武汉市工程地质及水文地质条件概况课件.ppt
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- 武汉市 工程地质 水文地质条件 概况 课件
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1、武汉市工程地质及水文地质条件武汉市工程地质及水文地质条件概况概况中国地质大学(武汉)工程学院中国地质大学(武汉)工程学院 教教 授授 中国地质大学(武汉)高科集团中国地质大学(武汉)高科集团 总经理总经理武汉丰达地质工程有限公司武汉丰达地质工程有限公司 董事长董事长 冯晓腊冯晓腊 博士博士自然地理地质条件概况自然地理地质条件概况一、自然地理地质条件概况一、自然地理地质条件概况 1、气象水文、气象水文 属于亚热带东南季风气候区,主要气候特点是夏季炎热、冬季寒冷、降水充沛;年平均气温15.9,极端最高气温41.3,极端最低气温-18.1;多年平均降水量1261.2mm,降水多集中在6月8月,占全年
2、的41;最大年降水量2107.1mm,最大日降水量332.6mm。长江最高洪水位为29.73m(吴淞高程系统),最低枯水位8.87m,水位升降幅度20.86m。长江水与其两岸承压水有密切的水力联系,互补关系明显。市区分布有众多大小不一的湖泊,其水域总面积达191.12平方公里。2、地形地貌、地形地貌 地处江汉平原东部,地势为东高西低,南高北低,中间被长江、汉江呈Y字形切割成三块,谓之“武汉三镇武汉三镇”。城区南部分布有近东西走向的条带状丘陵,四周分布有比较密集的树枝状冲沟,武汉素有“水乡泽国”之称,境内大小近百个湖泊星罗棋布,形成了水系发育、山水交融的复杂地形。最高点高程约150m,最低陆地高
3、程约18m。汉水在武汉市区汇人长江,具有明显的丘陵平原地形特点,按地面高程、切割深度和地形形态将地形划分为平坦状平原平坦状平原、高高岗垅岗波状平原岗垅岗波状平原和丘陵丘陵三种基本类型,相应的地貌可划分为三种成因类型和六个形态成因亚类型如下2:自然地理地质条件概况自然地理地质条件概况 构造剥蚀丘陵构造剥蚀丘陵:主要分布于武昌及汉阳部分地区。岩性主要由志留系砂页岩、泥盆系石英砂岩、二叠系硅质岩等组成。高程多大于100m,相对高差4060m。1剥蚀堆积高岗状平原剥蚀堆积高岗状平原:主要分布于施岗、阳逻一带。由第四系下更新统砂、砂砾石等组成,呈半固结状,基底由白垩下第三系泥质粉砂岩等组成,局部见有零星
4、露头。高程65m左右,相对高差2030 m,呈近南北向的冲沟发育。2剥蚀堆积垅岗状平原剥蚀堆积垅岗状平原:主要分布于长江、汉水以南的汉阳、武昌及滠口、阳逻一带。由第四系中更新统粘土、粉质粘土、粘土夹砾(卵)石组成。高程3545m,相对高差515m,树枝状坳沟发育较好,在低洼部位形成较多的湖泊。自然地理地质条件概况自然地理地质条件概况 l侵蚀堆积波状平原侵蚀堆积波状平原:主要分布于张公堤附近及以北东西湖与:主要分布于张公堤附近及以北东西湖与武湖一带。由第四系上更新统粘土、粉质粘土及砂、砂砾石等武湖一带。由第四系上更新统粘土、粉质粘土及砂、砂砾石等组成,具二元结构。地面高程组成,具二元结构。地面高
