淺談南寧地區(qū)半成巖工程性質(zhì)

淺談南寧地區(qū)半成巖工程性質(zhì)摘要：半成巖即為尚未成巖，在南亍地區(qū)有較為普遍的分布，其狀態(tài)呈硬塑、堅硬、半巖半上狀，其與殘積層、全風化層有比較明顯的區(qū)別，從地質(zhì)歷史演變進程來看，殘積層與全風化層是基巖風化后產(chǎn)物，處于“從巖變上〃的過程，而半成巖為沉積物正在成巖，處于“由土變巖〃的過程，所以其具有特有的一些特性，現(xiàn)結(jié)合南宇市軌道交通3號線、4號線勘察經(jīng)驗，淺談自己對南亍盆地新近系半成巖的一些認識。關(guān)鍵詞：半成巖；硬塑；殘積層1區(qū)域狀況1.2自然地理南宇市是廣西壯族自治區(qū)的首府，位于廣西南部，地處亞熱帶，北回歸線以南，介于北緯22°13r~23°32\東經(jīng)107。4亍?108。5〃之間，坐落在南宇盆地中部邕江兩岸，南F市地形是以邕江廣大河谷為中心的盆地形態(tài)。這個盆地向東開口，南、北、西三面均為山地圉繞，北為高峰嶺低山，即大明山龍頭峰（古稱昆侖山）直系山脈，南有七坡高丘陵，西有鳳凰山（西大明山東部山地）。形成了西起鳳凰山，東至青秀山的長形河谷盆地。盆地中央成為各河流集中地點，右江從西北來，左江從西南來，良鳳江從南來，心壞江從北來，組成向心水系。盆地的中部，即左、右江匯口處，南北兩邊丘陵幕近河岸，形成一天然的界線，把長形河谷、盆地分割成兩個小盆地，一是以南宇市區(qū)為中心的邕江河谷盆地；二是以壇洛鎮(zhèn)為中心的侵蝕一一溶蝕盆地。13地形地貌南宇市共分為4個地貌單元，分別為：：［區(qū)邕江階地區(qū)，II區(qū)侵蝕、剝蝕丘陵區(qū)，in區(qū)溶蝕殘丘谷區(qū)，iv區(qū)構(gòu)造侵蝕低山丘陵區(qū)；其中新近系半成巖主要分布于I區(qū)邕江階地區(qū)，根據(jù)高程的不同，共分I?VI級階地。2地層分布及特征2.1地層成因第三系地層在南宇盆地廣泛分布，根據(jù)成因和年代不同分為古近系（下第三系）和新近系（上第三系），其中古近系地層主要為一套陸源沉積碎屑巖；新近系地層其巖性主要為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖以及煤層，煤層呈透鏡體狀不規(guī)則分布于泥巖、泥質(zhì)粉砂巖中；其中泥巖、泥質(zhì)粉砂巖中可見大量生物碎屑，主要為帶殼類的古生物，為一套湖相沉積的碎屑巖，而炭質(zhì)泥巖含大量有機質(zhì)，為封閉還原環(huán)境下形成；可推測晚第三紀時期，山于構(gòu)造運動頻繁，沉積環(huán)境山湖盆相轉(zhuǎn)為河流沼澤相，乂山河流沼澤相轉(zhuǎn)為湖盆相，如此反復的結(jié)果，形成了多而薄的煤層。2.2接觸關(guān)系新近系地層主要分布在南宇盆地I區(qū)邕江階地區(qū)，其上主要與邕江高階地含粘性上圓礫層、低階地圓礫層接觸，該層石英含量較高，約為30%?35%,該層為含水層，半成巖為該含水層底部的隔水層，該層中的鐵猛質(zhì)礦物在地下水流帶動下，在含水層底部富集，久而久之形成了鐵鎰質(zhì)結(jié)核，層厚一般5?20cm,單軸抗壓強度可達83MPa，該結(jié)核隨機分布于圓礫層中、圓礫層底部其至半成巖中。新近系半成巖底部為古近系碎屑巖，呈不整合接觸，在古近系晚期沉積時，沉積盆地底部不平整，凹面排水不暢，最終在不整合接觸部位形成軟弱夾層。3工程地質(zhì)與水文地質(zhì)特征新近系地層固結(jié)成巖的程度低。砂巖和泥巖是該巖石的兩種極端，按其物質(zhì)構(gòu)成來細分還可分成為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖，它們以互層狀、透鏡體狀分布，粉砂巖分布呈〃雞窩狀〃或〃準透鏡狀〃沉積迭合。砂巖中以粉砂質(zhì)為主，但間或有較純凈的中砂，其至很純凈的石英砂。這套巖層間或出現(xiàn)煤屑、煤層及薄的鐵猛富集層，其至是十分堅硬的鐵猛“鍋巴〃層。