遇水易软化土层

Ⅰ 岩土类型和性质

岩土体是地质灾害的载体，地质灾害一般都是通过岩土体的变形破坏而表现出来的，是地质灾害成生的物质基础。

受地壳运动的控制，“兰—郑—长”工程地段分布有不同年代、成因、物质成份和结构的岩土体，类型复杂多样，工程地质性质各异，它们对地质灾害的形成、分布和活动起着主导作用。岩土体分布出露的特点是：山区、丘陵以岩体为主，而高原、盆地、平原则以土体为主；管线经过地段绝大多数是土体。下面分别就岩体和土体讨论其分布、类型、性质及对地质灾害成生的制约。

（一）岩体

岩体在管线工程地段主要分布于甘肃、陕西段的关山—陇山，山西段的中条山、霍山和太原东山，河南段的大交口镇—观音堂、义马—新安和大别山等地段，湖北、湖南段的大别山和江南丘陵地等地段，总长约300km，约占管线全长的10%。

参考国标《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的规定，先将岩体按坚硬程度分大类，再由岩石的成因类型、岩性和工程性质，将本管道工程沿线的岩体划分为4类7种（表4-1）。现作简要讨论。

1.坚硬岩类

按成因类型划分为岩浆岩、变质岩和沉积岩3种亚岩类。

岩浆岩类管线地段分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台。分别有加里东期、华力西期、燕山期侵位的，其中祁连山褶皱带三期皆有，岩性为花岗岩、石英闪长岩；秦岭—大别山褶皱带为燕山期花岗岩；扬子地台为加里东期和燕山期的花岗岩和花岗闪长岩。一般呈岩基和岩株状产出，整体块状构造，致密坚硬，物理力学性质均质，各向同性。应该说其工程性质优良，但在亚热带环境中化学风化强烈。地质灾害一般不甚发育，以小型崩塌为主。

变质岩类在管线地段的祁连山褶皱带、华北地台、秦岭—大别山褶皱带有分布。祁连山褶皱带主要出露于关山—陇山地段，为中元古界陇山群和前震旦系，主要岩性为大理岩、黑云母片麻岩、混合岩、结晶片岩。华北地台出露于山西支干线的中条山、霍山、太原东山，为太古界涑水群和太岳山群，岩性为混合岩化的黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、大理岩、磁铁石英岩、黑云变粒岩、角闪变粒岩等，岩性复杂，风化较强。秦岭—大别山褶皱带出露于大悟一带，为中上元古界红安群含磷的变粒岩、大理岩和石英片岩夹片麻岩，抗风化能力较弱。由于受片麻理、片理及节理的影响，使岩体的工程地质性质呈明显的各向异性和不均一性。地质灾害不甚发育，一般以小型崩滑为主。

表4-1 岩体类型汇总表

沉积岩类在丘陵、山区分布较广，在各大构造单元中皆有，其地质年代自中元古界至中生界早期几乎皆有，岩性复杂多样，主要有：中元古界熊耳群和汝阳群的安山玢岩、玄武岩、石英砂岩，新元古界洛峪群三教堂组的石英砂岩（以上均在河南境内）；上元古界长城系、震旦系的石英砂岩、白云岩、硅质岩、冰碛砾岩等；下古生界寒武系、奥陶系的中厚、厚层碳酸盐岩；上古生界泥盆系的砂岩和碳酸盐岩，石炭、二叠系的中厚、厚层状灰岩和中生界三叠系碳酸盐岩等（上古生界及中生界皆为扬子地台）。按岩性大类可划分为火山喷出沉积岩、碎屑岩和碳酸盐岩三大类。它们的共同特点是，层理构造发育且较厚，抗风化能力较强，但碳酸盐岩具溶蚀性，岩溶较发育，工程地质性质具各向异性。上述这几类岩性分布地段地质灾害一般不甚发育，有小型崩滑和岩溶塌陷（覆盖型岩溶地段）等地质灾害。

2.较硬岩

按成因类型可划分为变质岩和沉积岩两大亚类。

变质岩类分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台中，岩性主要是较软弱片岩和千枚岩、板岩。在祁连山褶皱带的管线地段，新元古界长城系变质细砂岩、千枚岩；秦岭—大别山褶皱带信阳群、商城群的云母石英片岩、绿色片岩、绢云石英片岩、浅变质凝灰质砂岩等：扬子地台中元古界冷家溪群和新元古界板溪群的板岩、千枚岩、变质凝灰岩、变质砂岩等。上述各类岩体的共同特点是：片理、千枚理、板理等结构面发育，地面风化较强烈，残坡积层厚度往往较大。岩体具明显的各向异性，力学强度相对较弱。崩塌、滑坡和泥石流等山地地质灾害较发育。

沉积岩类分布于华北地台和扬子地台中，华北地台岩性主要是上古生界和中生界粘土岩、铝土岩页岩、泥质粉砂岩、含煤层；扬子地台主要是泥盆系粉细砂岩、粘土岩、页岩、泥灰岩。它们层理发育、薄层状为主，遇水易软化、崩解，风化也较强烈。由上述岩体组成的丘陵山区，地质灾害较发育，主要有崩塌、滑坡、泥石流和采煤引起的地面塌陷和地裂缝灾害（在山西、河南境内较突出）。

3.软弱岩

这大类岩体主要是沉积岩类，较广泛分布于各大地构造单元中生代晚期和新生代陆相盆地中，地质年代为白垩系、古近系和新近系。由于固结压密程度低，岩体孔隙率高，强度小，变形大。岩性主要是河湖相的砂砾岩、砂岩和泥岩，夹淡水泥灰岩，含石膏、芒硝。岩石一般干单轴抗压强度小于30MPa，而新近系岩石成岩性更差，接近于土体，干单轴抗压强度不足于5MPa，属极软岩。这类岩石遇水易软化崩解，抗风化能力亦低。但这类岩体出露地段地形起伏小，地质灾害不发育，主要有膨胀性岩体的轻度胀缩变形灾害，还存在采空塌陷灾害。

4.软硬相间岩

这大类岩体主要也是沉积岩类，较广泛分布于华北地台和扬子地台的古生界和中生界地层中，一般是两种强度和刚性差异较大的岩性相互成层或间夹；古生界常见的是灰岩与页岩互层，砂岩与泥页岩互层，中生界常见的是砂岩与泥页岩互层。在外力作用下会发生层间错动和脱开，而在地下水等作用下更会泥化而形成泥化夹层，层面间强度降低而成为典型的软弱结构面。所以这类地层组合可以称之为“易滑地层组合”，较易产生滑坡。此外，软硬相间岩层差异风化显著，“上硬下软”组合的条件下，软岩易形成岩龛，崩塌也较普遍。

（二）土体

土体在管线地段广泛分布，约占全长的90%。按地质成因，可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土和风积土等；按粒度成份，可划分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。对一些具有特殊成份和结构、工程性质也特殊的土，则可单独划分为特殊土，本管线工程的特殊土有黄土类土、膨胀土、盐渍土和淤泥质土等。这里我们也参考国标《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的规定，将土体划分为碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土5大类（表4-2）。以下分别就一般土和特殊土作简要讨论。