5、程2026 m,相对高差小于,相对高差小于10m。属长江二级阶地。属长江二级阶地。2河流堆积平原河流堆积平原:沿长江、汉水及其支流两岸呈条带状或弯月:沿长江、汉水及其支流两岸呈条带状或弯月状不对称地分布,组成一级阶地。由第四系冲积粘性土、粉土、状不对称地分布,组成一级阶地。由第四系冲积粘性土、粉土、砂及砾卵石层组成,二元结构明显。阶面高程砂及砾卵石层组成,二元结构明显。阶面高程1922m,高出长,高出长江正常水位江正常水位25m,阶地上常发育湖、塘及沼泽地。,阶地上常发育湖、塘及沼泽地。3湖泊堆积平原湖泊堆积平原:发育较为广泛,以汉阳、滠口、武湖一带较:发育较为广泛,以汉阳、滠口、武湖一带较为
6、多见。由第四系粉质粘土、淤泥质粉质粘土等组成。地面高为多见。由第四系粉质粘土、淤泥质粉质粘土等组成。地面高程程1820m,高出湖水面,高出湖水面13m。武汉地貌分区武汉地貌分区详见图1。自然地理地质条件概况自然地理地质条件概况图1 武汉市地貌略图自然地理地质条件概况自然地理地质条件概况工程地质性质工程地质性质二、工程地质性质二、工程地质性质 2 1、第四系地层工程地质特征、第四系地层工程地质特征 武汉地区80以上地表覆盖着第四系沉积层,绝大多数的工业与民用建筑坐落于其上。因此,武汉地区的工程地质特征主要表现在第四系地层工程地质特征。武汉地区第四系地层有全新统走马岭组全新统走马岭组,上更新统凤凰
7、山组与青上更新统凤凰山组与青山组山组,中更新统王家湾组中更新统王家湾组和下更新统半边山组下更新统半边山组。这些地层由于其年代不同,成因有别,分布范围不同,所处的地貌单元及所具有的工程地质特征也各不相同。现将其地层结构与工程地质特征分述如下:工程地质性质工程地质性质 (1)一级阶地全新统地层结构与工程地质特征 一级阶地汉口分布较广,武昌其次,汉阳较少一级阶地汉口分布较广,武昌其次,汉阳较少。汉口地区一级阶地分布在张公堤以南地区张公堤以南地区,沿长江向东北延伸至沿长江向东北延伸至滠口滠口,向西至舵落口以西地区向西至舵落口以西地区;武昌地区一级阶地以蛇山为界以蛇山为界,北面分布于汉阳门沙湖青山北面分
8、布于汉阳门沙湖青山镇小洲一线西北侧地区镇小洲一线西北侧地区,蛇山以南分布于大桥紫阳湖张黄村一线蛇山以南分布于大桥紫阳湖张黄村一线以南地区以南地区;汉阳地区一级阶地分布于龟山公公咀四新一分场以南地区龟山公公咀四新一分场以南地区和沿汉江水边窄条形分布沿汉江水边窄条形分布。级阶地地层主要由第四系全新统河流相第四系全新统河流相及部分河湖相冲洪积及部分河湖相冲洪积及冲湖积物冲湖积物构成。上部为粘性土粘性土、淤泥质土淤泥质土,下部为交互层交互层、砂及砂砾砂及砂砾(卵)石层(卵)石层,具典型的二元结构;深度50m左右为基岩基岩;地表层一般分布有填土填土或耕土耕土。级阶地地层组成条件级阶地地层组成条件详见表1
9、所示。表1 武汉市级阶地堆积平原地区的地层构成条件及评价表 工程地质性质工程地质性质工程地质性质工程地质性质 (2)二级阶地上更新统地层结构与工程地质特征 二级阶地由上更新统地层青山组上更新统地层青山组和凤凰山组凤凰山组构成;青山组地层以风积成因为主,分布于武昌沙湖港沙湖青山东湖武昌沙湖港沙湖青山东湖港一线港一线;凤凰山组地层属典型的河流相沉积,分布于汉口张公堤以北的东西汉口张公堤以北的东西湖地区湖地区。现以常青花园地层(代表凤凰山组)常青花园地层(代表凤凰山组)和徐东路小区地层(代表青山徐东路小区地层(代表青山组)组)为例分别将两组地层结构及其特征列于表2和表3,由下二表可知,凤凰山组地层工
