蝕面,說明沉積巖I和II在年代上可能不連續,即在形成沉積巖II后沉積巖I形成前,地殼發生過抬升和下降運動。若巖層的年代不連續,則可能缺失了某些巖層。
3.看斷裂面,若斷裂面兩側的巖層發生了錯位,說明兩側的巖層比斷層發生更早。看斷裂面兩側相同巖層相對位置情況,可知哪側升哪側降,即地壘或地塹。如下圖2首先看巖層形態:K以下的巖層出現傾斜,而N以上的巖層水平分布,說明K及K以下的巖層發生褶皺之后N、O和P巖層形成。N巖層底部有明顯的侵蝕面,也說明KJIHG等巖層形成后地殼上升受侵蝕;圖中所有巖層都沿斷裂面上下錯位,說明斷層是最后發生的。
圖2
4.看巖漿活動,巖漿活動主要有巖漿噴出地表和侵入地殼兩種。若巖漿侵入某沉積巖,說明被侵入的沉積巖比巖漿侵入發生更早。如巖漿噴出來了就會形成錐狀火山體。巖漿活動往往又會導致巖漿通道的有變質作用的發生,所以變質作用和變質巖又在巖漿活動之后發生,即變質巖的形成晚于相鄰的巖漿巖。
如下圖3,首先剖面圖顯示:沉積巖2出現傾斜,而沉積巖1沒有,說明形成沉積巖2后發生過水平擠壓褶皺;其次該地發生過一次巖漿噴出,巖漿侵入沉積巖2,在沉積巖2上方形成了火山錐,說明先有沉積巖2然后是巖漿侵入,再是形成沉積巖1;第三剖面圖也顯示該地發生過一次巖漿侵入的地質事件,且巖漿侵入切穿了沉積巖1和2,說明巖漿侵入的形成晚于沉積巖1和2;最后看斷裂面,從斷裂面可看出,斷裂是最后發生的。
綜合歸納該地的地質事件形成順序:沉積巖2-洞穴-褶皺-巖漿噴出-沉積巖1-巖漿侵入-斷層。
圖3
篇2
1.1程序的數據接口問題
(1)程序應最大限度的調用前期設計數據,減少人工輸入,程序需通過制作數據接口,從前期設計軟件中有選擇性的調入全橋總信息及每個墩臺的墩臺號、墩臺里程、基礎類型、初始樁長、基頂基底標高、基礎尺寸、樁基布置等信息,減少設計者重復輸入,同時降低操作錯誤率。(2)樁基展開布置時要求對每根樁的數據進行操作,現有的每個橋墩樁基數據中樁基數據需通過一定轉換,以圖形形式清晰明了的展現出來,同時還能夠提供一定格式的數據供其他程序進行計算等。(3)設計者對全橋每個橋墩基礎數據修改編輯后,程序需將數據存儲起來,以備進行下一步操作和下次查詢。但由于全橋信息量較大,需研究有效的數據存儲形式,以便設計者能快速調用和修改。
1.2數據在不同的坐標系進行坐標轉換
(1)在程序默認樁坐標、地質提供的樁坐標以及橋梁樁基計算程序樁坐標3者之間進行轉換,提供給設計者便捷的修改方式,滿足各種不同的坐標系統之間進行靈活的的轉換。(2)地質展開剖面圖的不確定性決定了基礎展開形式的多樣性,樁與樁之間的相互位置關系變化多樣,程序應能適用各種不同的情況,快速計算各樁位之間的相互位置關系。
1.3程序的繪圖及讀圖功能
(1)根據地質剖面圖的展開路徑繪制基礎展開布置圖時,程序通過讀取地質剖面圖中的信息,校核地質剖面圖的比例,定位每個鉆孔的位置,根據每根樁與各鉆孔之間的位置關系來繪制基礎展開布置圖。展開圖能按照一定的縱橫向比例繪制,每個樁位標明相應的編號等。程序應根據地質剖面圖的形式,靈活采用單點定位和多點定位,同一樁基靈活拆分,提供多樣的繪圖方式。(2)程序需對地質柱狀圖逐孔進行識別提取各地層信息后,根據專業要求將地層詳細的描述轉換到地質剖面圖中,完善各地層的地質描述。根據縱橫向比例將地層名稱、承載力值等描述添加到地質剖面圖中。(3)程序應有完善的圖面清理及圖面排版布局功能,以及樁長反讀及校核功能便于進行后續計算等。
1.4橋梁基礎的數量計算及匯總功能
(1)程序應根據全橋工程數量計算模板衍生出單墩數量計算模板進行展開后的樁基計算,以統一數量計算格式,提高程序自動轉換、批量處理效率。(2)根據每根樁的鉆孔資料進行各鉆孔土層進行分析,歸類匯總各土層的數量,盡可能精確計算單墩的基礎數量。(3)程序應將全橋各橋墩的單墩基礎數量進行匯總,生成全橋總數量。
2關鍵技術
2.1數據接口及轉換
(1)基礎的設計需要前期數據的調出量大,種類雜,數據調入調出時盡量減少對象中數據轉換,采用數組進行內部運算完成后,再將運算結果與表格進行對接,將對表格對象的操作次數降低到最少,提高運行速度。(2)設定3套坐標系統進行靈活的轉換,將數據圖形化,直觀化,如圖1所示。樁基礎設計中,地質樁號又能根據實際鉆孔路徑任意編排,樁間距能迅速計算導出,對部分數據進行監控,當數據修改時,能迅速響應,調出數據,展示圖形,操作相當方便,顯示也很直觀明了。程序計算完成后,能自動進行存儲,數據更新及時,靈活方便。任意路徑展開樁基的計算,如圖2所示。對于樁基礎,程序處理流程如圖3所示。
2.2樁基坐標轉換的實現
前期的數據收集后,通過校核補齊后轉換成程序默認的坐標系統,樁號順序按照從上到下和從左到右的順序編排的開來,這樣編排符合一般的標號習慣。橋梁設計軟件中樁排列一般是按x坐標從小到大,然后y坐標從小到大的順序排列的,這種排列方式便于程序計算。地質專業進行地質鉆孔時,形成相應鉆孔順序和坐標系統。于是程序內部需要建立3套坐標系統的相互關系網,以便能快速在各坐標系統之間進行轉換,快速與外部數據進行導入導出操作。程序內部各坐標之間的轉換關系如圖4所示。繪制展布圖時,承臺、樁及地層信息等在CAD圖中的縱橫向定位是比較棘手的問題。縱向定位主要有每根樁的樁頂高程、樁長、樁底高程、地層描述信息等,橫向定位主要是樁與鉆孔之間關系、樁與樁之間的關系定位等。縱向定位關鍵是確定定位標尺后計算高程標定縱向元素,橫向定位的關鍵是定位鉆孔按繪圖比例計算距離在定位樁位。樁基縱向定位的基本的流程如圖5所示。
2.3添加地質鉆孔信息