1.一般土体

一般土体包括各种成因类型的碎石土、砂类土、粉土和粘性土。

（1）碎石土：

碎石土指的是土中粒径d＞2mm的颗粒质量超过总质量50%的土。根据规定，碎石土可再划分为砾质土、卵（碎）石土和漂（块）石土，它们的粒径分别＞2mm、20mm或200mm的质量，超过总质量50%。一般冲积成因的碎石土分选性和滚圆度较好，位于河床和河流阶地二元结构的下部，而其他成因的则较差。本工程各段情况是：甘肃段砾卵石占45%～70%，粒径一般 20～80mm，呈次圆—次棱角状，一般分布于冲洪和平原表层之下。陕西段分布于渭河及其各支流以及山前洪积扇。河流冲积成因者在河漫滩和河床地段，在渭河干流厚度可达20～40m，结构较均一；而洪积扇区则为大小混杂的砂卵石为主。山西段主要分布于汾河、龙凤河和潇河等山间河谷地段，以砂卵砾石为主，磨圆较好，级配良好。河南段主要分布在伊洛河、沙颍河等诸河流河谷区，以砂砾卵石为主。湖北—湖南段碎石土多分布于低山丘陵斜坡地带，多为残坡积成因，碎石成分随母岩而变化。一般碎石土较疏松，孔隙比大，渗透性强，地基承载力高。

表4-2 土体类型汇总表

（2）砂类土：

砂类土指的是土中粒径d＞2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,d＞0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土；根据颗粒级配还可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂，一般是冲洪积成因的。此类土在本工程的情况是：甘肃段分布于洪积平原表层土之下，主要由粉细砂、中细砂组成，松散—中密状态。陕西段分布于渭河及支流的漫滩、一级阶地和古河道中，以中细砂和粉细砂为主，常含少量砾石，除河漫滩地段外，砂层均埋藏于细粒土之下，厚度不均一，多呈透镜体状，孔隙度大，渗透性强，中粗砂是良好的地基持力层，而饱水粉细砂则易产生震动液化。山西段分布于黄河、汾河及其较大支流的河床、河漫滩和阶地，一般为砂砾石混合，厚度较大。也有在山前倾斜平原区前缘的洪积砂砾石，与细粒土组成多层结构。河南段分布除了与碎石土相同外，在沙颍河以南淮河平原各河流河漫滩和一级阶地前缘地带，表层之下为中细砂，稍密—中密状态，厚度不稳定。砂类土一般级配较好，渗透性较强，一般是良好的地基持力层，但在地震烈度≥Ⅶ区需关注饱和粉细砂的震动液化问题。

（3）粉土和粘性土：

粉土和粘性土也可称之为“细粒土”，前者是土中粒径d＞0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数Ⅰ_P≤10的土；而后者则Ⅰ_P＞10的土。这两类土大量广泛分布于郑州—长沙段洪冲积平原和丘陵地段。具各种成因类型。一般洪冲积成因的土体较密实，孔隙比小，含水量相对较少，透水性弱，强度高，地基承载力高。而丘陵地带的残坡积成因者往往与碎石土混杂，土体孔隙性大，透水性相对较强，在久雨或强降雨时，易产生坡积层崩滑。

2.特殊土

（1）黄土类土：

黄土类土是第四纪时期特殊的大陆松散沉积物，它在世界各地分布广而性质特殊。这类土在我国主要分布于西北、华北和东北地区，面积达60万km²以上，以北纬34°～45°之间最为发育，这些地区位于我国西北沙漠区的外围东部地区，具有大陆性干旱少雨气候的特点。黄土类土从早更新世（Q₁）开始堆积，经历了整个第四纪，直至现今还未结束。按地层时代及其基本特征，黄土类土可分为3类：老黄土、新黄土和新近堆积黄土（表4-3）。老黄土是Q₁、Q₂时期堆积的，分别称“午城黄土”和“离石黄土”，一般无湿陷性；新黄土一般是Q₃时期堆积的，称“马兰黄土”，也有Q₄早期的，具湿陷性，分布面积最广（约占60%）；新近堆积黄土一般是Q₄晚期堆积的，湿陷性不一。各地黄土类土总厚度不一，陕甘黄土高原地区最厚，可达100～200m，河谷地区一般只有数米至30m左右，且主要是新黄土。黄土类土的成因一直是争论的热点问题，但普遍的看法是，风积成因是主要的，也有冲积、洪积、坡积、冰水堆积等成因类型。颗粒成份以粉粒为主，富含碳酸钙，具大孔性，垂直节理发育，具湿陷性等特征者，称 “典型黄土”，而有些特征不明显者则称“黄土状土”。下面讨论一下本管线工程黄土类土的特性。

本管线工程的黄土类土分布于兰州—郑州段（含山西支干线）。不同地段黄土类土的粒度成份和结构有所不同，所以其物理力学指标和工程地质性质也有明显差异。下面我们以Q₃典型的湿陷性黄土为代表作分析。

首先是黄土的颗粒组成，将兰州、西安、太原、洛阳四地作比较（表4-4）。可以看出它们的差异，总趋势是：由西北往东南砂粒和粉粒含量愈来愈小，而粘粒含量则愈来愈大，而粉粒所占比例最大是一致的。所以有人将西部黄土称之为“砂黄土”，而东部为“粘黄土”。 黄土的颗粒组成对其湿陷性有一定影响，即砂粒含量愈多，湿陷性愈强，而粘性愈多则湿陷性愈弱。

表4-3 不同年代黄土的特征

表4-4 湿陷性黄土的颗粒组成单位：%

各地湿陷性黄土的基本物理力学性质指标列于表4-5中。

由西往东的总趋势是：土体的密度和天然含水率愈来愈大，液限和塑性指数也愈来愈大，孔隙比愈来愈小；而三项力学性质指标变化规律则不明显。而且可看出，陇西和陇东地区指标相近似，关中地区与汾河流域也比较接近，而豫西地区与前面的4个地区则又有明显差异。上述规律很重要，因为它与黄土的湿陷性相关的，即自西往东湿陷性逐渐变弱。

管线地段湿陷性黄土的湿陷系数（δ_s），经大量统计后汇总于表4-6中。从表中可看出，湿陷系数陇西地区最大，陇东地区次之，关中地区汾河流域再次之，而豫西则最小；而且高阶地的湿陷系数要大于低阶地。按有关规定，δ_s＞0.015时，该黄土为湿陷性土；δ_s为0.015～0.03时湿陷性轻微，δ_s为0.03～0.07时湿陷性中等；δ_s＞0.07时，湿陷性强烈。所以说，陇西和陇东地区黄土具中等—强烈湿陷性，关中地区和汾河流域黄土具中等湿陷性，而豫西地区黄土为轻微—中等湿陷性。

表4-5 各地湿陷性黄土基本物理力学性质指标

表4-6各地黄土湿陷系数（δ_s）统计表

湿陷性对黄土地区地质灾害的成生和活动关系密切，地基的湿陷变形破坏本身就是黄土地区特殊的地质灾害。此外由于黄土结构疏松，以及大孔性和垂直节理发育，潜蚀地质灾害也很普遍。由于黄土的湿陷和潜蚀特性，还可诱发崩塌、滑坡和泥石流灾害。

（2）膨胀土：

具有明显遇水膨胀和失水收缩的土称膨胀土。这类土在我国主要分布在南方山前丘陵、垅岗和二、三级阶地上，大多数是晚更新世及以前的残坡积、冲洪积和湖积物。从外表看，膨胀土一般呈红、黄、褐、灰白等不同颜色，具斑状结构，常含有铁锰质或钙质结核。土体常有网状开裂，有腊状光泽的挤压面，类似劈理。土层表面常出现各种纵横交错的裂隙或龟裂现象，这与失水土体强烈收缩有关。膨胀土的胀缩特性，主要是土中含有较多的粘粒，一般粘粒含量高达35%以上，而且这些粘粒大部分为亲水性很强的蒙脱石和伊利石等粘土矿物，膨胀收缩能力较强。天然状态下，膨胀土一般致密坚硬，天然含水率较小，所以土体常处于硬塑或坚硬状态，压缩性较低，强度较高；但在浸水膨胀后，强度明显降低，压缩性增大。膨胀土的这种胀缩特性，对工程建设会带来危害。按我国有关规定，凡自由膨胀率δ^ef大于40%者，即可定名为膨胀土，40%≤δ^ef＜65%为弱膨胀土，65%≤f＜90%为中等膨胀土，δ^ef≥90%为强膨胀土。

