陳為偉 鄭師春
摘要:福州市瑯岐島為閩江口沖積島嶼,總體屬于丘陵與沖海積平原交錯(cuò)地貌,地勢(shì)大致中間高,四周低。通過收集瑯岐島鉆孔資料,并進(jìn)行場(chǎng)地勘察鉆探,編制了小區(qū)劃場(chǎng)地第四系厚度等值線圖,將小區(qū)劃場(chǎng)地劃分為三個(gè)工程地質(zhì)單元,為小區(qū)劃提供基礎(chǔ)資料。
Abstract: Fuzhou Lang Qi Island is an alluvial island in the Min River Estuary. It is generally a staggered landform of hills and alluvial and coast plain. The terrain is roughly high in the middle and low in the surrounding area. By collecting the drilling data of the island and conducting investigation drilling, the isopach map of Quaternary sediments of the micro-zoning site was compiled, and the site was divided into three engineering geological units to provide basic data for the earthquake micro-zoning.
關(guān)鍵詞:地震小區(qū)劃;工程地質(zhì)分區(qū);小區(qū)劃場(chǎng)地
Key words: earthquake micro-zoning;engineering geological zoning;micro-zoning site
中圖分類號(hào):P642.27? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1006-4311(2019)26-0213-03
0? 引言
地震小區(qū)劃,是城鎮(zhèn)、大型廠礦企業(yè)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)等建設(shè)范圍為土地利用和規(guī)劃、防災(zāi)規(guī)劃制定、一般建設(shè)工程等提供抗震設(shè)防科學(xué)依據(jù)的地震安全性評(píng)價(jià)[1]。工程地質(zhì)分區(qū)是地震小區(qū)劃項(xiàng)目的重要組成部分,它圍繞區(qū)劃范圍,在充分利用和收集已有資料的基礎(chǔ)上,開展野外地質(zhì)調(diào)查、場(chǎng)地勘察等工作[2],利用地貌、地層、巖性組合等因素[3],編制地震工程地質(zhì)分區(qū)圖,為地震小區(qū)劃提供基礎(chǔ)資料[4][5]。
本文研究的地震工程地質(zhì)分區(qū)服務(wù)于福州市瑯岐島地震小區(qū)劃。在廣泛收集與分析福州市瑯岐島已有的工程地質(zhì)資料基礎(chǔ)上,進(jìn)行了小區(qū)劃場(chǎng)地巖土工程勘探和工程地質(zhì)單元分區(qū)工作。
1? 工作區(qū)概況
福州市瑯岐島位于福州市東部,地處閩江入???。三面環(huán)江,東面臨海,西、北面分別與亭江鎮(zhèn),連江琯頭鎮(zhèn)和粗蘆島、川石島隔江相望,南面經(jīng)瑯岐大橋與福州市長(zhǎng)樂區(qū)跨江相連,西面經(jīng)瑯岐閩江大橋與福州市馬尾區(qū)相連。
2? 地震工程地質(zhì)條件分區(qū)
2.1 場(chǎng)地地形地貌
根據(jù)收集地質(zhì)資料、衛(wèi)片判讀和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,福州市瑯岐島為閩江口沖海積島嶼,場(chǎng)地地貌總體屬于丘陵與沖海積平原交錯(cuò)地貌,地勢(shì)大致中間高,四周低。島嶼中部為丘陵,海拔高程在75~275m間,山體部分地區(qū)基巖裸露;島嶼四周主要為沖海積平原地貌,微地貌主要為水塘、果林、田地等,高程約3~10m,地形大體較為平坦。