地層信息由地質鉆孔柱狀圖提取后展示到地質剖面圖中前,需要對地質柱狀圖進行分析過濾提取各地層信息,再在地質剖面圖中定位到鉆孔編號后根據地層上下界面高程縱向定位到各地層中去。添加地質鉆孔信息后如圖7所示。2.5單墩樁基及全橋樁基工程數量的計算計算單墩樁基工程數量時,程序通過全橋工程數量表衍生出單墩工程數量表,保持基礎工程數量計算相關工作表中各項目的完整,利用其固定性而又適應其靈活性,繼承全橋工程數量表的計算方法和特點。設計者對單墩工程數量計算完成后,程序將各墩數量匯總起來,再經過設計者復核,程序再將其與全橋工程數量整合在一起。其間的計算步驟均允許設計者參與修改,同時程序進行邏輯性校核等。匯總各墩數據到全橋工程數量表中的流程圖如圖8所示。
3結束語
篇3
【關鍵詞】水平井 錄井技術 油田
1 水平井錄井技術
首先,介紹的是目的地參數預測技術。在水平鉆井的過程中可以采用多種著陸的方式,但相比于其他的方式來說,“軟著陸”是最好的方式。但在實踐的過程中,會存在預先設想的情況和實際情況之間存在較大差異的現象。在這種情況下,為了保證水平鉆井的質量,必須要提前獲取目的地的相關參數。下文將介紹幾種比較常用的目的地參數預測技術。第一,是等深對比法。該種方法在實踐過程中應用的頻率最高。采用等深對比法不用考慮水平位移對儲油層深度變化的影響。但采用該種方法存在一個問題,當距離目的地比較遠時預測的誤差會比較大;第二,是繪圖法。繪圖法在實踐中也具有較為廣泛的應用。繪圖法主要應用的是就近原理。在應用繪圖法的過程中應先選擇一些各項參數已經明確的油井為參照物,通過油井標志層厚度和深度來推測出目的地的相應參數值;第三,是計算法。在對著陸地點深度進行預測的過程中會選擇使用計算法。相比于其它的方法來說,計算法預測的準確性比較高,尤其是對那些地層視傾角有變化的著陸點。
其次,介紹著陸點卡取技術。下文將介紹三種比較常用的技術。第一,是鉆時特征法。鉆時特征法的一大特點就是可以對地下巖石的情況進行實時測量,這樣就可以提供較為準確的地下巖石預測結果。采用鉆時特征法可以準確地找到鉆頭鉆井時的位置;第二,是巖性識別法。一般來說,只有先掌握了臨近油井直井地層巖性以后才可以采用該種方法。通過巖性識別法不僅可以確定目的地的巖石特性,同時還可以根據巖石的其它特征對目的地的著陸情況進行綜合地判斷;第三,是氣測特征法。氣測特征法的應用是有條件的,只有當目的地為油層時才可以采用該種方法。氣測特征法主要是用來測量油層中的烴組分值的,通過對烴組分值的分析可以確定著陸點。
2 地質導向方法
水平井的導向方法有兩種。一種為幾何導向,該種導向方法比較簡單,但在實踐的過程中比較容易出現問題。尤其是對那些控制井點比較少,而儲油層變化比較大的油田來說,采用幾何導向比較容易出現較大的偏差,從而影響鉆井的進度。在一些比較特殊的情況下,甚至會導致安全事故的發生。另一種是地質導向。地質導向是一種比較先進的技術,在實踐中應用的效果比較好。所謂地質導向技術就是指要先對油田進行預測,完成預測工作以后再對油田進行構造處理。隨后要對地層的情況進行錄取分析,監控水平井鉆井的情況,根據鉆井的實際情況進行調整,從而確保鉆井的質量和效率。錄井施工的具體過程如下所述。首先,在進行錄井施工前應先建立地質剖面圖。在建立地質剖面圖的過程中應充分分析油田區域的地質資料以及其他綜合錄井資料。在完成地質剖面圖以后,可以根據地質剖面圖來判斷錄井特點,例如儲油層中的油氣、巖石的特性等。其次,要確定鉆井軌跡坐標。在確定鉆井軌跡坐標前應先選擇一個較為合理的比例,根據比例確定隨鉆測斜點的坐標,按照這種方法可以繪出鉆井軌跡圖。再次,要對隨鉆測斜點的坐標進行校正,使其成為垂直深度,并將其表示在坐標軸上。同時,還應在坐標軸上繪入地層線,這需要根據油田結構的實際情況而定。之后還要將一些其它的內容添加到鉆井軌跡圖中,例如錄井曲線、錄井資料等。最后,在鉆井的過程中還應根據鉆井的實際情況對鉆井軌跡進行分析,解決在鉆井的過程中遇到的各種問題。此外,如果條件允許,還應根據鉆井的實時情況調整井斜角,從而使得鉆井軌跡變得更加完善,這樣有助于提高鉆井的效率。
3 水平井錄井技術的難點
在水平錄井技術應用的過程中還存在一些難點,從而增加了水平錄井技術應用的風險。
第一,鉆井巖屑太細太小。隨著科技的不斷發展,鉆機技術也有了很大程度的進步,這使得鉆井巖屑變得越來越細小。在加上水平井技術的特點,使得鉆井巖屑變得愈加細小,在一些比較特殊的情況下,鉆井巖屑甚至會變成粉末狀。此外,在水平井錄井技術應用的過程中采用的是PDC鉆頭,會增加巖屑和鉆頭、套管壁摩擦的程度,從而使得鉆井巖屑變得極為細小。鉆井巖屑細小會增加錄井工作的難度,使得錄井工作無法按照預期的計劃進行;
第二,巖屑熒光顯示不明顯。在水平鉆井的過程中通常采用的都是一些常規的熒光錄井方法,當鉆井巖屑比較細小或是量比較少的情況時,會使得巖屑帶有的油氣消失,難以找到油氣;
第三,地層斷層的變化。有一些油田處于地質條件比較復雜的地區,在這樣的地區進行油田勘測會存在比較大的偏差。如果偏差處于正常范圍內,可以采用一定的方法進行調整。如果偏差超出正常范圍,則會嚴重影響錄井工作結果的準確性,進而影響錄井的效果。
這些水平井錄井技術難點的存在影響了水平井錄井技術應用的效果,增加了水平井錄井技術應用的風險。因此,必須要解決這些技術難點。
4 結語
總之,通過實踐發現,雖然水平井地質錄井技術在油田中的應用存在一些問題,但將其應用于油田勘測和開發中是合理的。未來,隨著科技的不斷發展,水平井錄井技術還將會不斷發展和進步,在實踐中應用的效果也會越來越好。
參考文獻:
[1]齊振勤,周風艷,姜萍,陳代厚.錄井在水平井地質導向中的作用與應用實例[J].錄井工程,2013,04:7-10+23+81.
