Evaluación Regional de Geología de Ingeniería Ambiental
El delta del río Amarillo se desarrolló sobre una unidad estructural negativa secundaria en la depresión de Jiyang, donde la estructura del basamento está muy fragmentada. Debido a que la parte noreste del área está ubicada en la intersección de la zona sísmica noroeste de Yanshan-Bohai y la parte noreste de la zona sísmica de la falla Yimo, los terremotos tectónicos relacionados con movimientos neotectónicos son extremadamente activos. Según los resultados de las mediciones de la deformación moderna de Dongying-Kenli, Chenjiazhuang-Hekou y Niuzhuang-Xintiaokou, dos vías A trazadas por la Oficina Sismológica Provincial de Shandong en junio de 1985, la falla Chengzikou, la falla Gubei, la falla Chennan y la falla Shengbei. La falla de Dongying y la falla de Dongying tienen actividades modernas, lo que indica que la estabilidad regional de esta área es pobre. La actividad de fallas en esta área desde el Cenozoico tiene las características de actividad de pulsación heredada. Especialmente para el Pila No. 5, el área desde el oeste del pilote hasta el puerto está ubicada en la intersección y compuesto de las dos zonas sísmicas de fallas activas mencionadas anteriormente. El asentamiento de fallas ha sido el más grande desde el Cenozoico. terremotos de magnitud 7-7,5 en la historia, y la estabilidad regional es pobre. Según la predicción del terremoto anterior, la intensidad del impacto generalmente es superior al grado ⅶ, y el área alrededor del pilote No. 5 es de ⅷ grado. Según los códigos de construcción chinos, todos los edificios deben ser fortificados y reforzados para garantizar la seguridad.
La arena saturada y el limo saturado de esta zona tienen condiciones macroscópicas para la licuefacción. En los terremotos históricos se han producido fenómenos como rociado de agua, chorro de arena y agrietamiento del suelo. El grado de licuefacción se ve afectado por los siguientes factores: características de las partículas, densidad, permeabilidad, estructura, estado de compactación, capa de suelo suprayacente, profundidad del nivel freático, condiciones de drenaje, historial de estrés, intensidad y duración del terremoto, etc.
Debido a que el cuerpo geológico del delta del río Amarillo está compuesto principalmente de limo de alta porosidad, la tasa de acumulación es rápida durante el período de formación y el contenido de agua en el cuerpo geológico es alto. Con el tiempo, el agua de los poros es exprimida gradualmente por los sedimentos suprayacentes, lo que provoca la compresión del cuerpo geológico y el hundimiento del suelo. Según mediciones reales en el área del puerto de Yellow River durante 1988, la tasa de asentamiento por compactación en esta área puede alcanzar los 6 cm/a. Por lo tanto, el aumento relativo del nivel del mar causado por el hundimiento de la tierra agrava aún más la erosión costera.
Además, las actividades humanas en las últimas décadas han exacerbado el desarrollo de hundimientos del suelo en la zona, como la compresión del suelo causada por una capacidad de carga insuficiente de los cimientos de los edificios, y la compresión de acuíferos y embalses causada por la extracción de agua subterránea, petróleo y salmuera.
Se puede ver que hay muchos problemas geológicos de ingeniería ambiental en el delta del río Amarillo. Esta sección llevará a cabo un estudio en profundidad de los cambios regionales en los tipos geológicos de ingeniería, las propiedades físicas y mecánicas y las propiedades geológicas de ingeniería de la capa de suelo de 25 m debajo de la superficie que afectan directamente el desarrollo económico y la planificación de la ciudad de Dongying.
4.3.2 Clasificación geológica de ingeniería y características geológicas de ingeniería del suelo
La llanura del delta del río Amarillo está al norte del río Xiaoqing y la llanura aluvial del piedemonte está al sur de Xiaoqing Río. El lecho de roca está enterrado varios cientos de metros más abajo y la capa superficial está formada por sedimentos cuaternarios sueltos. En vista de las características de que la capa de soporte de los edificios industriales y civiles en general es generalmente de más de 15 m, y la de los edificios generales de media y gran altura es generalmente de más de 25 m, el siguiente análisis y estudio solo se centra en la capa de 0-25 m. capa de suelo (Figura 4-6).