2.2 場(chǎng)地鉆探
2.2.1 收集資料
收集瑯岐島及周邊開展的地震安全性評(píng)價(jià)項(xiàng)目的勘察資料(66個(gè)鉆孔)①②③,同時(shí),還收集了瑯岐島內(nèi)開展的環(huán)島路設(shè)計(jì)施工勘察階段的鉆孔資料(157個(gè)鉆孔)。
充分利用上述收集的資料,通過整理與分析,對(duì)小區(qū)劃場(chǎng)地的工程地質(zhì)概況有個(gè)基本的了解,為場(chǎng)地勘測(cè)提供了幫助。另外,直接選取引用收集的地震安全性評(píng)價(jià)項(xiàng)目資料中的三個(gè)鉆孔(重新編號(hào):ZK40~ZK42)參與小區(qū)劃的場(chǎng)地工程地質(zhì)單元?jiǎng)澐帧?/p>
2.2.2 鉆孔布設(shè)及要求
鉆孔布設(shè)原則主要考慮地貌類型及工程地質(zhì)單元,經(jīng)收集資料,初步判別場(chǎng)地大致分成丘陵區(qū)、山前殘坡積區(qū)和沖淤積平原區(qū)三類工程地質(zhì)單元。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查踏勘,發(fā)現(xiàn)丘陵區(qū)覆蓋層主要為坡殘積土,且?。?~3m)或大面積基巖裸露,布設(shè)少數(shù)鉆孔;沖海積平原區(qū)分布范圍廣,覆蓋層厚度變化大,為布設(shè)鉆孔主要區(qū)域;山前殘坡積區(qū)是丘陵區(qū)與沖海積平原區(qū)過渡帶,面積較小,可布設(shè)適量鉆孔。
鉆探一期布置了37個(gè)鉆孔(編號(hào):ZK1~ZK37),二期補(bǔ)勘2個(gè)鉆孔(編號(hào):ZK38~ZK39),共計(jì)39個(gè)鉆孔,基本涵蓋了小區(qū)劃場(chǎng)地不同的地形地貌單元。鉆探要求、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)均按《巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)》(GB 50021-2001)的相關(guān)要求進(jìn)行。
2.3 地層結(jié)構(gòu)及巖性特征
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探揭露巖土芯鑒別,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果表明,在鉆孔控制深度范圍內(nèi)地基土層主要為人工雜填土,沖淤積成因的淤質(zhì)土、粘性土、砂礫、卵石等,下部少量見有殘坡積成因的殘積砂質(zhì)粘性土,基底為花崗巖和凝灰?guī)r。場(chǎng)地巖土層按其成因、力學(xué)強(qiáng)度不同劃分工程地質(zhì)層,現(xiàn)將各巖土層特征自上而下分述如下:
①雜填土:雜色,灰黃,松散,濕,成分雜,主要由粘性土、建筑,生活垃圾與少量碎塊石組成。
素填土:灰黃色,松散,干~稍濕,主要由砂性土與少量(10~15%)碎塊石組成。
②粉質(zhì)粘土:褐黃色,濕,可塑,光滑,無搖振反應(yīng),干強(qiáng)度高,韌性中等,含鐵質(zhì)氧化物,層面厚0.30m多為原耕植土,富含植物根、莖、葉等有機(jī)質(zhì)。
③淤泥:深灰色,飽和,流塑,含腐植質(zhì),有臭味,搖振反應(yīng)慢,切面光滑,有光澤,干強(qiáng)度及韌性中等。
淤泥夾砂:灰褐色,飽和,軟(流)塑,切面稍光滑,搖振反應(yīng)慢,干強(qiáng)度與韌性中等,本層普遍夾葉片狀細(xì)砂,局部淤泥與細(xì)砂交互產(chǎn)出,似千層糕狀。
④細(xì)砂:灰黃色,飽和,稍~中密,泥質(zhì)含量占10-15%,顆粒形狀多為渾園狀。
⑤中砂:深灰色,飽和,稍密,本層以中砂為主,砂粒礦物成份主要為石英,次為長(zhǎng)石,顆粒形狀多為次渾園狀。
⑥粉質(zhì)粘土:淺黃色,稍濕,可塑,稍光滑,無搖振反應(yīng),干強(qiáng)度高,韌性中等,局部混含粗中砂。