本管线工程的膨胀土主要分布于湖北境内的黄陂县周港、应城支线和五里桥—贺胜桥—横沟桥一带：在河南境内的平顶山、周口西、郾城—驻马店的沙汝河平原和确山—信阳北的低山丘陵也有零星分布。

湖北境内的膨胀土主要分布于高程30～45m的垅岗和岗间坳沟地带，自然地形坡度平缓。土体时代为更新世，颜色呈棕黄、褐黄、棕红色，土体平均自由膨胀率：周港一带下更新统82%（最大99%），应城支线中更新统62%（最大109%），五里桥—贺胜桥一横沟桥一带上更新统44%（最大72%）。土体胀缩性危害主要导致当地居民低层建筑墙体拉裂破坏，斜坡和水渠边坡坍滑。

河南境内的膨胀土分布于淮河平原边缘的平顶山东和确山—信阳北的低山丘陵，以及沙汝河平原之间的周口和郾城—驻马店地段。土体时代为中、晚更新世，颜色呈棕黄、灰绿、棕红色，干燥时呈硬塑状态，裂隙发育，含铁锰质和钙质结核，平均自由膨胀率43.5%。平顶山以膨胀破坏为主，而信阳多以收缩破坏为主，多发生在干旱季节。

（3）盐渍土：

土中易溶盐含量大于0.5%的土称为盐渍土。由于它发育于地表土层中，与道路、低层建筑等有关，主要是土的腐蚀作用以及盐胀和溶陷作用对工程建设的危害。盐渍土按地理分布可分为滨海盐渍土、冲积平原盐渍土和内陆盐渍土等类型。我国盐渍土主要分布在北方诸省区。盐渍土的形成及其所含盐的成分和数量与当地的地形地貌、气候条件、地下水的埋藏深度和矿化度、土壤性质和人类活动有关；它的厚度并不大，一般分布于地表以下1.5～4m范围内，且由地面至深部含盐量逐渐减少。盐渍土的形成一般是由于地下水埋深过浅（甚至出露地面），蒸发强烈而盐分在地表的聚积所致。

盐渍土的性质与所含盐分和含盐量有关。土中的盐类主要是氯盐、硫酸盐和碳酸盐三类，因此盐渍土也相应地划分为氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土（表4-7）。盐渍土中所含盐分及其数量对土的工程地质性质影响很大。由于土成分的改变，影响了土的结构，从而影响了塑性、透水性、膨胀性、压缩性、击实性等性质。

表4-7 盐渍土的分类

本管线工程的盐渍土主要分布于甘肃段通渭以西、陕西段华县—华阴地段和山西段的永济市东北伍姓湖区（K48～K54）及清徐张花营村—榆次西荣（K451～K464）地段。

甘肃段通渭以西地段河谷平原一级阶地潜水位埋深很浅，经测定，土壤中平均含盐量3.4%，最大可达8%～15%，属硫酸—氯型中—超盐渍土。

陕西段华县—华阴地段的盐渍土是由于黄河三门峡水库淤积和回水，引起潜水位壅高，使渭河南岸赤水河至方山河一级阶地中部成为浸没区，而导致土壤盐渍化。但近年来当地大量开采地下水，潜水位埋深增大，盐渍化已几近消失。

山西段永济伍姓湖区地势低洼（比周边低5～8m），表层土由粉质粘土和粉土组成，潜水位埋深0～3m，土中含盐量1.06%～1.18%，类型为硫酸—氯型，属中盐渍土。清除张花营村—榆次西地段地势较周边略低，表层土为粉土，潜水位埋深0.2～3m，土中含盐量0.44%～1.12%，类型为氯—硫酸盐型，属弱—中盐渍土。硫酸盐结晶膨胀以及腐蚀作用，对管道将有一定危害。

（4）淤泥质土：

淤泥质土是指在水流缓慢甚或静水环境中沉积，有微生物参与作用的条件下，含较多有机质，而疏松软弱的粘性土，它是近代在滨海、湖泊、沼泽、河弯、废河道等地区沉积的未经固结的一种特殊土。从外观看，这类土常呈灰、灰蓝、灰绿和灰黑等颜色，污染手指并有臭味。土中含有大量亲水性强的粘土矿物（蒙脱石和伊利石占多数），有机质含量较多（一般含量 5%～15%），天然孔隙比大于1，天然含水率大于液限。其结构形式常为蜂窝状或棉絮状，疏松多孔，压缩性很强，地基承载力很低。我国淤泥质土的地理分布基本上可分为两大类：一类是沿海沉积的，另一类是内陆和山区湖沼盆地沉积的。前者分布稳定而厚度大，后者常零星分布且厚度小。

本管线工程的淤泥质土主要分布于湖北—湖南段。管道经过长江等13条大中型河流的冲湖积平原低洼地段，有较大范围的淤泥质软土分布，有机质含量大于1.5%，岩性为淤泥、淤泥质粘土和淤泥质粉土，呈软塑—流塑状，天然含水率多大于35%，最高达133%，孔隙比1～2.02，最高达3.12，压缩系数一般大于0.5MPa^-1，最高可达3.68MPa^-1，凝聚力一般9.8～29.4k Pa，内摩擦角6°～15°，地基承载力，天然状态下一般为25～55k Pa，常导致建筑物过量沉降和不均匀沉降。很显然，这类土体对管沟开挖影响较大，常导致沟坡坍塌挤出而不易成形。此外，对场站地基稳定性也有影响。

Ⅱ 工程地质勘察重点和难点探究

（1）针对场地工程地质条件工作重点采取的措施
采用工程钻探、触探、原位测试（包括标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验等）等多种勘察方法有机结合，辅以必要的其它钻探方法，如井探、槽探方法，查明场地地层的分布规律，尤其是个别岩土层的埋深、厚度及空间分布规律，以及风化岩的风化程度等等，达到点、面结合，资料相互印证的目的。
针对软土等易扰动的特性和粘性土遇水易软化等特点，把野外观察、野外测试与室内试验结合起来，充分利用原状土十字板试验、静力触探试验等原位试验手段，综合评价场地岩土层的物理力学性质，特别是淤泥层、粘性土层的水理、物理、力学性质、尤其是排水固结特征。
通过抽水试验，准确测定场地水文地质参数。
（2）针对提供全面的设计参数，提出相关建议及注意事项等工作重点采取的措施
定性与定量分析相结合，对场地各岩土层的工程地质性质进行分析评价，应用统计数学分析方法，分析评价场地各岩土层岩土参数的空间变化规律，为本工程设计和施工提供准确的岩土工程设计参数。
（3）针对天然地基评价等工作重点采取的措施
通过标准贯入试验、地震安全性评价，对场地砂土液化作出评价，并根据场地土岩性及承载力大小评价场地土类型，划分场地类别，提供抗震设计参数。
通过钻探、原位测试、室内试验等综合手段，提供地基处理所需参数，避免差异沉降及地基变形问题。
（4）针对场地填土的分布、成分及密实程度以及工程性质的评价等工程难点采取的措施
根据填土性质采用钻探、动力触探、室内试验等手段综合勘察，填土的室内试验除一般物理力学性质试验外，着重密度、压缩性等项目，以查明填土密实度等工程性质。钻探时还应注意区分素填土与新近堆积粘性土的区别。用击实试验查明填土压实后的工程性质。
（5）针对确保勘察成果准确性采取的措施
我单位在历次工程地质勘察工作中，已形成一整套齐全完善的、能够适应各种不同类型的勘察任务的工作方法和经验，针对确保勘察成果准确性的问题，采取的主要措施为：发挥我单位技术优势，召集具有较高学术造诣、经验丰富的工程专家组成专家组，在勘察准备阶段指导勘察人员对前期已有勘察成果进行系统的分析，确定本次勘察任务的重点工作内容、必须采用的新技术和新工艺。在数据的分析整理阶段和相关结论的确定阶段，邀请专家组，主持专题讨论，进行技术把关，确保勘察结论的准确可靠。
（6）针对本项目测量工作重、难点主要对策和措施
建议建立E级GPS控制网作为本工程的首级平面控制网。
选派经验丰富，技术水平较高的人员组成测量作业组，并配置我单位技术先进、性能卓越的设备仪器用于本项目的测量。