Figura 4-6 Diagrama esquemático de los tipos de capa superficial del suelo
1. Litología del suelo y características estructurales
(1) Clasificación de la litología del suelo
Los estratos dentro del rango de profundidad de 0 ~ 25 m en el área son en su mayoría estratos del Holoceno Cuaternario. Su entorno de depósito se vio afectado por el río Amarillo y el océano, formando estratos dominados por partículas finas. El limo es la litología más extendida, seguida de la arcilla limosa, la arena limosa y la arcilla y localmente la arena fina. Sus principales características litológicas se muestran en la Tabla 4-6.
Tabla 4-6 Clasificación litológica y características principales de los estratos de 0 ~ 25 m en el Delta del Río Amarillo
(2) Características estructurales del suelo
No existe estructura de suelo única en esta área La estructura de capas es principalmente una estructura de múltiples capas (la estructura de múltiples capas se refiere a tres o más capas dentro de una cierta profundidad), que también está determinada por el entorno de depósito del área. Esta zona limita con el mar de Bohai y es el punto más bajo del río. Los ríos fluyen con frecuencia, las características de los relieves antiguos cambian repetidamente y las características hidrodinámicas que transportan sedimentos también cambian. Por lo tanto, en esta zona generalmente no existen depósitos litológicos monocapa extremadamente gruesos.
2. Características geológicas de la ingeniería de suelos
(1) Características geológicas de la ingeniería de suelos en la zona de la llanura aluvial del piedemonte.
Los sedimentos a 25 m bajo tierra en esta área son depósitos aluviales del Sistema Holoceno del Sistema Cuaternario, y la litología es principalmente arcilla limosa y limo terrosa a gris amarillenta. En los antiguos canales de los ríos se distribuyen limos y arenas finas, y en la fase del lago se depositan muy pocos limos y suelos limosos de color negro grisáceo. La capa de suelo tiene buenas propiedades físicas y mecánicas y una alta capacidad de carga.
(2) Ingeniería de las características geológicas del antiguo suelo del delta del río Amarillo. Los sedimentos a 25 m bajo tierra en esta zona son sedimentos aluviales, marinos y lacustres del Holoceno Cuaternario (). La parte superior es principalmente limo caqui y arcilla limosa, y el limo se distribuye en antiguos canales fluviales. La parte media es principalmente arcilla limosa fangosa de color gris negruzco; la parte inferior es principalmente limo y limo de color caqui; Las propiedades físicas y mecánicas de la capa de suelo varían mucho en las direcciones horizontal y vertical, y hay pequeñas manchas de suelo blando y suelo altamente salino en áreas locales.
(3) Ingeniería de las características geológicas del suelo en la zona moderna de la llanura del delta del río Amarillo.
Los 25 m bajo tierra en esta área son sedimentos marinos aluviales del Holoceno Cuaternario (), y la parte superior es principalmente limo y arcilla limosa de color caqui a amarillo grisáceo. La parte media es arcilla limosa de color negro grisáceo o suelo limoso con olor a pescado; las propiedades físicas y mecánicas de la capa inferior de limo gris claro varían mucho en las direcciones horizontal y vertical. El suelo blando tiene una gran área de distribución y el suelo salino es escamoso, que es un suelo salino débil-moderado.
3. Las reglas cambiantes de los indicadores físicos y mecánicos de la capa de suelo 0 ~ 25 m debajo de la superficie.
(1) Las propiedades físicas y mecánicas del antiguo delta del río Amarillo son generalmente mejores que las del delta moderno del río Amarillo, precisamente porque el delta moderno del río Amarillo formó tierra más tarde que el antiguo delta del río Amarillo. y su grado de consolidación del peso propio es peor que el primero.
