回填土壓縮模量

A. 北京市地面沉降區含水岩組和壓縮層劃分

劉予葉超

（北京市地質環境監測總站，北京，100037）

【摘要】通過北京地面沉降區綜合基礎地質及地面沉降專項調查，查明了沉降區水文地質、工程地質條件及地面沉降分布現狀，並在典型地面沉降區開展了鑽探和各種水文地質、土工試驗工作。根據上述成果資料，首次對北京市地面沉降區的含水岩組和壓縮層組進行了劃分，初步建立北京市地面沉降地質模型，為首都地面沉降網站建設及地面沉降預警預報系統建立奠定了基礎。本文對此作一概括介紹。

【關鍵詞】北京市地面沉降含水岩組壓縮層組

1引言

1.1研究工作的目的和意義

地面沉降是指在自然和人為因素作用下，由於地殼表層土體壓縮而導致區域性地面標高降低的一種環境地質現象。地面沉降給城市建築物、道路交通、管道系統及給排水、防洪等帶來了諸多困難。特別是一些建在第四紀鬆散堆積平原區的城市，受地面沉降災害的影響尤為嚴重。

地面沉降是北京平原主要的地質災害之一，其沉降的范圍和幅度逐年擴大，目前發生地面沉降的面積已達到2815km²，累計最大沉降量約722mm。除東郊地區地面沉降仍在繼續發展外，遠郊昌平區海洛、順義城南、大興區榆垡又形成了3個新的地面沉降區。地面沉降已造成廠房、居民區樓房牆壁開裂、地基下沉、地下管道工程損壞50餘處，同時導致一些建築物的抗震能力降低和大量測量水準點失准，對首都城市建設和人民財產安全構成威脅。

本項工作的目的是初步建立北京市地面沉降地質模型，為下一步研究地面沉降機理、建設地面沉降監測網站、預測地面沉降發展趨勢、建立地面沉降預警預報系統，提出地面沉降危害防治措施，為首都規劃和城市建設提供基礎資料。

1.2研究工作概況及存在問題

北京市地面沉降主要發生在北京北部、東部、南部平原地區，該區地質研究程度較高，完成了大量的區域地質工作，水文地質、工程地質工作，環境地質、災害地質工作。

北京市地面沉降研究工作起步較晚，1984年北京市水文地質工程地質公司、北京市測繪院、北京市勘測處共同編制了《北京市地面沉降調研報告》；1985年北京市水文地質工程地質公司提交了《北京市地面沉降工程地質勘察設計》；1990年建成北京市第一個地面沉降監測站（八王墳地面沉降監測站），為研究北京市東郊地區地面沉降形成機理、發展趨勢奠定了基礎；同年提交了《北京市東郊地面沉降工程地質調查與八王墳監測站建站階段報告》；1992年提交了《北京市東郊地面沉降與地下水開采量關系研究報告》。

綜上所述，北京平原基礎地質、水文地質、工程地質研究程度較高，但以往工作主要是為工農業供水及城市開發建設服務的，對地面沉降的研究程度較低，特別是尚未劃分出北京市地面沉降區含水層組和壓縮層組，地面沉降機理、發育規律等方面的研究相對薄弱。

1.3研究工作的技術路線和方法

本次研究採用的技術方法是選擇地面沉降災害發育較重、環境地質條件具有代表性的地區，通過地面調查與測量、遙感解譯、物探等方法，查明北京平原區地面沉降歷史、現狀和發展趨勢。在典型沉降區開展了專門水文地質、工程地質鑽探，進行了大量的抽水試驗、土工試驗，查明地面沉降區的地層結構、以及含水層組和可壓縮層組的埋藏分布特徵，含水層組水文地質參數、可壓縮層組物理力學性質、土力學參數及孔隙水壓力等，為劃分沉降區含水層組和壓縮層組提供可靠依據。

2北京平原區地質環境背景

2.1氣象水文

本市氣候屬於溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫11.7℃，北京市多年平均降水量588.28mm，年降水量最大值1406mm(1959年），最小值256.2mm(1921年）。

北京地區水系屬海河流域，河網發育，大小河流100餘條，長2700km。這些河流分屬五大水系，由西向東依次為大清河水系、永定河水系、北運河水系、潮白河水系、薊運河水系，河流總體流向為自西北流向東南，最後匯入渤海。