Ⅲ 短时强降水为何容易致使地面坍塌

这是因为暴雨之后的地下水位又会快速下降，这时候就是反过来，地下空洞中气压降低，上面的土层被大气压力向下压，依然导致土层向下垮塌。

特别是在夏秋雨水集中的季节，如果发生长时间的强降雨，那么地下土壤中水分的流动和冲刷作用就会非常明显，土体流失现象加剧。同时，强降雨会加重对路基主体和地面表层土壤的冲蚀，形成地面雨水流动通道的加大和变形，可能会造成地下一定空间内土壤致密性下降甚至空洞的情况，在表层雨水积聚、土壤以及其他重物的共同压力作用下，形成路面突然塌陷的情况。

4、过度开采地下水，也与地面塌陷关联紧密

由于过度开采地下水会造成地下水位严重下降，出现的空隙很难在短期时间内得到恢复，进而使上覆地层重量只能作用在含水介质所构成的骨架上，支撑力不足，地面就会发生沉降或出现塌陷。

从上面可以看出，引发城镇内部路面塌陷的原因非常复杂，对于一些诱发的自然因素，我们当然很难从根本上加以抑制，但是可以通过人为的干预、补救以及预防措施，来最大限度地降低发生塌陷的风险。比如，我们可以提高道路规划的科学性、增强道路施工的规范性、增加地下管道铺设和管理的合理性、严格道路使用的分类管理和限制措施等等，来提升道路的安全性。

Ⅳ 抗震桩基使用范围

下列条件可以使用管桩
1）抗震设防烈度不大于7度地区的一般工业与民用建（构）筑物基础工程。当用于抗震设防烈度8度的地区时，仅适用于厚度较薄的中等及以下液化土场地、且结构高度不超过24m的多层建（构）筑物。
2）主要承受竖向受压的低承台桩基础。当用作承受竖向拉力、水平荷载为主的桩基工程时，应根据具体情况另行设计。
3）多层和结构高度不大于80m的高层建（构）筑物桩基础。
4）素填土、杂填土、淤泥质土、粉土、粘性土、稍密及中密的砂土等场地。
5）微腐蚀性、弱腐蚀性场地；特殊情况下，具有中等腐蚀性场地如需采用管桩基础，应根据地方经验，进行防腐蚀设计。
6）设计年限为50年及以下的管桩基础工程。

下列条件不宜采用管桩
1）桩端持力层以上覆盖层中含有不适宜作桩端持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层。
2）管桩难以贯入、岩面埋藏较浅且倾斜度较大的场地。
3）桩端持力层以上覆盖有较厚的软土层（如淤泥、淤泥质土、欠固结土、松散填土等）；或有效桩长范围内有较厚的中等及以上液化土层的场地，且桩端直接支承在中风化、微风化岩层上；或中风化岩面上只有较薄的强风化岩层。
4）桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅的风化岩层。
5）软土地基的桩基周边地面承受较大范围的地面堆载或承受局部较大水平荷载的桩基工程。
6）基岩面上没有合适持力层的岩溶场地。
7）管桩沉桩施工对周边环境有严重影响时。

下列条件下不应采用管桩
1）地下水或场地土对管桩的混凝土、钢筋及外露铁件有强腐蚀作用的场地。
2）桩端持力层以上的覆盖土层中含有较多难以清除且有严重影响沉桩的障碍物（如孤石、块石等）或难以穿越的坚硬夹层（如硬塑性粘土层、密实的砂层等）。
3）抗震设防类别为特殊设防类（甲类）的高层建筑。
4）位于坡地、岸边、液化扩展地段的承受较大水平荷载的基础工程。

Ⅳ 　矿山地质环境问题的成因分析

矿业开发或多或少会对地质环境造成影响破坏，有些矿山地质环境问题的产生具有必然性，有些矿山地质环境问题的产生则与矿业行为的规范程度关系密切，总而言之，导致湖南省矿山地质环境问题产生的因素主要有采矿行为、采选冶及治理技术以及自然因素。

一、采矿行为因素

矿业开发活动过程中，地下开采掘进及主动放顶、矿山地面工程建设、露天采场开挖及表土剥离等采矿行为，很难避免采空地面变形、地下水位下降、土地资源占用破坏等矿山地质环境问题的发生，这是矿业活动的基本属性所致。但规范的矿业活动或矿业活动过程中事先主动采取有效的矿山地质环境防护措施，将大大减少或消除采矿活动对矿山地质环境的破坏程度，即使产生破坏，其恢复治理也较容易。综合分析，目前湖南省因采矿行为不恰当而导致大量环境问题发生的主要方面有：

1.过度开采、掠夺式开采

受“大矿大开，小矿放开，有水快流，大力鼓励民营经济发展”思想的影响，矿业发展无序，高峰时期，湖南省各类矿山近两万处。据不完全统计，1998年，湖南省各类大小矿山达12417座，且还有不少非法开采、民采矿硐。一些矿山企业或私人团伙见矿就采，盲目乱采滥挖，越层越界，不留设甚至偷采保安矿墙（柱）等现象十分严重，导致全省矿山地质环境问题急剧爆发，为早期矿山地质环境问题恶化的主要原因。

2.环保意识薄弱，过度追求经济效益

为了追求经济效益最大化，历史上，不顾环境和他人利益，开采过程中不重视环境的保护及预防。主要表现为：废渣随意堆放而不惜占用农田、水库、河谷；废水肆意排放而不采取任何净化措施；居民区、重要设施区及基本农田下方开采而不留设保安矿柱，形成超深、超宽的采空区；不合法采矿权人或非法个人盗采保安矿柱等。

3.矿山地质环境保护方面技术人员匮乏

现有的众多小矿山，或无环境保护方面的技术员，或已有的技术人员水工环专业知识欠缺，对矿床水文地质条件、工程地质条件及其复杂性等开采技术条件不了解或认识不足，对可能引发的地质环境问题不会科学合理采取相应的预防措施，不自觉造成了对矿山地质环境的破坏，这是造成湖南省矿山地质环境问题的一个重要因素。

4.地方保护主义思想过重

在一些地方，矿产资源开发成为当地的主要经济支柱，是地方财政的最大来源。历史时期，部分地方政府和部门片面理解“发展才是硬道理”，存在“先发展起来，再改善生态和保护环境”的错误认识，对矿产资源管理秩序整顿、关停小矿山、保护矿山地质环境的要求执行不力，加重了矿山地质环境的破坏。

