郑州市岩土工程特征及对策研究
|
摘要
随着人类社会文明不断进步，城市已成为人类对环境干预及对地质体施加作用最强烈的场所之一，如何充分合理地利用城市有限的土地资源，协调人类工程活动与岩土工程环境之间的关系，减轻或避免不良岩土工程问题发生，已成为现今城市发展建设中亟待解决的问题。
近若千年来，尤其是改革开放以后，随着城市化进程的日益加快，郑州市也和全国其他大城市一样，开始大规模开发和利用地上和地下空间。近年来，郑州市20层以上的建筑比比皆是，高30层以上的建筑也不为少见。高层建筑大多是2～3层地下室，基坑深度多在10.0m以上。由于对该区岩土工程特征缺乏比较深入的分析研究，因此在城市规划布局、地基与基础设计以及如何充分利用地基土体和围岩的结构强度上都带有一定的盲目性和不合理性。为了更好地对郑州市区进行规划、管理，充分地、合理地利用城市有限的地面和地下空间，节省用于各项工程建设地基与基础投资，本文在吸收借鉴了前人的优秀的研究成果，综合分析郑州市近年来的大量岩土工程勘察资料和科研成果的基础上，对郑州市地形地貌、地质构造、岩土体类型及性质、地下水、不良地质现象等岩土工程条件进行了全面系统的分析研究。根据地形地貌、岩土体的类型及分布、地基土体的物理力学性质、地下水、不良地质现象等岩土工程地质条件和特征将郑州市区分为：地表破碎表层具湿陷性黄土的丘陵岗地(Ⅰ区)、地表波状起伏场地易平整的波状平原区(Ⅱ区)、地形较平坦有良好持力层的倾斜平原区(Ⅲ区)及地形平坦开阔的泛滥平原区(Ⅳ区)四个岩土工程区。各岩土工程区又根据其微地貌特征及表层土工程地质性质的差异分为不同的岩土工程亚区(即Ⅱ区分为表层具湿陷性的岩土工程亚区(Ⅱ_1区)和表层不具湿陷性的岩土工程亚区(Ⅱ_2区)；Ⅲ区分为局部易发生湿陷的岩土工程亚区(Ⅲ_1)和不具湿陷性的岩土工程亚区(Ⅲ_2)；Ⅳ区分为上部有厚层填土的岩土工程亚区(Ⅳ_1)和上部有软土分布且有过大的沉降的岩土工程亚区(Ⅳ_2)。
本文在上述岩土工程地质条件和岩土工程特征研究的基础上，编制了“郑州
市岩土工程分区图”，该图从平面上和空间上反映了郑州市区(含郊区)的地形地
貌条件、第四纪地质、水文地质结构、地层结构、岩性特征及其岩土工程性质等
方面特征，可作为郑州市城市总体规划及中远期规划的岩土工程地质之基础资料，
且能有效地、合理地指导郑州市的城市建设。
文中在研究郑州市区大量的岩土工程勘察资料基础上，根据区内土体特理力
学性质及固结程度对全区浅层土体(O一sm)的承载力特征值进行了综合确定和分
区，绘出了郑州市埋深1.0一2.5m地基土承载力特征值平面分区图和郑州市埋深
2.5一5.Om地基土承载力特征值平面分区图。同时根据城市各类建筑对地形坡度、地
基承载力、地层结构及岩性特征、地下水等岩土工程条件的要求，结合本区的岩
土工程条件，对建筑的适应性以及适宜采用的地基基础方案将郑州市区建筑场地
划分为良好场地、较好场地、中等场地及较差场地四类。并对各类场地对建筑的
适宜性及存在的主要岩土工程问题进行了评价，从而为郑州市各类建筑的规划、
设计和施工提供了比较详细的岩土工程基础资料。
文中最后根据郑州地区岩土工程条件的分析，对郑州市区在工程建设中己经
遇到或可能遇到的岩土工程问题如:场地稳定性问题、地基稳定性问题、黄土(黄
土状土)湿陷性问题、地面沉降问题、地面塌陷问题、过量开采地下水和地下水
污染问题及高层建筑物地基土适应性问题进行了全面系统的分析研究，并提出了
相应的岩土工程治理对策。
Based on the study of macro-geology, this paper expounds geotechnical properties, distribution and the features of geotechnical engineering in Zhengzhou. According to many aspects, such as topography and geomorphology, types and distribution of soils or rocks, geotechnical composition pattern and the features of each geomorphic unit zone, geotechnical properties and so on, Zhengzhou urban zone is classified into four geotechnical engineering zones. That's hilly country whose disrupted ground surface has damp and caving loess, vitruvian plain country whose vitruvian field of ground surface is easy to be leveled, oblique plain country which has leveler topography and good