2.2地形地貌

本市地形西北高，東南低，西部和北部是太行山脈和燕山山脈連綿不斷的群山，一般海拔高度1000～1500m，山前沖洪積扇坡降1‰～5‰，平原大部分地區坡度小於0.5‰。地貌分為西部山區、北部山區和東南平原三大單元。

2.3 平原區地質概況

2.3.1 地層

北京平原區地層，除缺失奧陶繫上統（O₃）、志留系（S）、泥盆系（D）、石炭系下、中統（C_1-2）、白堊繫上統（K₃）外，從元古界至第四系地層均有分布。地層由老到新分述如下：

（1）元古界（Pt）主要地層岩性為長城系、薊縣系、青白口系硅質白雲岩、砂岩、頁岩，局部有輕微變質。

（2）古生界（Pz）主要地層岩性為寒武系、奧陶系、石炭系和二迭系碳酸鹽岩、碎屑岩及煤系地層。

（3）中生界（Mz）主要地層岩性為侏羅系、白堊系火山熔岩、火山碎屑岩及煤系地層。

（4）新生界第三系（Tr）的始新統（E₂）主要岩性為暗紫色或豬肝色砂礫岩夾泥岩或砂質泥岩，呈半膠結狀；漸新統（E₃）主要岩性為灰色、灰褐色、灰綠色砂質泥岩，粉砂岩與含角礫凝灰岩夾黑色頁岩，灰綠色硬砂岩；中—上新統（N_1-2）主要岩性為棕黃色、棕紅色泥質砂岩、砂質泥岩，棕褐色、灰色含礫硬砂岩、硬砂岩夾細礫岩。

（5）新生界第四系（Q）在北京平原區第四系厚度變化大，由山前到平原厚度由數十米到五六百米，與下伏第三系多呈平行不整合接觸。

a.下更新統（Q₁）為河湖相沉積物，岩性為粘性土夾礫石，或粘性土與砂層互層，厚度100～300m。

b.中更新統（Q₂）一般埋藏於地表50～70m之下，西部地區較淺。其下部為黃棕、棕紅色含砂性土，含礫粗砂及礫石層，局部地區為灰黑色粘性土含砂，底部為粘性土含礫、砂礫石和鈣質結核混雜的堆積物，厚度70～110m。

c.上更新統（Q₃）在山前台地及平原區廣泛分布，山前台地岩性為黃土狀粉質粘土及黃土狀粉土，褐黃色、棕黃色。含鈣質結核，蟲孔、針孔、垂直節理發育，下部含砂礫石層，局部鈣質膠結，緻密堅硬；平原區地層以多層結構為主，岩性為砂礫石層或砂層與褐黃色、黃灰色粘性土互層。礫石粒徑由西向東逐漸變小，厚度20～90m。

d.全新統（Q₄）主要岩性一般為粘性土、細砂和砂礫石層，夾沼澤相泥炭層或有機質淤泥層，厚度一般5～10m，厚的可達20～25m。

2.3.2地質構造

北京平原區屬於中朝准地台之華北斷陷拗的西北隅，系中朝准台地新生代以來的下降區，周邊常以斷裂與鄰區為界，近一步劃分為北京迭斷陷、大興迭隆起、大廠新斷陷3個Ⅲ級構造單元（見圖1）。

圖1北京市平原區基底構造與第四系厚度圖

北京平原區主要構造形成於中生代（燕山運動），新生代以來受喜馬拉雅造山運動的影響，得到進一步的改造。在中生代末期形成了許多雁行式排列的隆起帶和凹陷帶，發育一系列的北北東和北東向斷裂，並有北西西向或北西向的張性及張扭性斷裂與其垂直或斜交。平原區主要有六條活動斷裂，分別為八寶山斷裂、黃庄—高麗營斷裂、良鄉—前門斷裂、南苑—通縣斷裂、馬坊—夏店斷裂、南口—孫河斷裂。

2.4平原區第四系水文地質條件

2.4.1地下水系統及其特徵

根據水系流域、地貌部位、地下水的含水介質結構、賦存條件和地下水水力特徵和水力聯系等，將北京平原區劃分5個系統，各系統水文地質特徵見表1。

2.4.2地下水補給、徑流、排泄特徵

第四系地下水的流動特徵，是第四系地下水補給、徑流、排泄條件的綜合體現。第四系潛水、淺層承壓水的補給來源主要為大氣降水入滲，其次為山區側向徑流補給，地表水、渠道水的滲漏補給以及農田灌溉回歸水的入滲補給。