(2) Ya sea el antiguo delta del río Amarillo o el moderno delta del río Amarillo, los indicadores físicos y mecánicos de varias capas litológicas del suelo muestran un patrón obvio, es decir, los indicadores físicos y mecánicos de la La capa de suelo aumenta desde la capa superficial hacia abajo. La profundidad aumenta de buena a mala y a excelente. El rango de diferencia de profundidad general es de 5 ~ 10 my 10 ~ 15 m. Este patrón de cambio también es consistente con el ambiente de depósito del área. La sección profunda con malas propiedades mecánicas son los estratos aluviales y lacustres depositados antes de que el río Amarillo fuera desviado en 1855.
4.3.3 Capacidad portante de cimientos naturales, licuefacción de arena saturada, suelo blando y suelo salino
1. Capacidad portante de cimientos naturales
Área del delta del río Amarillo. La capacidad de carga de los cimientos varía mucho en diferentes lugares y capas del suelo, desde menos de 80 kPa hasta más de 300 kPa. La capacidad de carga de una base natural se refiere a la capacidad de carga de la primera o segunda capa de suelo de base cuando se ve desde la superficie (cuando el espesor de la primera capa es inferior a 3 m y la capacidad de carga de la segunda capa de suelo de base es mayor). que la primera capa, tome los datos de capacidad de carga de la segunda capa). La capacidad de carga de los cimientos naturales en el área se puede dividir en cuatro niveles (Tabla 4-7), y su distribución y patrones de cambio están estrechamente relacionados con las unidades geomorfológicas (Figura 4-7).
(1) Distribución de áreas de baja capacidad de carga (FK < 80 kPa)
①Distribuidas en franjas en el área moderna de geología de ingeniería del delta del río Amarillo. Como el suroeste del municipio de Hutan en el condado de Lijin, el sur de la ciudad de Yihe en el distrito de Hekou, el antiguo embalse del río en el sureste de Hekou, el norte de la granja Bohai y el norte del moderno estuario del río Amarillo. , las áreas mencionadas en su mayoría desembarcaron después de 1855 y están ubicadas en tierras bajas costeras o depresiones con malas condiciones de drenaje y baja consolidación de peso propio.
Tabla 4-7 Características de zonificación de la capacidad de carga de cimientos naturales
②Distribuido en áreas pequeñas en la antigua zona de la llanura del delta del río Amarillo. Como la parte sur del municipio de Shengli en el distrito de Dongying y la parte sur del municipio de Wangzhuang en el condado de Lijin.
(2) Distribución de zonas de baja capacidad portante (80 ≤ fk < 100 kpa)
①Distribuidas a lo largo del litoral con anchuras variables.
② Distribuida a lo largo de los bordes, frentes y depresiones de la zona principal de inundación del río Amarillo. Como el municipio de Dazhao del condado de Lijin, el distrito de Hutan-Luozhen-Hekou, el municipio de Jixian-Campo general de granja de Bohai, el embalse norte de Gubei, el municipio de Liuqian del condado de Lijin-el distrito de Xicheng Dongying, el municipio de Longju del distrito de Dongying-el municipio de Xifan.
(3) Distribución de áreas de capacidad de carga media (100 ≤ fk < 120 kpa)
① Distribuidas en la parte superior del ventilador de brecha y el área de pendiente suave. Como la dinastía Song del Sur, la dinastía Song del Norte, el condado de Lijin Mingji, el municipio de Longju, el municipio de Youguo, la ciudad de Liuhu, el municipio de Dingzhuang del condado de Guangrao y el municipio de Shengtuo del distrito de Dongying, el municipio de Gaogai.
②Distribuido cerca del vértice del moderno delta del río Amarillo. Como el municipio de Ninghai-municipio de Tinghe, el municipio de Ninghai-municipio de Fuwo.
③Distribuido en el norte y este del moderno delta del río Amarillo. Por ejemplo, Xinhu en el distrito de Hekou-municipio de Diaokou, embalse de Gudong-Pila No. 5, municipio de Jianlin-embalse de Gudong en el condado de Kenli, municipio de Jianlin-Song Qian.
(4) Distribución de zonas con mayor capacidad portante (FK > 120 kPa)
①Distribuido en la parte sur del antiguo Delta del Río Amarillo. Como el área de Niuzhuang-Chenguan-Xiaoqinghe.
② Distribuida en la llanura aluvial del piedemonte al sur del río Xiaoqing.
