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根据哈尔滨不同地貌类型和地貌特征、不同地貌单元的不同岩土组成以及不同的工程地质物理力学指标等,可将哈尔滨分为四个工程地质区,即岗阜状高平原工程地质区(I),松花江阶地工程地质区(Ⅱ),松花江河漫滩工程地质区(Ⅲ)及阿什河、马家沟、何家沟、运粮河等河谷工程地质区(Ⅳ)。
一、岗阜状高平原工程地质区(I)
分布在哈尔滨市南半部,面积约占全区的一半左右,地貌类型为岗阜状高平原,地形起伏较大。地面海拔高度为160~21 0米,相对高差为20~50米,地势由东向西和由南向北倾斜。
该工程地质区包括的主要岩层为第四系上更新统哈尔滨组、中更新统上荒山组、下荒山组及下更新统白土山组、关家窝棚组、罗家窝棚组等。
1、哈尔滨组
主要为黄土、黄土状亚粘土,分布在岗阜状高平原的顶部,为黄色、黄褐色,块状均质,具孔隙,垂直节理发育,局部具弱湿陷性。该层中具亚粘土及细砂夹层。厚5~40米。
哈尔滨组黄土状土的天然含水量(w)为20.1~25.7%,天然孔隙比(e)为0.61~0.836,塑性指数(Ip)为9.61~11.8,液性指数(Il)为0.16~0.52,液限(Wl)为29~31.4%,压缩系数(a1-2)为0.037~0.039平方厘米/公斤,压缩模量(Es)为42.7~45.9公斤/平方厘米,地基土容许承载力(R)为18~22吨/平方米。
哈尔滨组的亚粘土夹层天然含水量(w)为13.9~21.1%,天然孔隙比(E)为0.54 6~0.723,塑性指数(Ip)为8.2~10.8,液性指数(Il)为0~0.22,压缩系数(a1-2)为0.018平方厘米/公斤,地基土容许承载力(R)为14~24吨/平方米,局部达34吨/平方米。
2、上荒山组
为黄褐色亚粘土,块状、致密,分布在岗阜状高平原的哈尔滨组黄土之下。在哈尔滨平房一带较厚,向北逐渐变薄,在哈西及香坊机场一带仅8米左右,其顶部有一层1米左右的软土透镜体。主要分布在香坊车站至香坊机场一带。厚10米。
上荒山组天然含水量(w)为20~23.5%,天然孔隙比(e)为0.56~0.715,塑性指数(Ip)为8.9~11,液性指数(Il)为0.21~0.81,地基土容许承载力(R)为21~30吨/平方米。该组自上而下因其含水量增加,塑性增强,故地基土容许承载力(R)渐有降低。
3、下荒山组
为黄色中砂、粗砂,局部夹亚粘土透镜体。砂的分选及磨圆都比较好,层位稳定,是良好的持力层。厚度20米。
下荒山组的中砂、粗砂相对密度(Dr)为0.50,属中密。地基土容许承载力(R)为21~34吨/平方米。该组的局部亚粘土、亚砂土透镜体天然含水量(w)为23.0%,天然孔隙比(e)为0.686,塑性指数(Ip)为8.8,液性指数(Il)为0.43,地基土容许承载力(R)为18~20吨/平方米。属软弱夹层。
4、白土山组
为粗砂砾石、中砂层,含高岭土质粘土。为灰、灰白色,分布于岗阜状高平原下荒山组之下,埋深一般大于30米,其项部及中部常夹有黑色淤泥质亚粘土透镜体。厚38米。
白土山组的中砂天然孔隙比(e)为O.564,相对密度(Dr)为O.050,地基土容许承载力(R)为24~34吨/平方米。
白土山组的含淤泥质亚粘土天然含水量(w)为34.6%,液限(wl)为35.8%,饱和度(Sr)为100,天然孔隙比(e)为0.903,塑性指数(Ip)为12.5,液性指数(Il)为0.9,加热损失(灼烧失重率)为6.4%,压缩系数(Es)为0.028平方厘米/公斤,压缩模量(玫)为66.0公斤/平方厘米,地基土的容许承载力(R)为12吨/平方米。