bearing layer, and overflowing plain features and differences of geotechnical engineering properties of foundation soil, each geotechnical engineering zone is also classified into different sub-zones of geotechnical engineering. And evaluation is given to geotechnical engineering condition, the suitable ability to buildings and the scheme of
foundation in each zone. According to the demands of each building in topography slope, bearing capacity of foundation and
groundwater level and so on, combining with the features of geotechnical engineering of this zone, the builder's field of Zhengzhou urban zone is classified into four types. That's fine field, better field, medium-sized field and worse field. At last, based on the analysis of getechnical engineering condition in Zhengzhou urban zone, analysis and proof is given to some problems of geotechnical engineering which have been already encountered or is likely to encounter in work construction, and prpopose corresponding governing countermeasures.
近若千年来，尤其是改革开放以后，随着城市化进程的日益加快，郑州市也和全国其他大城市一样，开始大规模开发和利用地上和地下空间。近年来，郑州市20层以上的建筑比比皆是，高30层以上的建筑也不为少见。高层建筑大多是2～3层地下室，基坑深度多在10.0m以上。由于对该区岩土工程特征缺乏比较深入的分析研究，因此在城市规划布局、地基与基础设计以及如何充分利用地基土体和围岩的结构强度上都带有一定的盲目性和不合理性。为了更好地对郑州市区进行规划、管理，充分地、合理地利用城市有限的地面和地下空间，节省用于各项工程建设地基与基础投资，本文在吸收借鉴了前人的优秀的研究成果，综合分析郑州市近年来的大量岩土工程勘察资料和科研成果的基础上，对郑州市地形地貌、地质构造、岩土体类型及性质、地下水、不良地质现象等岩土工程条件进行了全面系统的分析研究。根据地形地貌、岩土体的类型及分布、地基土体的物理力学性质、地下水、不良地质现象等岩土工程地质条件和特征将郑州市区分为：地表破碎表层具湿陷性黄土的丘陵岗地(Ⅰ区)、地表波状起伏场地易平整的波状平原区(Ⅱ区)、地形较平坦有良好持力层的倾斜平原区(Ⅲ区)及地形平坦开阔的泛滥平原区(Ⅳ区)四个岩土工程区。各岩土工程区又根据其微地貌特征及表层土工程地质性质的差异分为不同的岩土工程亚区(即Ⅱ区分为表层具湿陷性的岩土工程亚区(Ⅱ_1区)和表层不具湿陷性的岩土工程亚区(Ⅱ_2区)；Ⅲ区分为局部易发生湿陷的岩土工程亚区(Ⅲ_1)和不具湿陷性的岩土工程亚区(Ⅲ_2)；Ⅳ区分为上部有厚层填土的岩土工程亚区(Ⅳ_1)和上部有软土分布且有过大的沉降的岩土工程亚区(Ⅳ_2)。
本文在上述岩土工程地质条件和岩土工程特征研究的基础上，编制了“郑州
市岩土工程分区图”，该图从平面上和空间上反映了郑州市区(含郊区)的地形地
貌条件、第四纪地质、水文地质结构、地层结构、岩性特征及其岩土工程性质等
方面特征，可作为郑州市城市总体规划及中远期规划的岩土工程地质之基础资料，
且能有效地、合理地指导郑州市的城市建设。
文中在研究郑州市区大量的岩土工程勘察资料基础上，根据区内土体特理力
学性质及固结程度对全区浅层土体(O一sm)的承载力特征值进行了综合确定和分
区，绘出了郑州市埋深1.0一2.5m地基土承载力特征值平面分区图和郑州市埋深
2.5一5.Om地基土承载力特征值平面分区图。同时根据城市各类建筑对地形坡度、地
基承载力、地层结构及岩性特征、地下水等岩土工程条件的要求，结合本区的岩
土工程条件，对建筑的适应性以及适宜采用的地基基础方案将郑州市区建筑场地
划分为良好场地、较好场地、中等场地及较差场地四类。并对各类场地对建筑的
适宜性及存在的主要岩土工程问题进行了评价，从而为郑州市各类建筑的规划、