③Dispersos en zonas más altas de la llanura del delta del río Amarillo en los tiempos modernos.
2. Licuefacción de arena saturada
La licuefacción de arena se refiere a arena saturada suelta debajo del nivel freático, que a menudo se vuelve más densa después de ser sacudida. Todos los poros de la arena saturada están llenos de agua, por lo que este efecto de estanqueidad provocará un aumento repentino en la presión del agua de los poros y, dentro de un corto período de tiempo después de un terremoto, el aumento repentino de la presión del agua de los poros no se disipará y disminuirá. La presión originalmente transmitida por los granos de arena a través de sus puntos de contacto (presión efectiva). Cuando la presión efectiva desaparece por completo, la capa de arena perderá por completo su resistencia al corte y capacidad de carga y pasará a un estado líquido, lo que comúnmente se denomina licuefacción de arena.
La arena saturada y el limo saturado de esta zona tienen condiciones macroscópicas para la licuefacción. Los terremotos históricos incluyen salpicaduras de agua, chorros de arena y grietas en el suelo. El grado de licuefacción se ve afectado por los siguientes factores: características de las partículas, densidad, permeabilidad, estructura, estado de compactación, capa de suelo suprayacente, profundidad del nivel freático, condiciones de drenaje, historial de estrés, intensidad y duración del terremoto, etc.
El juicio de licuefacción se basa en las propiedades físicas y mecánicas del suelo y otras condiciones geológicas de ingeniería para determinar la posibilidad de licuefacción del suelo durante un terremoto. La norma nacional "Código para el diseño sísmico de cimientos de edificios" (GBJ11-89) estipula el método de discriminación por licuefacción de arena saturada y limo saturado. Al juzgar la licuefacción de arena saturada y limo saturado en el área, el valor crítico de licuefacción y el índice de licuefacción se calculan con base en el juicio macroscópico del potencial de licuefacción y los datos de prueba in situ: prueba de penetración estándar. La clasificación de los niveles de licuefacción de cimentaciones según el índice de licuefacción se muestra en la Tabla 4-8. El patrón de distribución de arena licuada en esta área se muestra en la Figura 4-8.
(1) Área de licuefacción severa
① Distribuida en los tramos medio y superior del cinturón de corriente de inundación del río Amarillo en el vértice del moderno delta del río Amarillo, extendiéndose en una zona norte- dirección sur, distribuida principalmente en el área de la ciudad de Chenzhuang-municipio de Liuhe, municipio de Hutan-ciudad de Yihe.
Figura 4-7 Diagrama esquemático de la zonificación de la capacidad de carga de cimientos naturales
Tabla 4-8 Tabla de grados de licuefacción de cimientos
② Dispersos en cinturones de ríos abandonados y abanicos de brechas , de la siguiente manera: la línea del embalse del municipio de Yongan-Guangbei en el distrito de Dongying se distribuye en franjas, que es un cinturón fluvial abandonado, el municipio de Dianzi-el municipio de Liu Qian en el condado de Lijin se distribuye en forma de hoja, que es la parte media del abanico de grietas; cerca del municipio de Shikou en el distrito de Dongying, Liu Hu en el distrito de Dongying Al oeste de la ciudad, al noreste del municipio de Xinhu, distrito de Hekou.
El limo saturado y el limo saturado en esta área tienen partículas uniformes, bajo contenido de arcilla, gran espesor de deposición, edad de formación joven, mala consolidación y son más susceptibles a la licuefacción.
(2) Área de licuefacción moderada
①Distribuida en el abanico de grietas más grande y el área de pendiente del frente del abanico de grietas, en la parte oriental del condado de Lijin - municipio de Mingji - Dazhao Municipio, distrito de Dongying Municipio de Shengli-Municipio de Dongji-Municipio de Yuguo.