篇4
【關鍵詞】礦井;煤柱;回收設計;技術
一、立井井筒保護煤柱回收設計
各生產礦井在安全環境許可時,要回收趨于報廢立井的保護煤柱,快要報廢礦井的井筒保護煤柱和工業場地保護煤柱,要采用正規采煤方法和利用本井筒回收,必須用非正規方法和另建新井筒或增加其他工程才能回收的,要在專門設計中論證。回收井筒保護煤柱,要按井筒與所采煤層的空間關系、地質、水文地質及開采技術條件,采用有效的開采方法和安全措施。
1、立井井筒保護煤柱回收設計步驟
(1)方案設計。包括回收井筒保護煤柱的必要性、可能性和安全可靠性,回收井筒保護煤柱的各種技術方案,方案的技術、經濟評價和方案的選擇
(2)初步設計。開采方法的設計。包括采煤方法和頂板管理方法、布置、開采順序、推進方向、推進速度等;井筒及裝備、井筒保護煤柱范圍內主要巷道、硐室及地面建(構)筑物所在地表的移動與變形值預計;建(構)筑物、井筒及其裝備的加固保護和維修措施。包括采前的加固保護、加固構件的設計說明書和施工圖;開采期間及采后的維修措施,加固與維修材料和費用預算。經濟效益分析與評價。
2、技術資料和工程圖
(1)技術資料。地質及開采技術條件。煤層的層數、層間距、厚度、傾角、埋藏深度、壓煤量,煤層與井筒的空間關系,煤層中及其上、下的巷道、硐室分布狀況,巖性、斷裂構造、巖層含水性、井筒保護煤柱外已開采狀況。井筒及裝備狀況,井深、井壁、井徑、罐道、罐道梁、提升設備、井筒內管路、電纜、梯子間、井架(井塔)及井口房的技術特征、安裝、布置方式、使用現狀及必要的設計說明書。
(2)工程圖。井上、下對照圖。主要有:地形和煤層底板等高線、地質構造、鄰近工作面位置及建(構)筑物平面布置。地質剖面圖和鉆孔柱狀圖。要標清地面標高,建(構)筑物位置、煤層的層數、厚度、層間距、埋藏深度、傾角和地質構造等。建(構)筑物的施工圖,一般有平面圖、立面圖、剖面圖,主要承重構件的支座聯接方式,斷面尺寸和配筋,管線接頭構造及重要設備基礎等。井筒剖面圖主要有:井壁結構、圍巖性質及含水層分布等;通過井筒及工業場地的地質剖面圖;井筒橫斷面圖及井筒裝備布置圖。
3、變形觀測
回收井筒保護煤柱時,要在地面、巷道內實施觀測。一是地表及建筑物的移動與變形觀測;二是井筒保護煤柱范圍內的巷道移動與變形的觀測;三是井筒及裝備的移動與變形的觀測。主要有井筒的水平位移和垂直變形,井壁應力變形,罐道水平間距和垂直變形,罐道梁變形和管道垂直變形等;四是構筑物和重要設備及基礎的移動與變形觀測。主要有:井架偏斜、天輪中心線水平移動、絞車與電動機大軸及基礎移動與變形的觀測。
二、斜井井筒保護煤柱回收設計
生產礦井在安全環境許可條件下,要回收即將報廢斜井的保護煤柱。要按照斜井井筒與煤層的空間關系,地質及開采技術條件,運用有效開采方法和安全措施并提高回收率。
(1)在斜井井筒位于煤層底板巖層內時,要參照跨巷回采經驗回收。
(2)在斜井井筒位于煤層內時,要采用從下到上逐段回采、逐段報廢井筒的方法回收。
(3)在斜井井筒置于煤層群的上部煤層內或頂板巖層內時,離井筒的垂距不大于導水裂縫帶高度的煤層,要采用條帶法或充填法回收;離井筒的垂距不小于導水裂縫帶高度的煤層,要采用全部垮落法回收。
(4)在斜井穿過煤層或反斜井時,斜井上方的煤層,要參照跨巷回采經驗回收。
(5)回收斜井保護煤柱,要在地面和井筒內實施觀測。
三、平銅、石門、大巷及上、下山煤柱回收設計
各生產礦井在安全完好的條件下,要回收快要報廢的平硐、石門、大巷和上、下山保護煤柱和護巷煤柱。回收平硐、石門、大巷及上、下山煤柱時,要按它所在位置,實行跨采或巷下采煤,運用從遠到近、逐段回收、報廢的辦法。
四、煤柱留設與壓煤開采工作管理
(1)煤柱留設、壓煤開采設計、采動損害鑒定由國家、省級政府煤炭行業管理部門審查批準具有資質的技術部門進行。在存在分歧時,上級資質單位應對下級資質單位的設計、鑒定組織專家進行修改、提出最終評審意見。
(2)保護煤柱的留設和變更權限
國有煤礦保護煤柱的留設,由國家、省級煤炭行業主管部門審批;鄉鎮煤礦保護煤柱的留設,由地市級煤炭行業部門審批;保護煤柱儲量按照《生產礦井儲量管理規程》的規定處理;經批準后的保護煤柱不可隨意變更;城鎮及村莊保護煤柱經批準后,煤礦企業要以書面形式把受護范圍通知城鎮、鄉政府及村委會。
在煤礦生產中,可自行留設臨時性保護煤柱,但煤礦閉坑前一定回收。各級煤炭管理部門對未及時回收保護煤柱,形成孤立塊段,浪費煤炭資源的行為,要按情節輕重,依照《煤炭法》、《煤炭行政處罰辦法》等法律、法規處罰。
參考文獻
[1] 楊贊行:談“三下”采煤的行業管理,河北煤炭,2001.2
[2] 陳俊杰等:斷層構造影響下井筒保護煤柱開采研究,煤炭工程,2007.9
[3] 李新安等:吳寨礦建筑物下壓煤條帶開采設計與試驗,礦山測量,2004.2
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(一)勘探資料缺乏
近來年,大多數新建住宅小區均位于城鄉結合部或遠郊縣,勘探資料積累較少,且多數小區內項目多、范圍廣,一些住宅小區在建設過程中,不重視勘探工作,沒有足夠的勘探點地址剖面圖作依據或勘探點位間距過大,造成地質剖面圖的連續性不可靠。軟弱土層的埋深、厚度變化情況與分布范圍反映不全面、不準確,甚至有明顯差錯。少數勘探單位選用的取土器不規范或取土不當,致使原狀土樣擾動較大,室內試驗得出的土樣指標不可靠。一些勘探單位布孔數量少或布孔不合理,對暗浜、沉坑雜填土、流砂層等不良地基土的范圍確定不準確,甚至有明顯的遺漏。
(二)設計方面不失誤
部分設計人員對勘探資料的重要性不夠重視,選用的地基處理方法不當,對局部不良地基土的處理沒有引起足夠的重視,忽視了處理后的局部地基同未處理地基的強度差異等,往往造成不良后果。房屋體型過大,建筑設計與結構設計不協調。部分房產商盲目節省投資,不尊重科學技術規律,往往提出諸如大幅度放大懸挑陽臺、改變水箱位置,甚至取消原設計要求的地基加固措施等不合理要求,少數設計人員違背設計原則,不加驗算就草率簽證或出設計變更圖。
三、地基處理施工質量較差
地基處理一般采用的方法有粉噴樁、深層攪拌樁、旋噴樁和振沖成孔灌注樁等。這些方法有一定的缺陷,施工質量控制難度較大,施工質量無損普查技術又相對滯后,難以有效地全面檢測沲工質量,加固效果達不到設計要求。