5、关家窝棚组
为黑色、灰黑色淤泥质亚粘土。分布于岗阜状高平原之东部一带,深埋于白土山组之下,厚度较小,仅3~14米。
6、罗家窝棚组
为紫红 杂棕色泥砾。分布于岗阜状高平原之东部,呈南北向条带状断续分布。深埋于关家窝棚组之下。厚3~6米。
岗阜状高平原除局部地区以外,均为较好的建筑场地,可根据具体设计要求选择不同力学强度的土体作为建筑物的基础持力层。哈尔滨组黄土、黄土状亚粘土可满足一般建筑物对地基承载力的要求,但其压缩性较高,局部具有弱湿陷性。黄土状土中的亚粘土夹层或透镜体承载力较高,可作为浅基础的持力层。黄土状土中的细砂夹层承载力低,饱水易触变,是软弱层。上荒山组的亚粘土层力学性质较好,承载力高,可作为一般高、中层建筑物的持力层,但要注意避开顶部软土透镜体。下荒山组砂层为理想持力层,可选择作为高层、超高层建筑物的基础,但其中淤泥质亚粘土为软弱层,选择时应予注意。
岗阜状高平原的地下水位埋藏深度较大,构造单一,地震烈度6度,冻土深度为两米。
二、松花江阶地工程地质区(Ⅱ)
分布在阎家岗、顾乡屯至哈尔滨火车站一带的松花江阶地上。阶地地势平坦,后缘稍高,前缘稍低,呈漫坡状。地面海拔高度为130~140米,相对高差为15米左右。
该工程地质区包括的主要岩层为第四系上更新统顾乡屯组和下更新统白土山组。
1、顾乡屯组
上部为黄土、黄土状亚粘土,团块、团粒状黄土质结构,具粗层理。分布于松花江阶地之上部,厚度10米左右。中部为灰黄、灰绿色,含泥质粉细砂、亚砂土等,厚6~7米。下部为橙黄--黄绿色中粗砂、含砾中粗砂夹淤泥质亚粘土透镜体,厚10~15米。
顾乡屯组的上部黄土、黄土状亚粘土天然含水量(w)为23.0~24.4%,饱和度(Sr)为70.88~88.12,天然孔隙比(e)为0.65~0.83,液限(Wl)为26.O~32.9%,塑性指数(Ip)为8.9~11.8,液性指数(Il)为0.24~0.58,压缩系数(a1-2)为0.021~0.028平方厘米/公斤,属强压缩土,压缩模量(Es)为4 1.3~81.4公斤/平方厘米,地基土容许承载力(R)为16~20吨/平方米。
中部含淤泥质粗细砂、亚砂土层的天然含水量(w)为21.8~25.O%,饱和度(Sr)为85.39~97.79,天然孔隙比(e)为0.68~0.69,液限(Wl)为27.0~30.0%,塑性指数(Ip)为7.4~11,液性指数(Il)为0.1~0.55,加热损失(灼烧失重率)为5.7~9.6%,压缩系数(a1-2)为0.027~0.043平方厘米/公斤,压缩模量(Es)为37.1~61公斤/平方厘米,地基土容许承载力(R)为12~20吨/平方米。
底部中粗砂相对密度大于0.5。
2、白土山组
为砂砾石、砾卵石层,呈灰、灰白色,含泥质,深埋于阶地下部,埋深30米左右。
松花江阶地工程地质区的顾乡屯组上部黄土状亚粘土可满足一般建筑物对地基承载力的要求,具弱湿陷性。中部含淤质粉细砂和亚粘土层的力学性质较差,其承载力较低,不适合作高层建筑物基础。下部的中粗砂层为较好的持力层。
松花江阶地的地下水位埋藏深度一般为5~15米。
三、松花江河漫滩工程地质区(Ⅲ)
分布于哈尔滨北部沿松花江两岸的高、低河漫滩,地势低平,地面海拔高度为111~120米,漫滩上沼泽广布,旧河道、牛轭湖发育。
该工程地质区包括的主要岩层为第四系全新统高、低河漫滩堆积及现代河床堆积和下更新统白土山组。
1、松花江高河漫滩堆积
由第四系下全新统高河漫滩堆积物组成,为淤泥质亚粘土、亚粘土,下部为细中砂。