设计和施工提供了比较详细的岩土工程基础资料。
文中最后根据郑州地区岩土工程条件的分析，对郑州市区在工程建设中己经
遇到或可能遇到的岩土工程问题如:场地稳定性问题、地基稳定性问题、黄土(黄
土状土)湿陷性问题、地面沉降问题、地面塌陷问题、过量开采地下水和地下水
污染问题及高层建筑物地基土适应性问题进行了全面系统的分析研究，并提出了
相应的岩土工程治理对策。
Based on the study of macro-geology, this paper expounds geotechnical properties, distribution and the features of geotechnical engineering in Zhengzhou. According to many aspects, such as topography and geomorphology, types and distribution of soils or rocks, geotechnical composition pattern and the features of each geomorphic unit zone, geotechnical properties and so on, Zhengzhou urban zone is classified into four geotechnical engineering zones. That's hilly country whose disrupted ground surface has damp and caving loess, vitruvian plain country whose vitruvian field of ground surface is easy to be leveled, oblique plain country which has leveler topography and good bearing layer, and overflowing plain features and differences of geotechnical engineering properties of foundation soil, each geotechnical engineering zone is also classified into different sub-zones of geotechnical engineering. And evaluation is given to geotechnical engineering condition, the suitable ability to buildings and the scheme of
foundation in each zone. According to the demands of each building in topography slope, bearing capacity of foundation and
groundwater level and so on, combining with the features of geotechnical engineering of this zone, the builder's field of Zhengzhou urban zone is classified into four types. That's fine field, better field, medium-sized field and worse field. At last, based on the analysis of getechnical engineering condition in Zhengzhou urban zone, analysis and proof is given to some problems of geotechnical engineering which have been already encountered or is likely to encounter in work construction, and prpopose corresponding governing countermeasures.
引文
1．王国强。合肥市岩土体工程特征及地基划分。岩石力学与工程学报。1999
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。土工基础2003．1
3．徐扬青，刘立兵。岩土工程技术现状及其展望。地学探索。2003，14
4．河南省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。1984
5．郑州岩土工程勘察设计院。郑州万福花园高层住宅区岩土工程勘察报告。1999
6．郑州岩土工程勘察设计院。郑州卢氏实业有限公司卧龙公寓岩土工程勘察报告。2002