一些施工隊伍技術力量薄弱,責任心不強,單純追求進度,或錯誤地認為局部堅實土體的允許承載力超過周圍土體可以不做處理,施工中發現基土與勘探資料有出入時,也不通知勘察設計人員及時采取相應技術措施,因而埋下隱患。
四、施工中及竣工后對沉降觀測不重視
一些施工單位將水準點埋設在沉降影響范圍之內的建筑物、電線桿或其他物體上,并缺乏必要的防護措施,不按規定定期進行復測,致使觀測數據不可靠,觀測點不按規定方法和間設置,或點位布置不當,不做層層觀測,觀測儀器精度不夠,或在觀測過程中隨意更換觀測儀器和觀測人員,觀測誤差大。目前,由于住宅竣工后的沉降觀測沒有明確的責任單位,造成竣工后沉降觀測工作有名無實,當出現較大的危害或居民投訴后,才進行分析、鑒定和處理,不但增加了處理難度,而且產生了不良的社會影響。
二、對防止不均勻沉降的建議
(一)嚴格按照程序分階段進行地質勘探,按規定確實勘探點數、鉆孔深度、土樣數量,根據勘探工程量投入勘探費用。科學地布設勘探點位,使點位有充分的代表性,以有足夠的勘探點地質柱圖為依據,使地質剖面圖能準確地反映軟土層或不良地基上的埋深、厚度變化情況及分布范圍。
根據不同土質采取不同的取土器和取土方法。對擾動敏感的淤泥粘土,應采用活塞式薄壁取土器,用靜力緩慢連續壓入土體以采取土樣;一般粘土,可采用敞口式厚壁或薄壁取土器,只有當靜力壓入困難時,才能采用重錘輕擊的方法采取土樣。這樣可以最低限度地擾動原狀土樣,使室內試驗得出的土樣指標可靠。
(二)設計人員要認真分析勘探資料,根據不同地基設計相應基礎。對不良地基土的處理采用與之間相適應的處理方法,地基處理要有針對性,并注意處理后的局部地基同未處理的地基強度差異。
房屋體形如過大時,要協調好建筑設計與結構設計的關系。建筑物各部分的荷載、剛度、平面形狀差異較大時,相應地設置變形縫。縱向長度較長的住宅基礎中部的地基附加應力大。沉降量大,兩側沉降量小,設計時要驗算基礎和建筑物整體強度及剛度,提高抵抗差異沉降的能力。設置沉降縫后,考慮相鄰部分沉降的相互影響。或各部分的形心、重心偏差,避免造成縫兩側的部分向縫側傾斜。在地基土體較軟的局部地區,進行地基汁算時,除計算地基允許承載力外,還應進行沉降驗算,以控制建筑物的總沉降量。
篇6
一、自然地理
白音華煤田距鐵路較遠,區內交通以公路為主,至各地里程如下:巴彥烏拉鎮(西烏旗政府所在地)78km,少部分砂石路面,大部為自然路面。每天有班車往來;林西縣城155km,礦區到巴彥烏拉鎮以后皆為柏油路;大板鎮(巴林右旗)180km,砂石路;林東鎮(巴林左旗)150km,砂石路;天山鎮(阿魯科爾沁旗)200km,砂石路;霍林郭勒市130km,自然路。交通不便。
白音華煤田地處內蒙古高原大興安嶺南段北側,海拔943.39—1115.65m,比高172.56m。地形呈南高北低,除有低山外,區內均為廣闊的草原和起伏很小的丘陵地帶。
區內屬大陸性氣候,氣溫變化較大,年均氣溫0.8℃。冬季嚴寒,最低氣溫-38.9℃,九月份開始結冰,第二年的四月融化,凍土深度為2.492m,最大為7.285m(66年3月);夏、秋兩季氣候較暖,夏季午時最熱,最高溫度34.5℃;降水量260.3~561.0mm、年平均降水量約359mm,降水70%集中在夏季;牧草茂盛,為良好的天然牧場。區內多西風和西南風,風速最大達20m/s。
彥吉嘎郭勒為本區主要河流,在煤田內長達24km,水量不大,在煤田中北部滲入地下,形成大片沼澤濕地。高力罕郭勒自西北向東南方向橫切煤田,在煤田內長5km。河谷呈“U”字形,水深一般為2.00m左右,據錫林郭勒盟水利局資料:平均流量0.63m3/s,年平均逕流量為0.1671億m3,總的流量變化是隨降水量的大小而變化,春汛流量較大。煤田為新生界地層廣泛掩蓋(厚4.25~123.73m),植被覆蓋率80~90%。本區地震烈度
二、物探過程與工作方法
本次地面物探工作采用EH-4連續電導率剖面儀進行外業的數據
采集工作。該儀器為美國勞雷公司生產制造,具有分辨率高,自動采集數據快,并具備數據質量監控機制,可實現二維連續電導率測量工作。EH-4應用大地電磁法的測量原理,通過發射和接收地面電磁波來達到電阻率或電導率的測量,并做到了人工電磁場和天然電磁場的有機結合。該方法所獲得的信息是某一測點沿垂向地層剖面的電性反映,由連續的測深點組成地下二維電阻率剖面。采用本方法的主要目的是為判別地下二維構造情況。
依據本次工作所承擔的地質任務及本區以往地質資料情況的綜合分析,野外數據采集工作確定為:點距為50米,電極距為50米,采用“十”字型布設測量電極,X電極方向為測線方向,Y電極方向垂直于X電極方向布設,X、Y測量磁棒在某一相位中呈90°角水平放置,且各自平行于電極線進行連續測量。
數據處理和資料解釋是地面物探工作中的重要環節,必須貫穿于項目執行的全過程。本次對資料的處理、解釋工作是在保證原始數據可靠和測點空間位置準確的前提下進行的。對所獲資料的解釋推斷建立在原始資料可靠的基礎上,遵循“地質是基礎,物探是手段”的原則,充分利用各種有關的地質資料,從已知到未知,由線及面逐漸擴展全區。本次資料處理使用儀器隨身攜帶的專用軟件——Surfer軟件及EMAGE-2D軟件進行。其工作程序為:多次迭代——平滑濾波——非理想頻點刪除——數據編輯——反演運算——成果打印。
為了解整個工作區在一定探測深度內的地下構造及地質斷面基本情況,從不同角度、不同勘探深度上了解被測地層在空間的分布和變化,本次工作分別繪制了各測線視電阻率剖面圖,并根據其解釋結果使用CAD軟件繪制了第四系厚度等值線圖、含煤巖段埋藏深度等值線刨面圖。
三、白音華煤田的地質構造與巖漿巖
白音華煤田為大興安嶺以西聚煤盆地之一。大地構造位于華北北緣古大陸邊緣—蘇尼特右旗晚華力西褶皺帶東端—二連坳陷—烏尼特斷陷帶中。烏尼特斷陷帶基底結構為上侏羅統興安嶺群,北為查干敖包~阿榮旗深斷裂帶、南以西來廟~達青牧場大斷裂與騰格爾坳陷為界、西鄰蘇尼特隆起帶、東鄰大興安嶺隆起帶。北東向(N50°E)展布,長326km,寬9~16km,規模5000~6000km2。兩側受邊緣斷裂(F2、F3)控制,其邊緣斷裂又被后期的北西向平移斷裂(F14等)切割,形成了彼此孤立而又屬于同一斷陷帶內的地塹式斷陷盆地,白音華煤田即位于其東北端(F14以北)。