(2) Distribuido en el área de corriente principal de inundación del río Amarillo o su área de borde. Municipio de Ninghai-Condado de Kenli; Pueblo de Chenzhuang-Municipio de Fuwo; al este de Granja Bohai-Municipio de Jianlin-Municipio de Xin'an del embalse de Yihe;
(3) Hay parches dispersos en el área costera baja, No. 5 Pile y el área este; al noreste del muelle Diaokou, al norte del embalse de Gubei en el oeste y al norte de la ciudad de Xinhu; Esta área generalmente está ubicada en la periferia del área de licuefacción severa y en la parte superior del abanico de brecha o dispersa en un área pequeña a lo largo de la corriente principal del río Amarillo. Los limos saturados y los suelos limosos tienen un bajo contenido de arcilla y una consolidación deficiente, lo que los hace propensos a la licuefacción.
(3) Área de licuefacción leve
① Distribuida en las llanuras aluviales y los bordes de abanicos de grietas del antiguo delta del río Amarillo, específicamente de la siguiente manera: desde el municipio de Nan Song hasta el municipio de Northern Song en Lijin. Condado de Longju en el municipio del distrito de Dongying - Municipio de Chenguan - Municipio de Dingzhuang, condado de Guangrao.
② Distribuido en la zona principal de inundación del delta del río Amarillo moderno, no del río Amarillo, específicamente de la siguiente manera: municipio de Wangzhuang, municipio de Lijin-municipio de Shengtuo, municipio de Jixian, condado de Lijin, al este del condado de Kenli; Embalse Yihe del distrito de Hekou, municipio de Taiping.
El espesor de los limos y depósitos de limo en esta zona es pequeño, el contenido de arcilla es alto y el grado de licuefacción es ligero.
(4) Área de no licuefacción
①Distribuida en la llanura aluvial de piedemonte al sur del río Xiaoqing en el área de trabajo. El nivel del agua subterránea en esta área es profundo y el limo saturado y el limo debajo del nivel del agua son relativamente densos y difíciles de licuar.
② Distribuida en tierras bajas costeras a lo largo de la costa. A excepción de los depósitos de estuario y facies de bahía, los estratos de esta zona tienen alto contenido de arcilla o están dominados por arcilla, que no es fácil de licuar.
3. Suelo blando y suelo salino
(1) Suelo blando
El suelo blando generalmente se refiere a un alto contenido de agua natural, alta compresibilidad y baja capacidad de carga. Una especie de suelo arcilloso, desde plástico blando hasta plástico fluido. Como limo, suelo limoso y otros suelos arcillosos saturados altamente compresibles, limo, etc. El delta del río Amarillo está situado en la costa del mar de Bohai y tiene un entorno de deposición de suelo blando. Los datos de perforación también demuestran que el suelo blando en esta zona está distribuido en láminas.
①Estándares de clasificación de suelos blandos
En esta ocasión se utiliza el siguiente método para clasificar los suelos blandos: cuando se cumple una de las siguientes condiciones y el espesor es mayor a 0,50m, se Se determina que es suelo blando: valor estándar de capacidad de carga fk < 80 kPa número de golpe de martillo de penetración estándar n 63,5 ≤ 2; prueba de penetración estática resistencia de la cabeza del cono QC es inferior a 0,5 MPa estado de moldeo por flujo.
②Distribución espacial del suelo blando
El suelo blando se distribuye principalmente en las zonas costeras del noreste y en el área desde la desembocadura del río hasta el muelle Diaokou. Al oeste de los ríos Luozhen y Laohuang en el condado de Lijin, al este del municipio de Xiazhen en el condado de Kenli y a lo largo de la línea del municipio de Mingji en el condado de Lijin, el embalse de Guangnan se distribuye en láminas y discos discontinuos.
③Las causas y principales propiedades físicas y mecánicas del suelo blando.
Hay dos causas del suelo blando en esta zona: ① Sedimentación de la fase Niwan: a ambos lados del antiguo estuario, la capa de suelo dominada por partículas finas se ha saturado y el proceso de drenaje y consolidación es lento. , entonces el suelo Las propiedades mecánicas son muy pobres. El color es principalmente marrón grisáceo, en estado fluido-plástico, la calidad del suelo es relativamente buena y la litología es principalmente arcillosa limosa con finas capas de limo y arcilla. ② Sedimentos de lagos costeros: El color es principalmente gris-gris-negro, con alto contenido de materia orgánica, hedor y es suelo limoso o limoso.
