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唐山新华联广场岩溶塌陷综合探测及治理措施

时间:2018-01-18 18:23来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是土木工程论文,本文结合唐山新华联广场项目的工程地质等相关资料,在对工程岩溶塌陷地质灾害进行稳定性评价,并提出合理的治理措施,且进行验证。
第 1 章 绪论
 
1.1 选题背景与研究意义
近几年在唐山中心区附近的富强里小区、金安硅谷、万达广场、新华联广场等几个工程场区,该地区下伏石灰岩地层,多发生溶洞溶蚀现象,存在三层溶洞,地质复杂,在地质条件如此复杂的地区进行工程建设其难度可想而知,其增加的不仅仅是施工难度,施工工期及其建设成本,此外还要面对各种不可预知的风险,此外还有可能遇到溶洞塌陷,地面岩溶塌陷等等一系列问题。因此,岩溶地区的工程地质勘察的重要性就不言而喻了。因为每一个细节的失误都可能造成灾难性的后果和不可挽回的损失,所以岩溶工程勘察治理、地基处理分析研究是很有必要的。
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1.2 国内外研究现状及发展趋势
 
1.2.1 岩溶塌陷地质问题研究现状
1970 年初世界喀斯特研究权威专家出版了《喀斯特地貌》。它影响深远,为以后的喀斯特研究者广泛引用。1980 年初,她编辑出版了一本收入了自 90 年代末以来重要的岩溶问题研究。向我们展示了以前世界岩溶塌陷问题研究进展的主线,对我国研究者迅速了解国外岩溶塌陷问题的研究起到了很大的帮助作用。一个多世纪以来,著名的渗流公式----由法国达西创造的,他是一位法国的水利学家,后来在地下水动力学和水文地质学中也广泛运用了渗流公式。2006 年,皮坦巴尔等介绍了在岩溶塌陷地质灾害研究时运用电阻法和γ射线的两种情况,提出γ射线能够反应出近距离地面的空洞,而对于中等距离深度的空洞研究还是电阻法相对来说比较有效。在研究岩溶地区时,第一步先收集先前进行的各种水文地质资料,然后再进行定量的示踪剂试验,例如,Jones(1984)建议收集所有可获得的流域内地质和水文地质资料,包括美国地质勘探局(USGS)的地形图,以前的水文地质资料以及作者收集的资料。1960 年左右,我国开始研究防治岩溶塌陷的各种技术和方法,目前已经掌握了防治岩溶塌陷地质灾害的比较成熟的方法,也能够及时的发现岩溶塌陷,合理的提出治理和防治措施。1973 年广东省开始研究岩溶塌陷这一地质问题,着重研讨了岩溶塌陷地质灾害产生的不良地质作用。两年以后,共发表 140 篇岩溶地面塌陷相关的论文。七十年代末期,铁道部第二勘测设计院、八十年代初期,桂林岩溶研究所都将岩溶塌陷问题列为研究课题。九十年代初期云南地矿局将岩溶塌陷列为研究课题。因此我国对岩溶地面塌陷的研究迈向了新的台阶。2011 年,陈易玖的观点,他认为地面地震和探地雷达方法的主要进展,是对异常的识别由寻找弧转变为找波的畸变为主,而地下地球物理探测的主要进展是使用了 CT 技术和单孔测井。2011 年邱庆程认为在喀斯特发育的地区,基岩顶面、岩溶洞、溶解裂缝很复杂。常规工程地质钻井岩溶洞穴的分布,形态和连通性不容易被反映,岩溶形态和垂直发育深度不容易被描述。 1995 年广东地震 CT 断层扫描方法,应用效果显著,克服了传统工程勘察的缺点。2008 年刘崧对介绍了喀斯特勘探中的常见地球物理勘探方法:电气方法,地震法,微重力法,发散方法和地球物理测井等,指出岩溶常常由断层和断裂带发展,通过地球物理勘探方法比直接检测更容易探测到岩溶。
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第 2 章 研究区域工程地质条件及特征
 
2.1 研究区工程概况
唐山新华联广场位于唐山市新华道南侧,卫国路东侧,新街步行街西侧,地处唐百核心,出行便捷。新华联广场为住宅楼改造项目,工程投资 9 亿元人民币,总建筑面积为 390247m2,是新华联地产有唐山城市中央打造的欧洲上流生活广场。交通位置见图 2-1 所示。
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2.2 气象、水文特征
 