表1第四系地下水系統特徵一覽表

潛水、淺層承壓水的排泄，主要是人工開采，其次是地下水蒸發和側向徑流排泄。平原區地下水蒸發排泄，主要集中在潛水水位埋深小於4m的地區，上部潛水對下部淺層及中深層承壓水的越流補給也是上部潛水排泄的一個途徑。

平原區潛水、淺層承壓水在天然條件下的徑流方向與地形地貌變化相一致，即由山前向平原方向運動，受集中開採的影響潛水、淺層承壓水也由降落漏斗四周向漏斗中心運動。

中深層和深層承壓水，因目前還未開采，徑流場變化不大，以水平徑流為主。

2.4.3地下水動態

（1）地下水年動態特徵

研究區潛水動態變化以氣象—開采型為主，潛水年內動態變化主要受降水和人工開採的影響。在一個水文年內，潛水位季節變化較明顯。在4～6月水位達到最低值。7～9月水位出現峰值，水位變幅可達5～10m。

承壓水是平原區主要開采目的層之一，人工開采是影響承壓水位動態變化的最主要因素。淺層承壓地下水動態類型為徑流—開采型，承壓水季節性動態變化與潛水動態變化規律基本一致，在一個水文年內，也有一次上升期和一次下降期，只是承壓水頭隨降水而出現峰值的時間有所滯後，承壓水年最低水位一般出現在5～7月，年最高水位一般出現在10至翌年2月，年水位變幅為1～3m。

（2）地下水多年動態特徵

圖2表明：20世紀70年代以前，北京市地下水開采量小，采補基本平衡，地下水基本呈天然狀態；70年代以後，由於城近郊地下水開采量大幅增加，城近郊地下水位下降很快；80年代，由於從1980年至1984年北京地區出現了連續5年的乾旱少雨氣候（5年平均降水量459.4mm），地下水補給量減少，開采量增加，地下水位快速下降，在城近郊集中開采區承壓水水位下降較快；90年代，地下水開采量基本得到控制，1994～1998年連續出現4個偏豐年份，城區地下水位有所上升；從1998年底至2003年，由於5年連續乾旱，地下水補給量減少，地下水水位與1998年年底水位相比，潛水和承壓水水位最大下降幅度均在15～20m左右，年均下降為3～4m/a。

圖2北京大學（承壓水）和首都師范大學（潛水）觀測孔地下水位動態曲線

2.5北京平原工程地質條件

北京平原位於華北平原的山前傾斜平原部位，北北東向活動斷裂構造控制了新生代以來平原區的基本格局。平原區大部分為第四系鬆散的陸相沉積物，從下更新統（Q₁）到全新統（Q₄）地層均有分布；按其成因類型可分成沖積相、沖洪積相、河湖相和山麓坡洪積相地層；地層岩性有卵礫石、砂類土及粉土、粘性土等。

在山前沿山區邊緣分布著大大小小的坡積群、洪積錐、黃土台地以及殘山、殘丘等，寬度1km至數千米不等。岩性以碎石、卵礫石和砂層透鏡體的黃土類土為主，土體結構復雜。

平原區主要由五大河流沖洪積作用形成的扇前平原，相鄰兩扇交接部位地勢略低，形成扇間窪地。該區是粘性土為主體的多層土體結構類型。

3北京地面沉降區含水岩組及壓縮層劃分

至1999年，北京市地面沉降量大於50mm的面積2815km²，大於100mm的面積為1826km²，分布在南北兩區。北區主要分布於城區及北、東、南郊區，面積約1851km²，包括東八里庄—大郊亭沉降區（沉降中心累計沉降量為722mm）、來廣營沉降區（沉降中心累計沉降量為565mm）、昌平沙河—八仙庄沉降區（沉降中心累計沉降量為688mm）及順義平各庄沉降區（沉降中心累計沉降量為250mm）；南區主要分布於大興區南部的榆垡、禮賢一帶，面積約964km2，為大興榆垡—禮賢沉降區（沉降中心累計沉降量為661mm）。

北京地面沉降與第四系地層的成因類型、岩性、厚度、結構特點、物理力學性質等內在因素密切相關，地下水開采是形成地面沉降的主要外部原因，因此劃分沉降區含水層組及壓縮層組、分析地下水含水層和壓縮層組的分布與埋藏條件、確定主要開采層和壓縮層對地面沉降貢獻的大小具有重要意義。