10、程地质条件比青山组地层好凤凰山组地层工程地质条件比青山组地层好。表2 常青花园3#地块高层写字楼地层结构特征及评价工程地质性质工程地质性质表3 徐东路小区高层住宅地层结构特征及评价工程地质性质工程地质性质工程地质性质工程地质性质 (3)中、下更新统地层及工程地质特征 下更新统地层半边山组仅分布于施岗施岗、阳逻阳逻等地,面积较小,为冲积沉积,棕红色砂砾石层;中夹黄色粘土、粉细砂层,半固结状,强度较高,可作为多层和一般高层建筑的天然地基持力层,一般形成高岗地貌。中更新统王家湾组地层分布于长江、汉水以南武昌与汉阳的大部地长江、汉水以南武昌与汉阳的大部地区区,和府河以北的滠口、后湖地区府河以北的滠口、
11、后湖地区;武昌地区分布于蛇山两侧向东至关蛇山两侧向东至关山以东一线两侧大部分地区山以东一线两侧大部分地区,和武重、梨园至武钢及东湖武重、梨园至武钢及东湖,严东湖,严严东湖,严西湖等周边地区西湖等周边地区;汉阳地区分布于龟山王家湾米粮山快活岭郭龟山王家湾米粮山快活岭郭徐岭沌口镇地区及墨水湖徐岭沌口镇地区及墨水湖、太子湖等周边地区太子湖等周边地区,构成长江三级阶地。其上部分为黄褐色粘土,含大量铁锰质结核,中部为褐红色网纹状粘土,为冲洪积,呈硬塑坚硬状态,地基承载力较高。下部为粘土含角砾,局部为红泥砾或砾卵石层,为冲积和残坡积,地基承载力亦较高。现以沌口经济开发区神龙汽车有限公司武汉总装配厂地层沌口
12、经济开发区神龙汽车有限公司武汉总装配厂地层为例列于表4。表4 神龙汽车有限公司武汉总装配厂地层结构与评价 工程地质性质工程地质性质工程地质性质工程地质性质 (4)垅岗地区(相当于级阶地)的地层构成及岩土体工程地质特征 位于垅岗地区的地层主要由中、上更新统的粘性土中、上更新统的粘性土(老粘土老粘土)组成,下部局部地段为粘土夹碎石层粘土夹碎石层(坡残积层坡残积层)。一般呈硬塑坚硬状态(部分为可塑状态),强度较高而变形较小,厚度为数米至二十余米,基岩岩性在武昌、汉阳地区为古生界至中生界古生界至中生界砂岩砂岩、页岩页岩、灰岩灰岩等,在汉口东西湖地区为白垩第三系泥质粉砂岩白垩第三系泥质粉砂岩。在武昌地区
13、的长江古河道长江古河道(分布于紫阳路付家坡水果湖武重一紫阳路付家坡水果湖武重一线线)范围内,第四系土层厚度增大,最厚可达100m以上。地表常存在一定厚度、分布不均的人工填土层(包括杂填土与素填土),在老城区填土厚度更大。此外,在垅岗间的坳沟中存在有软塑可塑的粘性土层或新近沉积的软土层。工程地质性质工程地质性质 虽然垅岗区土质条件较好,但对基坑工程而言,应特别注意以下三以下三点点:老粘性土是一种超固结土,在天然埋藏条件下承受着很高的前期固结压力。一旦开挖暴露,极易产生卸荷裂隙或干缩裂隙。若保护不当,使水分浸入,土体强度将迅速下降,发生崩塌、边坡失稳或增加对支护结构的压力。此外,塑性指数高的老粘性
14、土还可能具有一定的膨胀性,失水干缩,遇水膨胀,对支护结构会产生一定的膨胀压力。志留系页岩是一种薄层状的泥质岩石,在地质历史上经受过强烈的挤压褶皱作用,节理裂隙发育,开挖暴露后极易风化、软化,导致各种边坡病害。在近东西走向的条带状碳酸盐分布区,由于隐伏岩溶的发育,导致出现地面塌陷,给工程建设带来危害。工程地质性质工程地质性质 2 2、基岩工程地质特征、基岩工程地质特征 武汉地区基岩露头仅零星分布,且都为沉积岩沉积岩,按其工程地质特征分为可溶性碳酸盐岩可溶性碳酸盐岩类和碎屑岩类碎屑岩类,现将其特征简述如下:(1)可溶性碳酸盐岩工程地质岩类 依据岩石强度岩石强度、结构结构、岩溶发育程度岩溶发育程度划
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