白音華煤田為大興安嶺南段西側的山間斷陷盆地,北東~北北東向長條狀展布。地塹式,盆地規模600km2,最大沉積厚度1500m,含煤性好,含煤率2759萬噸/km2,富煤帶展布方向與盆地長軸方向一致。
東北與霍林河煤炭基地、西南與烏套海、勝利煤炭基地、巴音寶力格等鄰近煤盆地呈雁行排列。沉積了上侏羅~下白堊統地層,地層傾角平緩(10~15°),但有明顯的波狀起伏(沿盆地展布方向),區內構造較簡單,呈向斜盆狀,未發現斷裂及火成巖侵入煤系地層。煤田邊界斷層有9條,具有同沉積性質,它們控制了盆地的形成與發展。
四、資料分析解釋及地質推斷
本次資料分析解釋及地質推斷工作是在充分分析研究已知地質資料的基礎上進行的,對全區所獲7條測量剖面均進行了認真細致的處理工作,其分析解釋結果認為:本區視電阻率對地層巖性反映比較明顯,在各測量剖面圖上,等值線的密集與稀疏部分分別為不同巖性地層的電性反映;等值線平行分布的變化帶反映不同巖性地層的接觸帶;等值線呈高角度的變化帶為斷裂破碎帶的電性反映。現以1線、13線為例進行解釋推斷如下:
1、1線測量剖面圖及推斷地質剖面圖
該測線長8000米,共161個測點,測線方位為290°左右,為本次勘查工作的東部邊界剖面。從該剖面圖等值線視電阻率數值的大小和稀疏特征來看,明顯的反映了不同地層的接觸關系。上部視電阻率值大于30歐姆米以上、且等值線較密集的部分為第四系地層(Q)的電性反映,一般情況下深度在20—100米左右;其下部10~30歐姆米、且各自形成封閉圈的視電阻率等值線為下白堊統白音華組第五段(K1b5)的電性反映,封閉圈視電阻率的大、小是由巖性顆粒不等的礫巖、砂巖分布不均勻而造成。在下白堊統白音華組第五段(K1b5)電性反映的下方視電阻率小于10歐姆米的條帶上應為下白堊統白音華組第四段(K1b4)的電性反映;這是由巖性主要為泥巖、粉砂巖而造成。該段全區分布,且穩定,可作為本區的電性標志層。下部視電阻率值大于10歐姆.米部分為下白堊統白音華組第三段(K1b3)的電性反映,該段為本區的主要含煤巖段。
該剖面在200~1600米之間其下部視電阻率等值線出現小于20歐姆米的封閉圈,分析應為下白堊統白音華組第三段(K1b3)之下部地層的電性反映。該線測量剖面圖較完整的反映了含煤盆地沿傾向方向的構造形態。
2、13線測量剖面圖及推斷地質剖面圖
該測線由于彥吉嘎河流經本區,致使河流兩岸形成寬度不等的大片沼澤濕地,致使測線中部形成了約3公里的空白區。該線實測長度7500米,共152個測點,測線方位為290°左右,該線測量剖面圖與1線測量剖面圖基本一致。但其厚度與埋藏深度均較1線EH-4測量剖面圖反映要大。該段全區分布,且穩定,可作為本區的電性標志層。下部視電阻率值大于10歐姆米部分為下白堊統白音華組第三段(K1b3)的電性反映,該段為本區的主要含煤巖段。但由于本區白音華組地層視電阻率很低,致使該線EH-4測量剖面圖在2500~10500米段未能反映完整。
五、煤田的含煤地層與煤層
(一)、含煤地層
1、含煤地層—下白堊統白音華組(K1b)
以灰、深灰、灰綠粉砂巖、粘土巖為主。次為淺灰色砂巖、砂礫巖。膠結松散,風化易碎。中部含主要煤層。煤系最厚1436m,含煤1~48層。可劃分為五段。自上而下為:
(1)第五段(K1b5):以淺灰色、灰白色、灰綠色砂礫巖與各粒級砂巖組成,偶見薄層炭質粘土巖和薄煤層(于礦區中部較發育,厚0.25~1.30m,與第三段煤組間距約318m)。本段最大厚度在186.96m以上。
(2)第四段(K1b4):由灰色,深灰色巨厚層粉砂巖、粉砂質粘土巖等組成,偶夾細砂巖、鈣質粉砂巖、泥灰巖薄層,具水平層理。含夾葉木、楔拜拉、似銀杏、堅葉杉、拉發爾蕨、枝脈蕨、格拉多羊齒等植物化石。最大厚度597.43m以上。
(3)第三段(K1b3):由灰~深灰色粉砂巖,粘土巖、各粒級砂巖和煤層組成,本段為主要含煤段,煤層層數達48層、最大厚度達98.90m(最大可采厚度88.72m)。含夾葉木、銀杏、尼爾桑等植物化石。全段厚82.02~315.99m,平均204.27m。
(4)第二段(K1b2):以灰~深灰色巨厚層細粉砂巖為主,夾細砂巖薄層,具水平、緩波狀層理,頂部夾有1~3層不穩定煤線。其厚度為0.10~0.25m,含少量格拉多羊齒、夾葉木、豎直茨康斯基葉等化石。全段厚9.00~544.80m,平均厚169.02m。
(5)第一段(K1b1):以淺灰、灰綠色砂礫巖為主,夾粉砂巖、細砂巖薄層。厚125.19~539.60m平均237.37m。
2、含煤巖系沉積特征
顏色以灰、深灰色為主,上部和下部顏色較淺(灰、灰白、深灰、灰綠),中部(第三段)顏色較深(深灰褐、灰黑)。粒度表現為粗細交替出現,沉積旋回較明顯;頂、底部層理不發育,中部具明顯水平層理并出現緩波狀層理;含植物化石較豐富,但中部保存完整且含量最多;巖石成熟度普遍較低,呈半膠結狀態,砂、砂礫巖松軟,泥巖風化易碎;底部砂礫巖東北部較發育,可能是沖積扇;第四段也是東北部發育,最厚達650m;第三段全區發育,整體呈透鏡狀。
3、覆蓋層—第四系(Q)
廣泛分布全區。由褐黃色、灰色粘土、砂質粘土及沖洪積堆積物(各種粒級的砂、砂礫、碎石)組成。與基巖接觸處一般發育有褐黃色粘土層。厚度4.25~123.73m,平均48.65m,由西南向東北方向增厚。
(二)、煤層
1、第一含煤組:白灰~深灰色粉、細、中、粗粒級砂巖和煤層組成。含煤十余層,煤層較集中,呈北東向透鏡狀;賦存面積345.880km2,可采面積274.866km2。煤層最大厚度達43.98m,向礦區邊緣出現變薄、分叉至尖滅;煤層可采厚度1.84~43.29m、平均為9.74m。
煤層頂、底板均為粉砂巖或泥巖,局部變為細、粗粒砂巖。
2、第二含煤組:是本區主要可采煤組。由灰白~深灰色粉砂巖及煤層組成。煤層多達18層,多集中于下部;賦存面積320.473km2,可采面積275.938km2。煤層最大厚度51.95m;煤層較穩定;煤層可采厚度1.75~47.10m、平均為14.50m。煤層頂、底板一般為粉砂巖或泥巖,西南部偶出現粗粒砂巖。