松花江高河漫滩堆积淤泥质亚粘土的天然含水量(w)为24.9~3 1.0%,饱和度(Sr)为89.31~96.6,天然孔隙比(P)为0.75~0.86,液限(Wl)为32.9~35.0,塑性指数(Ip)为11.0~1 2.2,液性指数(Il)为1.0,加热损失(灼烧失重率)为9.6%,压缩系数(a1-2)为0.018平方厘米/公斤,压缩模量(Es)为34.9公斤/平方厘米,地基土容许承载力(R)为8~1 2吨/平方米。
该堆积物的细砂层属中密,容许承载力(R)为12~16吨/平方米。
下伏中粗砂层属中密,地基土容许承载力(R)为21~34吨。
2、松花江低河漫滩及现代河床堆积
由第四系中、上全新统低河漫滩堆积物及现代河床堆积物组成。为亚粘土、轻亚粘土、淤泥质亚粘土互层及细砂粉砂层和中粗砂层。
松花江低河漫滩及现代河床堆积中亚粘土的天然含水量(W)为25.2%,饱和度(Sr)为94.7,天然孔隙比(e)为0.74,塑性指数(Ip)为14.2,液性指数(Il)为0.38,为可塑性亚粘土。压缩系数(a1-2)为0.025平方厘米/公斤,地基土容许承载力(R)为25吨/平方米。
轻亚粘土和淤泥质亚粘土天然含水量(w)为32.09,饱和度(Sr)为73.5,天然孔隙比(e)为1.226,塑性指数(Ip)为16.26,液性指数(Il)为0.49,为可塑亚粘土。压缩系数(a1-2)为O.065平方厘米/公斤,属高压缩。地基土容许承载力(R)为7~10吨/平方米。
细砂、粉砂层饱和,地基土容许承载力(R)为12~16吨/平方米。
中砂、粗砂层属中密,地基土容许承载力(R)为24~34吨/平方米。
松花江河漫滩工程地质区亚粘土的力学性质好,承载力高,可以满足一般建筑物对地基承载力的要求。淤泥质土和粉细砂是软弱层,建筑时应将其清除或加大地基基础。粗砂层为较好的持力层,在此区修建高大建筑物时,基础应选择白土山组砂砾石层。该层地基土容许承载力大,为很好的持力层。
松花江河漫滩工程地质区的地下水位埋藏较浅,一般小于5米。低河漫滩常淹没于水下,高河漫滩亦周期性地被洪水所淹没。
3、白土山组
砂砾石层,分布在松花江高、低河漫滩堆积及现代河床堆积物之下。
四、阿什河、何家沟、马家沟、运粮河河谷工程地质区(Ⅳ)
分布于松花江支流阿什河、何家沟、马家沟及运粮河等沟谷。备沟谷除阿什河外,均较窄且河道曲折,但谷地一般较为平坦。
该工程地质区包括的主要岩层为第四系全新统,由第四系全新统的亚粘土、淤泥质亚粘土及粗砂、砾石等组成。其厚度各地不一,变化较大。
亚粘土的天然含水量(w)为26.2%,饱和度(Sr)为76.8,天然孔隙比(e)为0.928,塑性指数(Ip)为15.0,液性指数(Il)为0.45,为可塑性亚粘土。压缩系数(a1-2)为0.113平方厘米/公斤,压缩模量(Es)为15.9公斤/平方厘米,为高压缩土。地基土容许承载力(R)为16吨/平方米。
含淤泥质亚粘土的天然含水量(W)为27.0~28.4%,饱和度(Sr)为90.4~94.3,天然孔隙比(e)为0.851~0.770,塑性指数(Ip)为12.0~13.6,液性指数(Il)为0.5~0.6,可塑。加热损失(灼烧失重率)为4.8~6.2%,压缩系数(a1-2)为0.30~0.096平方厘米/公斤,压缩模量(Es)为18.1~59.9公斤/平方厘米,地基土容许承载力(R)为7~18吨/平方米。
河谷亚粘土层的力学性质好,承载力高,可适于一般建筑物需要。但其下部均为软弱层,不宜作为建筑物基础。各河谷中的压缩性亚粘土和淤泥质亚粘土承载力低,对构筑建筑物不利。在该区修建高层建筑物时,可选择底部的粗砂砾石层作为持力层。 |
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