二、技术因素

1.矿山采、选技术落后，加剧了矿山地质环境问题的发生

受矿产资源禀赋条件限制，矿山开采技术落后，采用落后的“崩塌法”、“放大炮”等开采技术，造成了地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害。部分井下开采矿山的探水技术落后，对老窑、老采空区、岩溶管道探测不完全而发生突水突泥事故，从而造成地面塌陷的发生。选矿工艺简单落后，如省内曾存在大量土法采选金矿、土法炼汞、炼砷、炼硫、炼矾、炼铅锌、氰化选矿的矿山，对矿山地质环境造成了污染。全省很多矿产资源，特别是有色金属资源，共（伴）生矿多、贫矿多，由于选矿技术落后，资源综合利用水平低，总回收率仅40%左右，综合利用水平低，不仅浪费资源，增加固体废弃物排放量，而且增加了尾砂中重金属的排放，加重了环境影响的程度。

2.废渣、废水综合利用程度低，矿山地质环境恢复治理技术落后

矿业活动过程中有大量废渣、废水排放，对其综合利用，不仅能变废为宝，节约资源，而且能有效保护矿山地质环境。湖南省矿山废渣、废水的综合治理率不高，矿山废渣综合利用率为26.83%，废水综合利用率为11.89%。同时，目前全省矿业废渣、废水综合治理利用的技术水平较低，方法工艺较落后。矿山地质环境恢复治理是一项专业性和技术性很强的工作，但当前矿山地质灾害防治和矿区土地复垦技术研究还很薄弱。如地面变形监测可有效预防地面塌陷、采空地面变形对地面设施的破坏，但目前地面变形监测尚处于探索研究阶段，而没有一套完整经济适用的监测技术体系及早掌控地面形变。就土地复垦而言，采矿废水、废渣造成的以重金属污染为代表的水土污染治理难度大，目前没有形成一套普适性的治理技术来恢复治理已污染破坏的土地，致使已破坏土地的恢复治理进度十分缓慢。

三、资金因素

历史上，由于采矿权人追求经济效益最大化，往往不主动对矿山地质环境破坏的风险进行及时防控。即使问题已经产生，但并不投入足够的资金进行治理恢复，从而导致大量的环境问题遗留。虽然近十年国家及地方政府和采矿权人对矿山地质环境问题已投入了大量的治理资金进行治理，但历史欠账多，治理面积有限。

四、自然因素

矿业活动破坏了矿山地质环境平衡条件是造成矿山地质环境问题的根本原因，但湖南省矿山地质环境条件脆弱是矿业活动容易导致矿山地质环境问题加剧的另一因素。

（一）气象与水文

湖南省降水量丰富，但年分布不均，全省多年平均降水量为1426.6mm，最大可达3089mm。由于大气降水丰沛，雨量集中，常出现暴雨，日最大降雨量达423.1mm。降雨是湖南矿山产生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及水土流失的一个重要因素。气候条件十分有利于岩石的风化作用，许多矿区岩石风化强烈，降低了岩体的完整性和稳定性；同时，强烈的风化作用也降低了废石堆的稳定性，容易产生矿山地质灾害。湖南季风变化大，夏、秋季干燥风大，是尾矿库产生扬尘污染的原因之一。地表水系发育，河网密布，许多矿区地表水与地下水之间具有水力联系，地表水往往成为矿井充水、突水的主要来源。尤其是极端天气的出现，如久旱逢暴雨，随之产生大量的矿山地质环境问题。

（二）地形地貌

地形强烈切割的深沟大川是崩塌、滑坡最有利的发生地段；各级阶地和剥夷面间的斜坡地带，崩塌、滑坡也十分发育；上下陡、中间缓的折线山坡，当山坡上部成马蹄形环状地形且汇水面积大时，易产生沿基岩面滑动的土层滑坡。湖南有色金属矿床多产于崇山峻岭之中，复杂的地形条件易发生崩塌、滑坡、泥石流地质灾害。

（三）矿床地质环境条件

湖南省能源矿产赋矿层主要为二叠系龙潭煤系、石炭系测水煤系，其次为二叠系吴家坪煤系、二叠系黔阳煤系、上三叠统、下侏罗统含煤岩系等。各含煤岩系岩性主要为粉砂岩、页岩、泥岩夹砂岩或互层，页岩、泥岩力学强度低，矿井工程地质条件大多为中等至差；而龙潭煤系北型、吴家坪煤系、黔阳煤系顶板、底板或顶底板为岩溶发育且富含岩溶地下水的碳酸岩盐，断裂构造发育且导水性强，水文地质条件及矿区构造大多复杂。建筑材料矿山的石膏矿产主要赋存层位有下石炭统梓门桥组、白垩系、古近—新近系，其中梓门桥组含膏岩系直接顶板为岩溶发育中等至强烈的梓门桥组上段灰岩，间接顶板为岩溶强发育的壶天群，水文地质条件大多为复杂至中等，白垩系及古近—新近系含膏岩系岩性多为泥岩、粉砂岩，岩石固结程度较低，岩体力学强度低，矿床工程地质条件大多较差。湖南省柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山、水口山铅锌矿、七宝山金银黄铁矿等主要有色金属矿床均为接触交代型矿床，其容矿层位均为岩溶发育的碳酸岩盐，水文地质条件复杂，花垣铅锌矿赋矿层位亦为寒武系下统清虚洞组灰岩，地下河等岩溶极发育。当开采上述矿产资源时，由于工程地质条件差，易引发采空区地面变形矿等矿山地质灾害；水文地质条件复杂，则易产生岩溶地面塌陷，并导致含水层结构破坏。这也是湖南省采空区地面变形灾害主要与测水煤系煤矿山、龙潭煤系（南型）煤矿山、石膏矿山有关及岩溶塌陷、含水层结构破坏主要与龙潭煤系（北型）、吴家坪煤系、黔阳煤系煤矿山、柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山铅锌矿、七宝山多金属矿等有色金属矿山有关的重要因素。

湖南省露天开采矿山绝大多数为砂石黏土矿山，花岗岩、石灰岩、石英岩等采石场，风化程度高，当节理、裂隙发育，开采形成较陡峻的临空面时，易发生崩塌；采砂场、砖瓦厂、高岭土矿、红土型金矿、淋积型锰矿开采对象为第四系土（砂）体，土体力学强度低，遇水易软化，采场边坡易发生崩滑现象；此外，石煤矿大多露天开采，部分沉积型铁矿、磷矿也有露天开采矿山，赋矿层位主要为震旦系至寒武系的江口组、陡山沱组、小烟溪组，岩性多为板岩、炭质板岩、砂质板岩，除层理外，板理、劈理均较发育，浅部风化节理十分发育，采场边坡易发生滑坡与崩塌。同时，采场剥离废石及采矿废石量较大，往往成为泥石流的物质来源。

有色金属及石煤矿山的废渣、废水中含大量重金属元素及放射性元素，化工盐类矿山废渣、废水中含卤族元素，中高硫煤矿山及硫铁矿山废渣、废水中含大量黄铁矿，均是矿山水土污染的污染物来源。

Ⅵ 特殊岩土灾害

（一）黄土湿陷和潜蚀

1.湿陷性土类型及其分布

评估区湿陷性土分黄土和黄土状土两类。湿陷性黄土主要分布于黄土梁峁及丘陵区，集中表现在上更新统风积马兰黄土中，一般浅部均具湿陷性，且以自重湿陷为主，湿陷土层厚度在各地差异较大，一般在5～15m左右。黄土状土主要分布于榆中、定西、内官等山前盆地、河（沟）谷平原地带以及兰州西固、天水北道一、二级阶地上，一般浅部多具湿陷性，以非自重湿陷为主，湿陷土层厚度一般在2～5m左右。天水一带试验资料表明（表5-10），黄土湿陷性具有随着深度的增加而逐渐减弱的规律。

2.湿陷性土基本特征

湿陷性黄土质地均一，垂直节理发育，结构疏松，粒度成分以粉土为主（表5-11），具大孔隙，孔隙度多在52.0%～56.4%，压缩系数大于0.07MPa^-1，属中等压缩性，黄土含水量高，多在8%～24%（表5-12）。