Figura 4-8 Diagrama esquemático de la zonificación de licuación de suelos arenosos de cimentación
Tabla 4-9 Tabla estadística de los principales indicadores físicos y mecánicos de suelos blandos
Puede Como se puede ver en la Tabla 4-9, resulta que el suelo blando en esta área tiene las características de alto contenido de agua, gran proporción de huecos, alta compresibilidad y baja capacidad de carga. Se deforma mucho bajo carga, lo que es extremadamente perjudicial para los edificios. Por lo tanto, al planificar la construcción del proyecto, se deben evitar en la medida de lo posible las áreas con distribución de suelo blando. En edificios donde no se puede evitar el suelo blando, se debe prestar suficiente atención al suelo blando en esta área y se deben tomar ciertas medidas de tratamiento. Para edificios industriales y civiles en general, se puede utilizar el método de pilotes de pulverización de polvo. Para edificios pesados de gran altura, se deben utilizar cimientos profundos, como pilotes de tubos hundidos moldeados in situ, para evitar los efectos adversos del suelo blando (Figura). 4-9).
(2) Suelo salino
Cuando el contenido de sal soluble en el suelo es superior a 0,5 y el suelo tiene las características de expansión higroscópica, se denomina suelo salino. El suelo salino en esta área es suelo salino costero, la mayor parte del cual es suelo salino con cloro y parte es suelo salino con sulfato. El suelo salino se puede dividir en suelo débilmente salino (0,5 ~ 1), suelo medio salino (1 ~ 5), suelo fuertemente salino (5 ~ 8) y suelo súper salino (8). El suelo salino de la zona se divide en débilmente salino. El suelo salino es dominante, con suelo moderadamente salino en algunas áreas (ver Figura 4-10).
4.3.4 Evaluación de la idoneidad de las cimentaciones de ingeniería
La idoneidad de las cimentaciones de ingeniería de los edificios se ve afectada por muchos factores. Para lograr el propósito de obtener resultados de evaluación concisos y claros y reflejar razonablemente el nivel de idoneidad de los edificios en el área, se seleccionó para la evaluación el método de agrupamiento experto (también conocido como método de puntuación total). El proceso de evaluación es el siguiente: primero, formule los factores de evaluación, califique cuantitativamente los factores de evaluación y proporcione las puntuaciones estándar para cada nivel. En segundo lugar, utilice el método del triángulo de Fuller para determinar el peso de cada factor de evaluación y luego calcule la suma; de las puntuaciones de un solo factor de cada punto de la encuesta. La puntuación total se divide luego en regiones según la puntuación total de cada punto. Los resultados de la evaluación final se muestran en las Tablas 4-10, 4-11, 4-12 y 4-13.
Figura 4-9 Diagrama esquemático de la distribución del suelo blando
Figura 4-10 Diagrama esquemático de la distribución del suelo salino-álcali
Tabla 4-10 Industria general y esquema de evaluación de idoneidad de cimientos de edificios civiles (profundidad de evaluación 10 m)
①En la fórmula del coeficiente de asentamiento: mi——el espesor de la capa de suelo I; Zi——la profundidad de enterramiento de la capa de suelo I——la natural; relación de vacíos I de la capa de suelo.
②Dⅰ——llanura aluvial del Piamonte; dⅱ——antigua llanura del delta del río Amarillo; dⅲ——moderna llanura del delta del río Amarillo.
Tabla 4-11 Instrucciones de zonificación para la evaluación de idoneidad de cimientos de edificios civiles e industriales en general
Tabla 4-12 Esquema de evaluación de idoneidad para cimientos de edificios pesados de gran altura (profundidad de evaluación 25 ~ 30 m )
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Tabla 4-13 Descripción de las particiones de evaluación de idoneidad de cimientos de edificios de gran altura
Las particiones de evaluación de idoneidad de cimientos de edificios generales y de edificios de gran altura se muestran en las Figuras 4-11 y 4-12.
Figura 4-11 Diagrama esquemático de la zonificación de evaluación de idoneidad de cimientos de edificios generales
Figura 4-12 Diagrama de zonificación de evaluación de idoneidad de cimientos de edificios de gran altura