半成巖山地表至下通常呈碩塑、堅碩、半巖半上的漸變過程，在勘察過程過為了加以區(qū)分其工程性能的差別，通常以硬塑（標準貫入試驗擊數(shù)小于30擊）、堅硬（標準貫入試驗擊數(shù)小于50擊）、半巖半上（標準貫入試驗擊數(shù)大于50擊）加以分層，當該層與上部與圓礫層接觸時，山于圓礫層中地下水活動的影響，其接觸部分往往呈硬可塑狀態(tài)，其影響深度一般為0.5?1.5mo3.1可溶性新近系地層為一套半成巖的湖相沉積的碎屑巖，其含大量的生物碎屑，主要為晚第三系時期的帶殼類生物，局部呈鈣質(zhì)泥巖，滴鹽酸起泡，反應劇烈，從巖性上具可溶巖特性，但該套地層沉積歷史時期短，其接受地下水侵蝕時間短，且半成巖中節(jié)理裂隙不發(fā)育，地下水較穩(wěn)定，活動性差，尚未發(fā)現(xiàn)該套地層中有巖溶發(fā)育。3.2膨脹性新近系半成巖中的泥巖，粘土礦物含量高，顆粒細膩，有滑感。在自然條件下呈堅碩或硬塑狀態(tài)具膨脹性，常見光滑面和擦痕，根據(jù)廣西膨脹土地區(qū)建筑勘察設計施工技術(shù)規(guī)程，該層屬A1亞類。3.3地下水半成巖中的水屬碎屑巖類孔隙裂隙水，含水層主要為泥質(zhì)粉砂巖層，半成巖中節(jié)理裂隙發(fā)育少，所以主要以泥質(zhì)粉砂巖中的孔隙水為主，該層分布無規(guī)律性，導致該層中地下水分布負責，在厚層泥質(zhì)粉砂巖中，具較穩(wěn)定的水位，具潛水特性，當與泥巖互層其至為透鏡體狀時，地下水具微承壓性，總之，該層中地下水的特性與該層分布具密切關(guān)系。4工程地質(zhì)評價該層半成巖具膨脹性，當暴漏在空氣中時，容易失水干裂或者吸水產(chǎn)生膨脹力，導致邊坡失穩(wěn)或建筑物開裂，根據(jù)南宇地區(qū)經(jīng)驗，膨脹土地基上未設防治措施的低層砌體結(jié)構(gòu)建筑物墻體常發(fā)生開裂，裂縫均隨氣候變化而變化，低層較多層嚴重。根據(jù)廣西膨脹土地區(qū)建筑勘察設計?施工技術(shù)規(guī)程，結(jié)合南宇市軌道交通3、4號線勘察結(jié)果，該層一般具中等?強漲縮性，大氣影響急劇層深度為2.7?3.6m,大氣影響深度為8m。天然地基評價：當建筑物以該層作為天然基礎(chǔ)，需考慮地基上的漲縮變形量，計算方法參考廣西膨脹土地區(qū)建筑勘察設計施工技術(shù)規(guī)程：1）當?shù)鼗蠈拥奶烊缓啃∮诳s限含水量時，或地面有覆蓋且無蒸發(fā)可能時，以及建筑物在使用期間，經(jīng)常有水浸濕的地基，可按膨脹變形量計算；邊坡工程評價：邊坡工程中往往需要進行削坡，會導致該層直接暴露在空氣中，暴曬后，失水干縮，產(chǎn)生裂縫，裂縫往往垂直于坡向，在施工過程中，應及時采取支護措施，對該巖土體采取〃噴錨〃等措施進行封閉，驗算巖土體穩(wěn)定性時可視為均質(zhì)上體，考慮半成巖內(nèi)含水量變化的影響，采圓弧法進行驗算，C、值的選取可采用室內(nèi)重復剪或飽和狀態(tài)下不固結(jié)不排水三軸剪切試驗求得，安全系數(shù)取1.3o地鐵盾構(gòu)穿越評價：半成巖中粘粒含量高，盾構(gòu)時易粘刀盤，結(jié)泥餅，且勘察期間，新近系半成巖中局部夾有〃氧化鐵殼化可能會磨損刀盤。聯(lián)絡通道開挖時，圍巖有一定的臨時自穩(wěn)性，可采用管棚+小導管超前支護后，短距離邊開挖邊錨噴襯砌的礦山法暗挖法，暗挖施工時應嚴格遵循〃管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤測量、早成環(huán)、環(huán)套環(huán)〃的施工原則進行開挖支護，控制地層下沉量。5結(jié)論新近系半成巖為一套湖相沉積的碎屑巖，含生物碎屑，成巖程度較淺，一般呈硬塑半巖半上狀，該層地下水活動性不強，地下水一般賦存于泥質(zhì)粉砂巖中，地下水性質(zhì)與泥質(zhì)粉砂巖的分布密切相關(guān)。山于其同時具巖、上的特性，所以勘察過程中室內(nèi)試驗同時要做巖石和土工試驗；半成巖中的泥巖粘粒含量高，具膨脹性，對工程建筑影