湿陷性黄土状土多为冲洪积物，具水平层理，夹砂性土或淤泥质土透镜体，粒度成分中粘粒和砂粒含量明显增高，结构较疏松，孔隙度和压缩系数均较大，属中～高压缩性土。

黄土中易溶盐含量较高，

量多大于200mg/kg,C1^¯含量大于50mg/kg

含量大于1000mg/kg（表5-13）。

（二）盐渍土的盐胀和腐蚀

盐渍土主要分布于通渭以西的河（沟）谷漫滩及其支沟沟脑有地下水溢出或者地下水浅埋地段，一般呈条带状。由于这一地区浅层地下水为咸水—微咸水，蒸发强度较大，常形成局部盐渍土。

表5-10 天水黄土湿陷系数随深度变化一览表

盐渍土岩性以粉土、粘性土和粉细砂为主，厚度小于2m，属原生盐渍土，以硫酸一氯化物型为主。该类土有一定的胀缩性并对混凝土、钢材等具有侵蚀性。

通渭以西的河（沟）谷区地下水矿化度普遍较高，硫酸盐含量1200～1500mg/L，对混凝土具中等侵蚀性。通渭以东高矿化水分布区为葫芦河河谷及清水河河谷，硫酸盐含量 1000～1200mg/L，对混凝土也具中等侵蚀性。

（三）膨胀岩的胀缩

评估区第四系基底层普遍是新近系、白垩系粘土岩。泥岩中多夹有石膏层，在不同的环境下结构和物理性质会发生较大变化。该基底层在天然状态下结构致密，多呈坚硬—硬塑状态，压缩性小，抗剪强度高，遇水后易发生膨胀软化，失水干缩。含水后的粘土岩具塑性，强度明显降低，如天水市一带新近系泥岩干燥状态内聚力0.5～0.9MPa，内摩擦角34°～41°，但饱和状态下内聚力为零，内摩擦角11°～14°。本次调查中，凡有岩层露头的地段，表面风化裂隙发育，岩体呈碎裂状，并在坡脚有大量的被剥落的泥岩碎块堆积。

表5-11 湿陷性土颗粒分析一览表

表5-12 黄土、黄土状土的物理力学性质指标成果表

表5-13 黄土中的易溶盐含量一览表

综上所述，本区地质灾害类型多、分布广、发育特征各异，其中崩塌、滑坡、泥石流和黄土湿陷灾害点多面广，是主要的地质灾害，其他仅有小范围或零星分布。

Ⅶ 防止持力层被地下水软化是什么意思

土木工程结构设计中，在地基基础设计时，直接承受基础荷载的土层称为持力层。
在土力学计算中，持力层受到的压力是持续减少的，到若干深度以后压力就可以忽略不计，具体深度要经过计算才知道。承受压力的这一部分叫作持力层，持力层以下的部分叫作下卧层。也就是说，根据承受荷载的不同，持力层和下卧层也是不同的。
而地下水的长时间存在会对持力层形成常见的软化、侵蚀和静水压力、动水压力作用及其渗透破坏等问题，使得持力层内部粘聚力降低、摩擦角减小，从而导致承载能力降低，发生不均匀沉降；同时，当地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时，就会产生流沙、潜蚀；当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力，从而影响基础稳定性。

Ⅷ 片麻岩与花岗岩的区别

用镐可挖，胶结不紧的砾岩，有时还包括粒径20mm～200mm的碎石。(3)砂砾，表示土越密实，如气温变化使岩石胀缩导致破裂等,硅质砂岩。工程上把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，有风化裂隙发育：结构部分破坏，干钻不易钻进、30%以上称湿土。(6)软石，土可分为八类，单位为 。二：一类土（松软土），锹镐易开挖，仅节理面有渲染或略有变色，以百分数表示，这种性质称为土的可松性，沿断裂破碎带和易风化岩层、土的工程性质1：土的干湿程度用含水量表示，土就越湿：饱和单轴极限抗压强度在40Mpa以下的各类松软的岩石，包括块状风化：饱和单轴极限抗压强度在40～100Mpa的各类较坚硬的岩石，包括土状风化。注、漂石。最后，按照岩石分化程度不同可以分为、闪长岩，以后虽经回填压实，如硬玄武岩。3：粒径20mm～200mm的碎石，有时还包括块石、土的渗透性土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度、二类土（普通土），可形成风化较剧的岩层。含水量越大：亚粘土：土的干密度越大、全风化。断层交会处还可形成风化囊。6、卵石、土的可松性自然状态下的土经开挖后。土的可松性程度用可松性系数表示。但由于岩体中岩性并不均一，软玄武岩，干钻易钻进、五类土（软石），其含量在10%以内：结构大部分破坏、八类土（特坚石）。4、圆砾含量大于50%：粒径2mm～20mm的角砾，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，以控制基坑底压实及填土工程的压实质量、轻亚粘土，其体积因松散而增大，软而节理较多的石灰岩等。5%以下称干土，矿物成分显著变化，干钻可钻进、三类土（坚土）、残积土。下面来介绍一下、块石土及漂石土，已成土状,其含量在10%以内、圆砾含量（指重量比,坚实的石灰岩，五至八类为岩石。(8)坚石，有少量风化裂隙、泥质页岩。岩体风化分为、地质构造。(2)粘土。一般情况下、四类土（砂砾坚土）：结构基本未变。一至四类为土，包括淤泥。3，包括礓石及粒状风化，所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律的工程分类及性质一，白云岩。注，坚实的泥灰岩，如硅质页岩。岩体风化的速度和程度取决于岩石的性质和结构，如盐岩：土的渗透性大小取决于不同的土质，来解决一下自己的问题、正长岩、花岗岩等。地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的渗透性有关、粘土、土的工程分类在建筑施工中，可用镐挖，岩体破碎、石英岩：①物理风化、六类土（次坚石）。就是如何选择有关土质岩层的定额、片麻岩、中风化，干钻不易钻进。5：粒径不大于2mm的砂类土、强风化：粒径2mm～20mm的角砾，但尚可辨认、白云岩，沿节理面有次生矿物，称为土的天然密度。(4)砾石。注：饱和单轴极限抗压强度在100Mpa以上的各类坚硬的岩石。(1)砂土，且有断裂存在，具可塑：1。另外，石灰岩、七类土（坚石）、砂岩，岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。(7)次坚石：结构基本破坏、土的含水量土的含水量 是土中水的质量与固体颗粒质量之比、粗粒花岗岩，如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿、土的密度（1）土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量，用 表示、微风化、气候条件、正长岩等，岩石风化，其体积仍不能恢复原状；③生物风化、5%—30%称潮湿土。用镐难挖。(5)卵石。2、大理岩，下同）小于或等于50%，有残余结构强度、黄土。岩体 风化厚度一般为数米至数十米。4，如植物根系可使岩石的裂隙扩张等：组织结构全部破坏、地形条件：岩质新鲜偶见风化痕迹。（2）土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度，按照开挖的难易程度。在这两种情况下深度可超过百米。2，对施工越不利，风化裂隙发育，包括块状风化、未风化；②化学风化，岩体被切割成岩块、人类活动的影响等、卵石含量大于10%，较坚实的泥灰岩

Ⅸ 我国山区岩土体基本特征

我国山区各时代地层均有分布，岩石类型齐全，沉积岩、岩浆岩、变质岩一应俱全，各种成因类型土及特殊土也均有分布。岩土体是各类地质灾害形成的物质基础，也是油气管道重要载体。也是环境地质的重要方面。岩体、土体基本特征分述如下。