⑦含礫粗砂:淺黃色,飽和,稍~中密,含少量泥質(zhì),級(jí)配較差。
⑧淤泥質(zhì)土:淺灰色,飽和,軟(流)塑,含腐植質(zhì),有臭味,切面光滑,無搖振反應(yīng),干強(qiáng)度與韌性中等。本層富含有機(jī)質(zhì),腐植物及貝殼,下部普遍夾葉片狀中細(xì)砂。
⑨卵石:灰黃色、淺灰色,飽和,中密~密實(shí),一般粒徑3~7cm,形狀多呈次渾園~次棱角狀,表面光滑,母巖成份以中風(fēng)化花崗巖為主,巖質(zhì)堅(jiān)硬,分選性差,粒徑懸殊,骨架顆粒間由礫砂及泥質(zhì)充填。卵石含量在橫向及縱向上均存在一定的不均勻性。
⑩殘積砂質(zhì)粘性土:灰黃色,稍濕,稍密,可塑,稍有光滑,干強(qiáng)度高,韌性中等,由花崗巖風(fēng)化殘積形成,具有遇水易軟化性。但風(fēng)化程度、塑性狀態(tài)、含砂量,變化大,下部標(biāo)貫擊數(shù)實(shí)測(cè)值N﹥30擊/30cm,為全風(fēng)化花崗巖。
強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(砂土狀):灰黃、褐黃色,硬,濕,含大量石英顆粒、長(zhǎng)石、云母片,巖芯呈砂土狀。巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)屬極軟巖,巖體完整性等級(jí)屬極破碎,巖體基本質(zhì)量等級(jí)屬Ⅴ類。
強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r(砂土狀):褐灰,淺灰,灰色,塊狀構(gòu)造,凝灰結(jié)構(gòu),以砂土狀為主,含大量風(fēng)化粘土礦物。巖體極破碎、極軟巖,巖體基本質(zhì)量等級(jí)分類Ⅴ級(jí)。
強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(碎塊狀):淺灰黃,硬,濕,含大量石英2顆粒、長(zhǎng)石、云母片,巖芯呈碎塊狀,手掰易碎。巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)屬軟巖,巖體完整性等級(jí)屬破碎,巖體基本質(zhì)量等級(jí)屬Ⅴ類。
強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r(碎塊狀):淺灰黃、灰白、淺灰,灰青色,凝灰結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,裂隙發(fā)育。巖體極破碎、軟巖,巖體基本質(zhì)量等級(jí)分類Ⅴ級(jí)。
中風(fēng)化花崗巖:淺灰、灰白色,堅(jiān)硬,花崗巖結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,風(fēng)化裂隙發(fā)育,上部較破碎,巖芯呈碎塊-短柱狀,中下部較完成,巖芯呈短-長(zhǎng)柱狀,巖石堅(jiān)硬程度分類屬堅(jiān)硬巖,巖體完整程度為較完整,巖體基本質(zhì)量等級(jí)屬Ⅱ級(jí),未發(fā)現(xiàn)有洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層。
2.4 場(chǎng)地工程地質(zhì)單元
根據(jù)鉆孔(ZK1~ZK39)和收集的鉆孔資料(220個(gè)),考慮場(chǎng)地地形地貌條件、地層分布及其巖土物理力學(xué)性質(zhì),編制了小區(qū)劃場(chǎng)地第四系厚度等值線圖(圖1);同時(shí)結(jié)合野外調(diào)查和衛(wèi)片判讀,將小區(qū)劃場(chǎng)地劃分為三個(gè)工程地質(zhì)單元(區(qū)),分別為丘陵區(qū)、殘坡積區(qū)和沖淤積平原區(qū),編制了小區(qū)劃場(chǎng)地工程地質(zhì)分區(qū)圖(圖2)。
2.4.1 丘陵區(qū)