7．郑州岩土工程勘察设计院。郑州黄河摩托车有限公司厂区岩土工程勘察报告。1994
8．郑州岩土工程勘察设计院。河南数码大厦岩土工程勘察报告。2001
9．郑州岩土工程勘察设计院。中国人民解放军电子技术学院高层住宅楼岩土工程勘察报告。2002
10．豫中地质勘察公司。郑州市致美华庭场地岩土工程勘察报告。2001
11．郑州市规划勘测设计研究院。郑州江山大厦岩土工程勘察报告。1990
12．郑州核工业勘察院。五洲公寓岩土土工程勘察报告。1999
13．化工部郑州地质工程勘察院。金科苑小区场地岩土工程勘察报告。2001
14．河南省建筑勘察研究设计院。郑州市建委办公楼岩土工程勘察报告。1998
15．贾永刚等著。青岛城市工程地质。青岛：青岛海洋大学出版社。1995
16．常士骠等。工程地质手册(第三版)。北京：中国建筑工业出版社。1992
17．林宗元。岩土工程治理手册。沈阳：辽宁出版社。1993
18．张咸恭等。专门工程地质学。北京：地质出版社。1990
19．华南理工大学，东南大学，浙江大学，湖南大学编。地基及基础。北京：中国建筑工业出版社。1998
20．《地基处理手册》编写委员会。地基处理手册。北京：中国建筑工业出版社。1998
21．林宗元主编。岩土工程勘察设计手册。沈阳：辽宁科学技术出版式社。1996
22．中华人民共和国建设部。岩土工程勘察规范GB50007-2001。北京建筑工业出版社．2002
23．中华人民共和国建设部。建筑地基基础设计规范GB50007-2002。北京建筑工业出版社。2002
24．中国建筑科学研究院。建筑地基处理技术规范JGJ79-2002。北京建筑工业出版社。2002
25．中华人民共和国建设部。建筑抗震设计规范GB50011-2002。北京建筑工业出版社。2002
26．中国建筑科学研究院。建筑基坑技术规范JGJ120-99。北京建筑工业出版社。1999
27．中国建筑科学研究院。建筑桩基技术规程JGJ120-99。北京：建筑工业出版社。1995
28．机械工业部勘察研究院。高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-90。北京：中国建筑工业出版社。1991
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。土工基础2003．1
3．徐扬青，刘立兵。岩土工程技术现状及其展望。地学探索。2003，14
4．河南省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。1984
5．郑州岩土工程勘察设计院。郑州万福花园高层住宅区岩土工程勘察报告。1999
6．郑州岩土工程勘察设计院。郑州卢氏实业有限公司卧龙公寓岩土工程勘察报告。2002
7．郑州岩土工程勘察设计院。郑州黄河摩托车有限公司厂区岩土工程勘察报告。1994
8．郑州岩土工程勘察设计院。河南数码大厦岩土工程勘察报告。2001
9．郑州岩土工程勘察设计院。中国人民解放军电子技术学院高层住宅楼岩土工程勘察报告。2002
10．豫中地质勘察公司。郑州市致美华庭场地岩土工程勘察报告。2001
11．郑州市规划勘测设计研究院。郑州江山大厦岩土工程勘察报告。1990
12．郑州核工业勘察院。五洲公寓岩土土工程勘察报告。1999
13．化工部郑州地质工程勘察院。金科苑小区场地岩土工程勘察报告。2001
14．河南省建筑勘察研究设计院。郑州市建委办公楼岩土工程勘察报告。1998
15．贾永刚等著。青岛城市工程地质。青岛：青岛海洋大学出版社。1995
16．常士骠等。工程地质手册(第三版)。北京：中国建筑工业出版社。1992
17．林宗元。岩土工程治理手册。沈阳：辽宁出版社。1993
18．张咸恭等。专门工程地质学。北京：地质出版社。1990
19．华南理工大学，东南大学，浙江大学，湖南大学编。地基及基础。北京：中国建筑工业出版社。1998
20．《地基处理手册》编写委员会。地基处理手册。北京：中国建筑工业出版社。1998
21．林宗元主编。岩土工程勘察设计手册。沈阳：辽宁科学技术出版式社。1996
22．中华人民共和国建设部。岩土工程勘察规范GB50007-2001。北京建筑工业出版社．2002
23．中华人民共和国建设部。建筑地基基础设计规范GB50007-2002。北京建筑工业出版社。2002
24．中国建筑科学研究院。建筑地基处理技术规范JGJ79-2002。北京建筑工业出版社。2002
25．中华人民共和国建设部。建筑抗震设计规范GB50011-2002。北京建筑工业出版社。2002
26．中国建筑科学研究院。建筑基坑技术规范JGJ120-99。北京建筑工业出版社。1999
27．中国建筑科学研究院。建筑桩基技术规程JGJ120-99。北京：建筑工业出版社。1995
28．机械工业部勘察研究院。高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-90。北京：中国建筑工业出版社。1991