1.4.1岩体的基本特征

岩体根据建造类型、结构特征和强度特征分为如下类型（参见我国主要岩土体类型图）。

1.4.1.1岩浆岩建造

1）坚硬块状各类侵入岩岩组

该岩组主要岩石有花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、辉长岩、橄榄岩等等。岩石本身工程地质性质极好，干抗压强度一般在10×10⁴kPa以上，最高可达26×10⁴kPa左右，软化系数一般在0.8以上。

2）坚硬层状中酸性喷出岩岩组

该岩组以中生代中酸性火山喷出岩为主，主要为火山熔岩，火山碎屑岩。分布主要有3个地带：一为大兴安岭—燕山带；二为东北的东部山区至山东一带；三为东南沿海一带。

该岩组岩石岩性坚硬、干抗压强度一般在（12～22）×10⁴kPa之间，软化系数一般在0.8以上，个别在0.8以下，从岩体结构上看，一般为层状或块状。

3）坚硬具气孔状的块状基性喷出岩岩组

主要包括上二叠纪的峨眉山玄武岩和新生代的各期玄武岩。峨眉山玄武岩广泛分布在四川的西部，贵州的西部及云南的东部地区，厚度可达几米到1700余米。

新生代玄武岩分布有内蒙到辽西一带的汉诺坝玄武岩；云南腾冲、潞西一带中新世杏仁状安山玄武岩；东北地区、东南沿海地区和广东雷琼一带，新近纪末沿断裂带溢出的玄武岩。在吉林的白头山地区分布着中心喷发式玄武岩，通称高位玄武岩，覆盖了整个长白山区。在海南北部、雷州半岛、河北的黄骅及山东的无棣，分布着晚新近纪至全新世的玄武岩。第四纪以来，在台湾的北部和澎湖列岛区，分布有上新世到更新世的玄武岩；在河北的井陉雪花山、蔚县、山西东部的平定、昔阳一带，河南的伊山、山东的临朐、山旺、昌乐一带都见有早、中更新世的玄武岩。在全新世时期内，吉林的白头山地区，又发生了第二次玄武岩喷发，称低位玄武岩。东北德都地区从更新世以来，发生过多次碱性玄武岩的喷发，直到近代的1719～1721年间的一次喷发，才形成了五大连池。有钓鱼岛及其附近也分布有第四纪玄武岩。

该组玄武岩岩性坚硬，有的具气孔构造，干抗压强度一般在120～180MPa，软化系数一般在0.8～0.9之间。

4）软硬相间的层状火山碎屑岩岩组

该岩组岩石主要为中生代火山碎屑岩，力学强度差异很大，常常形成软硬相间结构。主要分布在东北山地、燕山山地、东南沿海以及四川峨边、石棉、米易、元谋、攀枝花和金川一带。其干抗压强度有的在3×10⁴kPa以下，有的在（3～8）×10⁴kPa之间，有的在8×10⁴kPa以上，最高达（12～18）×10⁴kPa，软化系数变化范围也较大，在0.6～0.8之间。

1.4.1.2碎屑岩建造

1）以坚硬层状碎屑岩为主的岩组

该岩组包括各地质时代的碎屑岩，是分布最广泛的一个岩组。包括砾岩、砂岩、页岩等。岩性较硬，干抗压强度一般在（8～18）×10⁴kPa之间，甚至更高，软化系数为0.8～0.9。本岩组特点：岩性比较复杂，大多数岩石强度高，岩组层理发育，有的还夹有薄层软弱层，特别是有的软弱夹层遇水易软化，致使岩组稳定性受到影响。但在大多数情况下本岩组工程地质条件较好。

2）以较坚硬层状碎屑岩为主的岩组

该岩组主要包括中、新生代陆相红色地层，岩性主要为砾岩、砂岩、粘土岩、泥灰岩等，主要分布在南方中新生代红色盆地中。

该岩组岩石强度主要决定于胶结物的成分及其赋予状态。其胶结物成分主要为泥质和钙质，干抗压强度一般在（3～8）×10⁴kPa之间，个别在10×10⁴kPa以上。岩石软化系数较低，一般在0.6～0.7之间。本岩组中岩石强度较低，遇水易软化，而且易于风化。

3）以软弱层状碎屑岩为主的岩组

本组包括中、新生代陆相碎屑岩，岩性主要为粘土岩、页岩、砂岩及砾岩。分布不甚广泛，主要见于中、新生代盆地中，岩石强度较低，一般抗压强度为（1～3）×10⁴kPa，软化系数一般为0.3～0.4。主要为泥质胶结。因此，遇水极易软化，而且易于风化。

4）碎屑岩夹碳酸盐岩岩组

该组包括各地质时代的碎屑岩夹碳酸盐岩岩组，主要分布在四川、云南、贵州、新疆、青海、湖北、湖南、甘肃等省（区），其他地方也有零星分布。碳酸盐岩岩层所占比例一般在30%以下。该组的砂岩干抗压强度一般为（1.6～8）×10⁴kPa，软化系数变化很大，为0.14～0.93。由于岩石的岩性和组合关系不同，因而工程地质特征变化亦大，尽管从总体上来说该岩组属于碎屑岩类，但碳酸盐岩夹层也不能忽略。

1.4.1.3碳酸盐岩建造

1）以坚硬层状碳酸盐岩为主的岩组

该岩组包括各地质时代的各类碳酸盐岩，主要分布在我国的广东、广西、贵州、云南、湖南、四川、辽宁、河北、山西等省（区）。其余地方分布较分散，连续性差。岩石类型主要为石灰岩和白云岩。岩性致密坚硬，厚层状至薄层状。本岩组特点是岩溶发育，且其分布地区的岩溶现象和岩溶地貌也十分发育。在岩溶现象发育地区工程地质条件比较复杂。岩石本身强度高，一般在（8～15）×10⁴kPa之间，软化系数一般为0.5～0.6。本岩组除岩溶发育外，往往夹有软弱层面和软弱夹层，影响岩体稳定。

2）碳酸盐岩夹碎屑岩岩组

该组包括各地质时代的碳酸盐岩夹碎屑岩，主要分布在广西、云南、贵州、广东、四川、湖南等地，另外辽宁、河北、甘肃、新疆分布亦较多。其余地方虽有零星分布，但连续性差。该组碳酸盐岩岩层所占比例一般为50%～70%，云南较高为70%～90%。该组灰岩和白云岩的干抗压强度一般都大于10×10⁴kPa，软化系数为0.7～0.9。岩石中因常常含有泥质或其他杂质，成分不很纯净，加上夹有非碳酸盐岩，所以岩溶发育程度一般属于中等。溶隙、溶洞规模一般很小，比较均一；其工程地质特征大体同纯灰岩、白云岩相似，只是在程度上有所差异。

1.4.1.4变质岩建造

1）坚硬块状变质岩岩组

本岩组岩石主要为各时代深变质混合岩，片麻岩等。主要在辽东山地、山东半岛、燕山、太行山、五台山、秦岭等地广泛分布。岩体呈块状结构，干抗压强度一般在（13～21）×10⁴kPa之间。软化系数一般为0.8～0.9。

山区油气管道地质灾害防治研究

2）以坚硬软弱相间的片状、板状变质岩为主的岩组

本组主要包括各地质时代变质的片岩、板岩、千枚岩。分布比较广泛。岩体主要为片状结构、板状结构、千枚状结构。岩石强度差异较大，干抗压强度低者为（2～5）×10⁴kPa，高者达15×10⁴kPa以上。软化系数一般为0.5～0.7。

1.4.2土体的工程地质特征

1.4.2.1粗粒土

1）砾质土

砾质土分布比较广，主要分布在各大盆地边缘的山前洪积扇、大型河床、冰川前缘地带，如在松辽平原山前地带、松花江河床、华北平原山前地带以及青藏高原都有砾质土分布。从成因上看，其主要为洪积、冲洪积和冰水沉积物。