3、第三含煤組:主要由灰色粉砂巖和煤層組成,并夾有粗粒砂巖或砂礫巖。含煤十余層,最厚49.46m;較穩定,向四周逐漸分叉、變薄至尖滅;賦存面積329.538km2,可采面積222.640km2。煤層可采厚度1.70~34.36m、平均為11.28m。
煤層頂、底板一般為粉砂巖,局部為中、粗粒砂巖。
六、結論與建議
通過地質與物探方法查明了區內地層的賦存情況,較詳細的劃分了區內的新生界第四系地層、白堊系下白堊統白音華組(K1b)煤系地層一、二、三巖段的埋藏深度。解釋并繪制了第四系厚度等值線平面圖、含煤巖段埋藏深度等值線平面圖。
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關鍵詞:地理概念;相異構想;認知沖突;策略分析
偏見比無知離真理更遠,教育理論上把學生由感性認識得出
的偏離科學現象本質和科學概念的錯誤思維結構稱為相異構想,地理概念教學過程中轉變教師的教學行為,對相異構想的消除和轉化以及提高地理教學效果作用明顯。
一、地理概念及其學習過程中相異構想的價值認識
1.地理學科考查能力要求
在高考文科綜合的地理考試說明中,對地理四項基本考查能力第二條中提到:“能夠調動和運用基本的地理數據、地理概念、地理事物的主要特征及分布、地理原理與規律等知識,對題目要求作答。”第三條中提到:“能夠用簡潔的文字語言、圖形語言或其他表達方式描述地理概念,地理事物的特征,地理事物的分布和發展變化,地理基本原理與規律的要點。”高考命題中對地理概念的考查內容豐富、方式多樣、層次、頻率較高,是地理教學中應該引起高度重視的部分。
2.高中地理概念的復雜性、多樣性、系統性、抽象性和階段性特征要求
不少地理概念(地理術語和地理名詞)不僅具有(水平、垂直)空間(如工業集聚和工業分散)、時間特征還有數量和質量特征,因此要注意地理概念的空間尺度(如產業轉移)和動態變化。由于教材的篇幅和順序的安排(如直接給出高層次概念),學生對地理概念內涵、外延和系統的建構需要一段時間,在某一學習階段學生可能存在概念迷思的情況。高中地理概念間存在著邏輯關系,并形成以某個概念為中心的概念體系,因此某些核心概念的理解偏差或障礙對地理概念的學習造成干擾或消極影響。
3.教師實施高效地理概念教學的要求
教師能夠充分、準確地認識、預見學生在地理概念學習上的相異構想,使它們成為課程資源,成為教師實施高效地理概念教學的起點。教師常常有這樣的困惑:感覺課堂講解詳細,環節設計合理,但學生在涉及某個地理概念的知識上一錯再錯。究其根本原因是教師沒有根據學生在地理概念學習中的相異構想,找出認知沖突,激發學生學習熱情,消除思維定式等學習障礙,順利實現地理概念的正遷移。
二、實現地理概念學習中相異構想轉變的策略分析
1.活化圖像,創造價值
圖像類型多樣,承載的信息豐富,呈現方式直觀形象,合理把它們應用在地理概念教學的情境創設中,引導學生自主暴露、自覺關注相異構想。如,背斜與向斜這兩種地質構造類型的判斷教學時,可以先呈現只受內力作用影響下形成的地質剖面圖,讓學生觀察兩處地質構造的巖層新老關系、地形類型;隨后再疊加上外力作
用,在同一張地質剖面圖呈現這兩處地質構造的巖層新老關系、地形類型,引導學生觀察變化。利用不同類型圖像間的聯系,實現相互轉化,在提高學生讀圖、作圖、析圖能力的同時,更好地讓學生發現思維和知識斷裂點。
2.詳析過程,強化邏輯
對學生而言,表面聯系和本質聯系、感性認識和理性認識、生活經驗和科學概念之間的“分離狀態”需要學生正確的認識過程來打破,過程的步驟越簡練、分析越深入、體驗越深刻直接關系到新建立的正確聯系和科學思維的牢固程度和今后的發展空間。學生根據已有的知識儲備和能力層次,參與概念的演繹過程,讓學生養成獨立面對新出現的相異構想、積極調整思考方式,減輕對教師的依賴。
3.巧用變式,正向遷移
地理概念學習過程中,學生很容易受生活經驗和原有知識的限制,或直接望文生義。在復習課中,利用幾個關聯題組,能幫助學生注意先前忽視的新特征,幫助學生明確該概念適用的區域,進一步抓住概念的關鍵詞和本質屬性,從而順利實現正向遷移運用。教師通過不同角度、不同側面、不同情形、不同背景的變式手段,使學生有效地加深認識和理解教學對象的本質特征,從而把學生的思維引向新的高度,讓學生在多種情景中進行識別,對概念的理解、應用更到位。
參考文獻:
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關鍵詞:地鐵車站;結構設計分析;有限元計算
一、工程概述
某地鐵工程全線共設車站22座,本車站位于城市主干道,為地下兩層島式站臺車站,車站主體基坑深約16.44~17.54m,基坑寬19.6~23.1m,頂板覆土厚約3.2m。周邊有住宅以及辦公樓等建筑。
二、地質概況
本站周邊地形開闊,稍有起伏。基坑開挖地層從上至下依次為:雜填土,層厚為0.60~10.40m;粉質粘土,層厚為1.20~11.40m;圓礫,層厚為0.20~3.90m;強風化板巖,層厚為1.30~13.50m;中等風化板巖,層厚為3.00~24.60m。本站地質剖面見圖1,各土層的物理參數和巖土物理力學指標建議值見表1。
圖1 地鐵車站地質剖面圖
表1 各土、巖層物理力學指標參數建議值
三、結構設計與施工方法
本車站主體采用明挖法施工,明挖法施工具有施工安全,施工質量容易保證,施工作業面開闊,有利于提高工效,縮短工期等優點,但施工期間對地面交通影響較大。主要結構尺寸的擬定是在滿足建筑限界、結構強度、防水要求,考慮施工誤差,結構變形等因素,根據地質和水文資料、車站埋深、結構類型、施工方法等條件經過計算確定(見表2)。本車站為地下兩層單柱雙跨鋼筋混凝土箱型結構。
表2 車站主體內部結構尺寸表
四、結構合理性優化分析研究
車站主體結構計算按底板支承在彈性地基上的平面閉合框架結構進行內力分析。車站采用全包防水,車站主體回筑完成后,在車站頂板位置地下連續墻上設抗浮壓頂梁。圍護結構與車站邊墻間僅有壓力傳遞。采用有限元軟件SAP2000軟件計算。結構計算按永久荷載、可變荷載和偶然荷載的各種組合進行。根據本站工程地質和水文地質的特點,考慮施工階段、使用階段進行計算分析。
標準斷面使用階段計算圖式及荷載圖(見圖2)。
圖2 主體結構標準斷面使用階段計算簡圖