3.1沉降區含水岩組及壓縮層劃分的原則與依據

本次劃分含水岩組及壓縮層組的原則與依據如下：

（1）依據《北京地質志》、《北京市（1:5萬）區域地質調查報告》、水文地質勘查資料，結合本次望京站、王四營站、天竺站第四系孢粉、古地磁資料；

（2）根據第四系成因類型、時代、岩性、埋藏條件；

（3）根據平原區第四系地下水補逕排條件、地下水流動特徵及開采條件；

（4）根據可壓縮層物理力學性質指標、固結程度、原位測試指標。

3.2含水岩組劃分

根據上述原則將北京地面沉降區第四系含水層劃分為3個含水岩組（見表2）：

表2北京地面沉降區含水岩組劃分簡表

第一含水岩組（潛水、淺層承壓含水層）為全新統（Q4）和上更新統（Q3）地層；

第二含水岩組（中深層承壓含水層）為中更新統（Q2）地層；

第三含水岩組（深層承壓含水層）為下更新統（Q1）地層。

各含水組埋藏條件及水文地質特徵如下：

3.2.1第一含水岩組

廣泛分布於北京平原區，在各河流沖洪積扇頂部地區為單一砂礫石結構的潛水含水層，底板埋深20m左右；淺層微承壓水埋深20～40m，淺層承壓水埋深40～80m，含水層組底板埋深小於100m，主要為全新統和上更新統沖洪積物。根據水文地質條件、地下水類型和開采狀況等劃分潛水含水層和淺層承壓水含水層兩個亞組：

（1）潛水含水層亞組

根據水文地質結構的差異可將該組分為沖洪積扇頂部潛水區和沖洪積扇中下部潛水區。

a.沖洪積扇頂部潛水區：含水層為上更新統（Q₃）和全新統（Q₄）沖洪積相為主的砂卵礫石，構成單一潛水含水層。含水層砂卵石厚度15～120m，礫卵石呈圓狀，次圓狀，礫徑一般2～8cm，大者可達30cm。滲透系數為300～500m/d，含水層富水性好，單井出水量為5000m³/d。目前，大部分地區已成為嚴重超采區或超采區。

b.沖洪積扇中下部潛水區：含水層為上更新統（Q₃）和全新統（Q₄）沉積物，西部、北部含水層岩性以中粗砂、礫石為主，富水性較好。向東、南粒徑逐漸變細，含水層主要為粉細砂層，局部河道地區有少量砂卵礫石層，富水性由西北向東南逐漸變差。

（2）淺層承壓水亞組

含水層底界深度80～100m，主要為上更新統（Q₃）沉積物，廣泛分布於北京平原中下部地區。

永定河沖洪積扇中下部地區，含水層以多層中細砂、粉細砂層為主，局部見有1～3層砂礫石層，含水層累計厚度20～35m。根據分層抽水實驗資料，該區淺層承壓水含水層滲透系數一般在5～20m/d。單井出水量1500～3000m³/d，向下遊方向減小至500～1500m³/d。

潮白河沖洪積扇中下部地區，含水層顆粒由北向南逐漸變細，層次增多。一般由兩到三個較穩定的砂礫石層構成，含水層累計厚度20～30m。根據分層抽水試驗資料，淺層微承壓水滲透系數一般為3～5m/d，淺層承壓水滲透系數一般在10～20m/d，單井出水量3000～5000m³/d。

溫榆河沖洪積扇中下部含水層為2～3層砂礫石或砂層，含水層單層厚度5～10m。含水層累計厚度20～30m，單井出水量500～3000m3/d。

3.2.2第二含水岩組

廣泛分布於北京平原沖洪積扇中下部地區。地下水類型為中深層承壓水，含水岩組頂板埋深80～100m，底板埋深300m左右。本含水岩組為第四系中更新統（Q₂）沖洪積物、沖湖積物，岩性以中粗砂為主，部分含礫。含水層為多層結構。按開采現狀及其動態特徵分為中深層承壓水上段和下段，上段埋深100～200m，下段埋深200～300m:

（1）第二含水岩組上段

a.永定河沖洪積扇。該含水岩組底板埋深小於150m，含水層由多層砂礫石構成，累計厚度5～20m。根據分層抽水試驗資料，含水層滲透系數一般在5～30m/d，單井出水量500～1500m³/d。

b.潮白河沖洪積扇。該含水組底界深度200m左右，含水層由多層砂礫石、砂層構成，累計厚度30～50m。根據分層抽水實驗資料，上部含水層滲透系數20～25m/d，中部為10～15m/d，下部為1～5m/d，單井出水量500～3000m³/d。