主要分布于瑯岐島中部,海拔高程約50~270m,島上最高的兩座山白云山(275m)、九龍山(255m)位于該區(qū)?;鶐r為燕山期花崗巖或侏羅紀(jì)火山巖,第四系由花崗巖或火山巖風(fēng)化的粘性土、碎石等組成,厚度一般1~3m。地表多被植物覆蓋,局部基巖裸露。根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì),初步評(píng)判其建筑場(chǎng)地類別為Ⅰ~Ⅱ類。
2.4.2 殘坡積區(qū)
主要分布于丘陵區(qū)外緣,海拔高程約10~50m。第四系由殘積、坡積的粘性土、碎石等組成,厚度約10~20m。根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì),初步評(píng)判其建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。
2.4.3 沖淤積平原區(qū)
主要分布于瑯岐島四周,海拔高程小于10m。由海陸交互沉積所構(gòu)成,第四系主要由淤泥、細(xì)砂、淤泥夾砂、中砂、粉質(zhì)粘土、卵石、殘積砂質(zhì)粘性土等組成,各地方厚度不均,一般厚15~50m,最大可達(dá)60~80m。根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì),初步評(píng)判其建筑場(chǎng)地類別主要為Ⅱ~Ⅲ類。
由第四系厚度等值線圖可見,從瑯岐島的丘陵區(qū)至殘坡積區(qū)、沖淤積平原區(qū)第四系厚度逐漸加厚,島嶼中部丘陵區(qū)第四系一般小于3m或基巖裸露,基底面由丘陵區(qū)向水域傾斜,第四系厚度在島嶼外圍最厚。即從瑯岐島中部丘陵區(qū)至東、南、西部,第四系厚度逐漸加深,鉆孔揭示第四系厚度最大達(dá)79.5m。其中,南部地區(qū)等值線較為密集,第四系厚度變化較快。
3? 結(jié)語
本次通過收集、整理和分析瑯岐島的地形地貌、工程地質(zhì)等相關(guān)資料,并進(jìn)行了場(chǎng)地工程地質(zhì)條件現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、鉆探及原位測(cè)試等勘測(cè),以及場(chǎng)地巖土力學(xué)性能測(cè)定,編制了小區(qū)劃場(chǎng)地第四系厚度等值線圖、工程地質(zhì)分區(qū)圖,得到了如下成果:①福州市瑯岐島為閩江口沖積島嶼,總體屬為丘陵與沖海積平原交錯(cuò)地貌,地勢(shì)大致中間高,四周低。島嶼中部為丘陵,海拔高程在75~275m間,山體部分地區(qū)基巖裸露;島嶼四周主要為沖海積平原地貌,高程約3~10m,地形大體較為平坦。②鉆孔揭示深度范圍內(nèi),小區(qū)劃場(chǎng)地巖土層主要有:人工填土,第四紀(jì)沖淤積成因的淤質(zhì)土、粘性土、砂礫、卵石等,少量鉆孔見有殘坡積成因的殘積砂質(zhì)粘性土,基巖為花崗巖和凝灰?guī)r。③小區(qū)劃場(chǎng)地劃分為三個(gè)工程地質(zhì)單元(區(qū)),為丘陵區(qū)、殘坡積區(qū)和沖淤積平原區(qū),其中,沖淤積平原區(qū)面積最大,主要分布島內(nèi)四周;丘陵區(qū)面積次之;殘坡積區(qū)最小。
注釋:
①省道201瑯岐閩江大橋及連接線工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告.福建地震地質(zhì)工程勘察院,2010。
②福州繞城高速公路東南段長(zhǎng)門大橋工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告.福建地震地質(zhì)工程勘察院,2010。
③國(guó)道主干線福州繞城高速公路東南段及可門疏港連接線特大橋(東岱、鳳窩)、長(zhǎng)隧道(曹陽山、定安、鳳窩、南峰)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告.福建地震地質(zhì)工程勘察院,2010。
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