4.1車站結構標準段荷載準永久組合計算內力結果圖(見圖3和圖4)
圖3 車站彎矩、剪力包絡圖
圖4 車站軸力包絡圖
4.2車站結構標準段荷載準永久組合計算內力值表(見表3)
表3 準永久組合計算內力值表
五、結論
根據車站結構荷載不同組合計算內力值,各構件根據基本組合的計算內力值進行承載能力(即強度)配筋計算,根據準永久組合的計算內力值進行裂縫寬度控制配筋計算,構件實際配筋按二者的較大值選筋。
計算結果表明,車站結構構件主要按照控制裂縫寬度要求進行配筋。本車站各構件配筋率基本上控制在經濟配筋率范圍內,構件尺寸是合理、經濟的。地震力、人防荷載對地下結構絕大部分構件和位置為非控制因素,僅需按抗震、人防設防要求,進行構造措施處理。
參考文獻:
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[2]GB50157-2003 地鐵設計規范[S]北京:中國建筑工業出版社,2003
[3]GB50010-2010 混凝土結構設計規范[S]北京:中國建筑工業出版社,2010
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Abstract: Tianjin, a project of the Center basement close to land red line surrounding important municipal roads and many shallow foundations of buildings. The engineering of the original set of the second floor of the basement, using underground continuous wall (two walls into one) combined with two reinforced concrete support building envelope. Underground continuous wall of pile the support vertical column construction is completed, the basement was adjusted to three excavation depth deepened 4m. After the deepening of the basement, the construction is completed underground continuous wall insertion depth is insufficient to meet the latest requirements for the excavation depth, and the original vertical steel column bottom elevation above the elevation of the basement floor surface, steel columns at the bottom left vacant. Growth layer in the basement after the building envelope design measures, the construction process, as well as monitoring results, analysis of foundation pit deformation behavior deepened basement. Engineering practice that, to determine the scope of the new underground space is the key to the basement increasing layer envelope, the supporting structure of the modular decomposition measures to simplify the calculation model.
關鍵詞:基坑支護; 立柱托換; 地下連續墻; 基坑加深
Keywords: pit support; pillar underpinning; underground continuous wall; Pit deepened
中圖分類號:TU94+2 文獻標識碼:A 文章編號:
天津市某舊城改造項目,場地平面尺寸約360m×60m,原設計二層地下室,開挖深度約11m,周邊環境條件復雜。設計采用700mm厚地下連續墻(二墻合一)結合二道鋼筋混凝土內支撐的圍護方案,局部范圍進一步采取了水泥土攪拌樁加固被動區土體措施。工程樁(鉆孔灌注樁)、地下連續墻、被動區水泥土攪拌樁及支撐系統的豎向立柱陸續施工完畢。正在進行第一層土方開挖及第一道鋼筋混凝土內支撐施工時,建設單位提出了地下室增加一層的設想。經初步估算,地下室調整為三層后,基坑開挖深度將增加4m,達到15m,根據當時的施工狀況,地下室增層主要需要考慮如下技術問題:1)已經施工的地下連續墻按地下2層設計,其墻厚、深度及配筋均不滿足地下三層的要求,地下室增層施工時,應采取措施確保地下連續墻在其承載性能范圍內工作;2)原地下連續墻緊貼用地紅線,紅線外沒有增設圍護體的空間;3)已經施工的支撐豎向立柱底標高約-13.000m,小于加深后的基坑開挖深度;4)環境條件復雜,基坑變形要求高,圍護體的最大側向位移應控制在30mm之內。
1.周邊環境及工程地質
工程用地紅線外3~4m均為市政道路,道路下有包括雨水管、自來水管、中、低煤氣管在內的眾多管線。基坑東側距離基坑13~15m有大量1~2層的老式磚混、磚木結構建筑。場地西南角距離基坑約5m有5~6層天然基礎建筑物。基坑各邊的變形控制要求均比較嚴格。
場地內土層分布略有起伏,基坑影響深度范圍內的地基土主要為填土、黏質粉土、淤泥質土和粉質黏土。典型地質剖面如圖1所示,各層土的物理力學指標如表1所示。
圖1 圍護及地質剖面圖
表1 各土層物理力學指標
2.地下三層平面范圍確定及基坑圍護措施