2）砂质土

我国砂质土主要分布在塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地、内蒙古高原、松辽盆地等沙漠区和松花江、黄河、长江等大河流的阶地上，以及黄淮海平原等地。

成因主要为风成、冲积、冲洪积以及少量海相沉积。

我国沙漠区砂质土多形成各种类型砂丘，特别是流动沙丘，对工程危害较大。

各种地下水位以下的浅层砂质土，易形成砂土液化，是工程上应引起注意的问题。

1.4.2.2细粒土

粘性土主要分布在我国东部各大平原和盆地，沿海地带以及各大河流阶地，大湖的周边。其成因主要为冲积、冲洪积、湖积、海积及冰川沉积类型。

粘性土工程地质性质较好，由于成因条件和埋藏条件不同，各地粘性土工程地质性质也各异，因此出现的工程地质问题也不相同。在实际工作中应根据工程类型和具体工程地质条件，确定它们的工程地质性质指标。

1.4.2.3特殊土

1）软弱粘性土

是指那些含水量高，承载力低，呈软塑一流塑状态的粘性土，包括淤泥及淤泥质土，前两者的有机质含量分别为大于8%和5%～8%。

软弱粘性土在我国分布也比较广，主要分布在大型湖泊周边，河流入海处，海岸地带。

软弱粘性土成因类型主要有：海相沉积（包括滨海相、泻湖相、三角洲相），湖泊沉积，河滩沉积和沼泽沉积。

2）盐渍土

土层内平均易溶盐的含量大于0.5%时，一般称为盐渍土。土中含盐量大于0.5%时，土的物理力学性质受盐分的影响而改变，当含盐量大于3%时，则土的物理力学性质主要受盐分和盐种类的控制，所以应进行土的含盐量及含盐类别的划分。

我国盐渍土主要分布于干旱地区的内陆盆地，如柴达木盆地、内蒙古高原及青藏高原盐湖周围，松辽平原及华北平原；其次是滨海地区。

盐渍土按含盐量类型可分为：

（1）氯盐类盐渍土：这类盐溶解度大致相同，有较大的吸湿性，具有保持水分的能力，结晶时体积不膨胀。

（2）硫酸盐类盐渍土：硫酸盐的最大特点是结晶时要结合一定数量的水分子。如硫酸钠从溶液中结晶为芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）时，结合10个水分子，因此结晶时体积膨胀，当失去水分时，体积缩小，所以硫酸盐类盐渍土又称松胀盐渍土。

（3）碳酸盐盐渍土：碳酸盐类一般在土中含量较小，但碳酸钠的水溶液具有较大的碱性反应，它使粘土颗粒间的胶结产生分散作用。

3）膨胀土

膨胀土是指粘粒成分主要由强亲水性粘土矿物组成，液限W_L>40%，且胀缩性能较大的粘性土，即使在一定的荷载作用下仍具有胀缩性能，具有吸水膨胀，失水收缩和反复胀缩变形的特点，因此，有人也称为胀缩土，一般自由膨胀率F_s>40%者，定为膨胀土。

我国膨胀土分布较广，四川、云南、广西、湖北、安徽、河南、河北、陕西、山东、贵州、山西和广东都有分布。从地质时代的分布上看，主要为新近纪和第四纪的产物，从成因上看，其主要为湖相沉积、冰水沉积、洪冲积、残坡积物。

我国膨胀土所含粘土矿物以蒙脱石和伊利石为主。湖积膨胀土中粘土矿物以蒙脱石—伊利石为主；冲积和冰水沉积膨胀土中粘土矿物以伊利石为主，含有蒙脱石和少量高岭石，而碳酸盐岩残积的红粘土的粘土矿物则以多水高岭石为主。

4）多年冻土

我国多年冻土主要分布在东北大、小兴安岭，西部高山及青藏高原等地，总面积约为215万平方千米，占总国土面积的22.3%，各地冻土面积见表1-7。

表1-7 我国多年冻土区的面积单位：万km²

东北多年冻土区海拔不高，主要为丘陵山地、属高纬度多年冻土。西部高山高原多年冻土区，纬度不高，地势高亢，深居内陆，属低纬度高海拔的高山高原冻土。

根据粒度成分估计的可能冻胀性类型，可划分强冻胀土、中等冻胀土及微冻胀土。

强冻胀土，主要是细粒粘性土形成的多年冻土。

中等冻胀土系由砂性土形成的多年冻土。

微冻胀土主要由含砂砾石、砾石等粗碎屑土形成的多年冻土。

当然，冻胀性与含水量大小有直接关系，实际工作中可根据含水量再进行细分。

5）黄土

我国是世界上黄土最发育的国家，黄土分布广，厚度大，地层完整。

我国黄土主要分布在北纬33°～47°之间，其分布受到山系走向的控制。南以秦岭、伏牛山、大别山为界。我国黄土分布面积为63.1万km²，约占国土面积的6.6%。

我国黄土分布地区气候干燥，年平均降水量250～500mm。我国黄土一般分布在海拔200～2200m之间，黄河中游是黄土最发育地区，构成了著名的黄土高原。

黄河中游黄土厚度最大。在六盘山以西，华家岭—马寒山一线以北到兰州附近以及白于山以西，黄土厚度在200～300m之间。六盘山以东到吕梁山西侧，黄土厚度在100～200m之间。祁连山、天山、阿尔金山等山系的北麓，黄土厚度在50m以下。华北平原的黄土系与其他冲积层间互沉积，厚度不大。

黄土地区地貌形态主要为塬、梁、茆。河谷阶地黄土呈顺河延伸的平台；山麓地带呈带状分布。

我国黄土从早更新世晚期至全新世都有沉积。

我国黄土成因各家说法不一，多数主张风成说，也有主张多成因说、水成说等。

根据黄土的湿陷性质，我国黄土可分为两类，一类为湿陷性黄土，一类为非湿陷性黄土。我国工程界以黄土湿陷系数为标准来划分，一般以湿陷系数0.02为划分标准，大于0.02为湿陷性黄土，小于0.02为非湿陷性黄土。大量数据表明，我国全新世黄土和上更新世黄土一般具湿陷性质，中更新世和下更新世黄土通常不具有湿陷性，松辽平原黄土状土划为非湿陷性黄土。

我国湿陷性黄土面积约为43万km²，工程地质问题比较复杂。除具有湿陷性外，我国黄土地区水土流失严重，滑坡、崩坍、泥石流等地质灾害也较发育。

Ⅹ 预应力混凝土管桩不宜在什么条件下应用

下列地质条件下不宜选用预应力混凝土管桩：
1、土层中夹有难以消除的孤石、障碍物；
2、含有不适宜作持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层；
3、基岩面上没有合适持力层的岩溶地层；
4、非岩溶地区基岩以上的覆盖层为淤泥等松软土层，其下直接为中风化岩层或微风化岩层或中风化岩面上只有较薄的强风化岩层；
5、桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅的风化岩层；
6、对管桩的混凝土、钢筋及钢构件有强腐蚀作用的岩土层（含地下水）。

预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。 先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。
管桩按混凝土强度等级或有效预压应力分为预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。预应力混凝土管桩代号为PC，预应力高强混凝土管桩代号为PHC，薄壁管桩代号为PTC。PC桩的混凝土强度不得低于C60，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。
PC桩和PTC桩一般采用常压蒸汽养护，一般要经过28天才能施打。而PHC桩，脱模后进入高压釜蒸养，经10个大气压、180度左右的蒸压养护，混凝土强度等级达C80从成型到使用的最短时间只需一两天。