2.2.1 气象
本区属暖温带半湿润大陆型季风气候,季风显著,四季分明。具有春季干燥,夏季炎热,秋季凉爽、冬季寒冷的气候特点。冬季多偏北风,夏季多偏南风。多年平均气温 10.8℃(1956-2008 年),最高气温 39.6℃(1972 年 6 月 10 日),最低气温-22.7℃(1983 年 1 月 28 日),多年平均降水量 609.6 mm(1956-2008年),年最大降水量 957.9 mm(1967 年),年最小降水量 287.3mm(2002 年),降水量多集中在 6-8 月。10 月 15 日至第二年四月 15 日左右为冻结期,标准冻土深度 0.8m,全年无霜期 175-195 天。流经场区附近的主要河流为陡河。陡河:于场区东约 4km 处自西北向东南流过。上游分两支,东支管河发源于滦县蛇探峪、龙弯河发源于中赵庄,西支泉水河发源于丰润区上水路,于双桥附近汇入陡河水库。进入市区急转南下,向南流向丰南区,经稻地、尖子沽、柳树 等地于涧河村东汇入渤海。全长 120km,流域面积为 1340km2。市区有新华闸控制,对项目场区构不成威胁。
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第 3 章 研究区岩溶塌陷综合探测分析.....18
3.1 地震反射波法.........18
3.2 被动源面波勘探.....20
3.3 电磁波 CT 法原理及工作方法....... 22
3.4 软件介绍.......23
3.4.1 地震反射波法.......23
3.4.2 被动源面波...........24
3.5 研究区岩溶塌陷探测.....26
第 4 章 岩溶塌陷治理措施.......48
4.1 岩溶塌陷治理方案设计...........48
4.2 岩溶塌陷治理效果的检测.......56
4.2.1 检测方法介绍.......56
4.2.2 检测过程......57
4.2.3 检测结果......67
第 5 章 结论与建议..........69
 
第 4 章 岩溶塌陷治理措施
 
4.1 岩溶塌陷治理方案设计
唐山新华联广场 1、2#楼,位于唐山市新华西道与卫国路交叉口东南。地上25、32 层,地下 2 层。对拟建建筑物所在场区岩溶和土层扰动带的发育评价如下:拟建场区 1、2#楼勘察场区第四系地层层序基本正常,局部发现第四系土体扰动带,基岩复杂多变,溶洞、溶蚀现象多有发现,风化程度强风化~中风化,钻探过程中发生漏浆及卡钻现象,因此综合分析,场区岩溶发育和扰动带需要注浆治理。本次注浆工程主要是治理加固基础深度范围内第四系覆盖层中的扰动土体及充填、半充填或无填充物的岩洞,使处理后的土体强度尽可能的接近原强度并满足建筑对地基强度的要求。浆液采用强度等级为 32.5 级以上的矿渣硅酸盐水泥拌制而成的水泥浆,水灰比为 0.6:1.0,如注浆量超出设计量非常大且没有注满迹象,可掺加 1.5-2.5%的水玻璃,模数宜为 2.4-3.4,浓度宜为 40°Be。本工程注浆用水可采用降水井抽出来的未受污染地下水或自来水。
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结论
 
(1)通过对岩溶地质及项目周边环境进行的实地调查,掌握了唐山地区的区域地质信息,获得了大量的岩溶塌陷参数数据和地质基础资料,为后期的课题研究提供可靠的分析依据。唐山地区岩溶的形成主要分布在奥陶系石灰岩,具备岩溶发育的条件。
(2)本文依托唐山新华联广场工程,场区地下存在岩溶塌陷现象,运用地震反射波法、被动源面波勘探方法、电磁波 CT 法初步确定了唐山新华联广场地下岩溶塌陷大概位置,分别位于 1、2 号楼中间部位,通过稳定性分析,认为该地基不稳定。
(3)基于物探成果、稳定性分析对场区岩溶塌陷不稳定区域,采取了注浆的方式,进行了处理,本工程总注浆量约 1489m3,注浆孔 33 个,投入 6 台 XY-100型工程钻机,27/13DH 中风压空压机 1 台,多缸活塞式注浆泵 4 台,BW250 泥浆泵 1 台,3.5KW 立式搅拌机 4 台。平均每天大约完成 1 个注浆孔,40 天完成。
(4)采取方法钻孔抽芯、地震映像等方法对注浆进行检测,本次布设抽芯检测孔 5 个,孔内电视 5 组。可见岩溶、裂隙位置已被注入的浆液充满,芯样比较密实,无空洞等现象,钻进过程中无漏浆,掉钻、卡钻等现象,井中电视显示孔壁完整,裂隙、溶洞均已被水泥浆充填表明岩溶经过处理以后,充盈度高,结实率强。达到本次注浆效果场区稳定。
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参考文献(略)
(责任编辑:工程论文)
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