由于圍護體不能超越用地紅線,在地下連續墻外側另外增設圍護體沒有可行性,為確保地下連續墻正常工作,經與建設單位、建筑、結構等專業協商,確定地下三層范圍外墻線適當退進,退進距離一般為3~5m,保證地下二、三層交接處能有一定的空間設置圍護體。地下三層的平面范圍確定后,進一步采取的主要圍護措施如下。
2.1中間地下三層的深坑采用一排直徑
1000mm鉆孔灌注樁結合一道鋼筋混凝土內支撐支護,這道支撐同時作為整體基坑的第三道支撐。由于地下墻及原豎向立柱已施工結束,故整個圍護體系盡量維持原有的特點,第一、二道支撐的平面布置不再調整,第三道支撐的平面布置遵循第一、二道支撐的布置原則,支撐剖面圖詳見圖1,平面圖詳見圖2。
圖2 支撐平面布置圖
由于已經施工的豎向立柱底標高低于地下三層坑底標高,因此需要加固處理,處理方法如下:
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【關鍵詞】不均勻地基;巖土工程評價;地基方案;
1 引 言
北京地區所屬的北京平原,西起太行山脈,北依燕山山脈,北京平原的主體是許多河流沖(洪)積而成的,自西向東包含了不同的地質單元,顆粒組成由粗到細,呈現多個回旋,各地質、地貌單元內基礎工程影響深度范圍內、尤其是基礎直接持力層的地層成因、巖性、工程性質等都存在一定差異變化,使得工程地質條件相對復雜。同時,受人為因素影響,在老城區人為活動強烈,人工堆積土層較厚,并且影響深度變化較大;在西四環至西五環一帶更是存在著大量的采石坑,據了解采石坑最深處達40m~50m,更加劇了工程地質條件的復雜性。在如此復雜的工程地質條件下大規模的進行基礎設施建設,便會經常遇到不均勻地基的情況,既有第四紀沉積的土層與砂、卵石層組合的不均勻地基以及第四紀沉積層與新近沉積層組合的不均勻地基,又有天然土層與人工堆積層組合的嚴重不均勻地基。
2 北京地區宏觀地質背景
地形地貌的調查分析可以從宏觀上對建設場地有一個總體的認識,根據區域地質資料、對擬建場地周邊調查走訪及地形、地貌單元分析場地的工程地質條件和歷史成因。
從地質學的角度講,流水地貌及其堆積物是陸地上分布最為廣泛的一種地貌類型,通常是指由地表流水所形成的各類地貌,而北京平原地區的地貌類型就屬于以河流地貌、洪流地貌為主的流水地貌。北京城區范圍主要為分布的古河道主要有古清河、古金溝河、古漯水河、無定河、渾河古道、永定河及小清河古道。參見圖1(北京平原區古河道分布)。
在這幾條古河道范圍內,表層多有近代土質沉積,土質結構性較差,基本無層理,孔隙較大,力學性質不穩定,東部地區的粉土和砂土液化現象較明顯;底部沉積物主要以砂、礫石為主。而在這些河道之間的臺地區地層分布均勻,土質良好,力學性質較穩定,是建筑物選址的理想選擇。但在這么大范圍的古河道分布區域修建建筑物,就難免遇到建筑物部分落在古河道上、部分落在臺地上的情況。
3 不均勻地基的特點分析
地基土的非均質性是普遍存在的,對于這類性質相同的天然土本身的一般非均質性,一般的基礎和上部結構都可以調整其沉降或傾斜。但對于沉積年代不同、工程地質條件不同、土分布、土類、土的物理力學性質不同的土層等組成的嚴重不均勻地基,則必須采取特殊的結構措施、施工措施或地基處理措施來調整地基不均勻產生的沉降或差異沉降。不同類別的地基土變形性質差別很大,穩定性差別亦較大。根據不同的建筑場地,不同的建筑形式,不同的結構、基礎類型,對地基土的要求也不盡相同,對同一建筑物而言,有些地基土相對偏軟,需要對軟土進行處理使之變硬,但有些地基土又相對偏硬,需要做褥墊層使之和其它地基土變形協調一致,但無論偏軟或偏硬,都可能引起的建筑物的不均勻沉降,對結構或多或少帶來危害。
下面通過幾種不均勻地基的組合形式,以工程實例分析為基礎,提出地基方案或結構措施選取的原則和方法。
4 工程實例
4.1 第四紀沉積層與新近沉積層組合的不均勻地基
北京科技園創新中心工程位于海淀區白頤路北沿線西側,該建筑物恰好位于海淀臺地與清河古道交匯處,根據勘察結果,淺層土質變化較大,第四紀沉積層與新近沉積層相互交錯(參見圖2“參考工程地質剖面圖”)
相應的基底標高為40.87m。在此標高處的持力層土質為新近沉積的細砂、粉砂③1層和第四紀沉積的砂質粉土、粘質粉土④1層。兩層土壓縮模量(ES)相當,地基承載力標準值(fka)相當,但由于新近沉積層沉積年代較近,結構較松散,大部分土自重固結尚未完成,因此建筑物自由沉降量較大。如果不經地基處理或采取結構措施,建筑物直接落在兩種持力層上,則很可能引起建筑物不均勻沉降,導致建筑物開裂,嚴重的影響到結構安全。
4.2 第四紀沉積層粘性土層與砂層組合的不均勻地基
安貞二小教學樓位于朝陽區安貞里第二小學院內,該建筑物設計為地上3層,無地下室。根據勘察結果,該建筑物基礎持力層一半為第四紀沉積的粘質粉土、粉質粘土②層,一半為第四紀沉積的細砂、粉砂②1層(見圖2“擬建建筑物工程地質分區圖”及圖4“參考工程地質剖面圖”)。根據室內試驗及原位測試指標,粘質粉土、粉質粘土②層承載力標準值(fka)為160kPa;細砂、粉砂②1層承載力標準值(fka)為200kPa。粘質粉土、粉質粘土②層及細砂、粉砂②1層都為第四紀沉積層,自重固結都已經完成;同時上部結構荷載較小,加荷后沉降完成時間基本相同。綜上考慮,建議本工程采用天然地基方案,基礎由原來設計的獨立柱基礎改為剛度較大的筏板基礎來調節不均勻沉降問題。現在該工程已建成并投入使用,到目前為止,未發現結構裂縫。
通過該工程實踐,不但為高層建筑物處在軟硬不均兩種地基上時提出了有效的解決方案,同時對今后創新并靈活運用復合地基處理措施或其它地基處理措施也是一個大膽的探索。
5結束語
5.1在準備勘察工作前,應重視區域宏觀地質資料,了解擬建場地的沉積環境及地貌單元,抓住重點,指導勘察工作的開展;
5.2對于建筑物跨越不均勻地基土時,應及時合理調整補充鉆探工作,以詳細查明地基土的分布,從而有針對性的提供合理的地基方案;
5.3本文是我工作五年來對自己所主持的工程的一點經驗、總結,由于經驗及水平有限,對不均勻地基的理解及處理措施尚不夠全面和深入,懇請各位專家給予批評指正。
參考文獻
[1] 《工程地質手冊》編寫委員會. 工程地質手冊(第三版). 北京:中國建筑工業出版社,1992.