（2）第二含水岩組下段

a.永定河沖洪積扇。目前永定河沖洪積扇第二含水岩組下段鑽孔揭露資料較少。

b.潮白河沖洪積扇。該含水層底界深度小於300m。主要分布於北京平原東北、東南部的凹陷區內。含水層岩性以中粗砂、礫石為主，累計厚度30～50m。單井出水量500～1500m³/d。

3.2.3第三含水岩組

該岩組主要分布在北京平原東北、東南部的凹陷中心地區。地下水類型為深層孔隙承壓水，含水組頂板埋深300m左右。含水層岩性為第四系下更新統（Q₁）沖積物、沖湖積物，岩性以中粗砂、礫石為主，含水組為多層結構，頂部有厚度大於30m的粘性土隔水層，與上部中深層承壓水含水層水力聯系差。

3.3壓縮層劃分

依據劃分原則可將北京地面沉降區可壓縮層劃分為3個壓縮層：第一壓縮層底板埋深小於100m，第二壓縮層底板埋深小於300m，第三壓縮層頂板埋深大於300m。

各壓縮層的物理力學指標見表3。

表3北京地面沉降區壓縮層物理力學指標綜合表

3.3.1第一壓縮層

第一壓縮層廣泛分布於北京平原區，底板埋深小於100m。地層岩性為第四繫上更新統沖積相、沖湖積相粉土、粘性土層，厚度小於50m到大於80m不等（見圖3）。根據其地層岩性結構和壓縮性可分為上下兩段：

（1）第一壓縮層上段：

地表以下0～10m，城區為人工回填土層，大部分地區為褐黃色粉土、粉質粘土層，可塑—硬塑，濕—飽和，中等壓縮性，Es值在8～15MPa之間。

地表以下10～15m，北京東部、東北部、北部地區為河湖淤積的粉質粘土、粘土，灰褐—灰色，含有機質，軟塑—可塑、密實度較差，壓縮性較高，Es值在4～8MPa之間，是該段主要的壓縮層；南部地區為沖洪積粉質粘土、粉土層，褐黃色、濕—飽和，可塑—硬塑、中—中上密實，Es值在10～20MPa之間。

地表以下25～40m，北京東部、東北部、東南部地區為靜水環境洪淤積的粘土、粉質粘土，灰色—灰褐色、可塑、壓縮性中等，Es值在5～10MPa之間，含有機質、螺殼，工程地質性質較差，為相對軟弱土層；南部地區為沖洪積的粉土、粉質粘土層，褐黃色，飽和，硬塑，低壓縮性，Es值在15～25MPa之間。

（2）第一壓縮層下段：

地表以下40～50m為穩定的粘土、粉土層，北京北部、東部、東北部、東南部等地區廣泛分布。岩性為灰色，褐灰色粘土、重粉質粘土層，一般呈可塑—硬塑狀態，中等密實，含水量較大，壓縮性中等，Es值在12～22MPa之間；在北京南部地區岩性為粉土、粉質粘土層，褐黃色，飽和，硬塑，壓縮性低，Es值在18～28MPa之間。

圖3地下0～l00m壓縮層等厚度分區圖

地表以下50～100m為3～4層砂層夾2～3層粉質粘土、粘土層，在沉降區廣泛分布。粉質粘土、粘土層多呈透鏡體狀，厚度20～40m不等。粉質粘土、粘土層為灰褐色一黃褐色，飽和，局部含有機質，可塑～硬塑，中低壓縮性，Es值在20～26MPa之間。

3.3.2第二壓縮層

廣泛分布於北京沖洪積扇中下部地區，岩性為中更新統（Q2）沖洪積、沖湖積的粉土、粉質粘土、粘土層。在北京西南部，該組底板埋深一般小於150m；在北京東部、北部該組底板埋深可達280m左右（見圖4）。壓縮層占總厚度的比例一般為0.6～0.8。以埋深200m為界，可分為上下兩段。

（1）第二壓縮層上段

該段上部為10～30m左右的粉土、粉質粘土、粘土層，夾粉細砂薄層。在北京東部、東北部地區為沖洪積粉質粘土、粘土層，灰褐色—褐黃色，飽和，硬塑，結構緻密，局部夾灰黑色粉土、粉砂層，含水量為25～34%，壓縮模量Es值在21～33MPa之間；在北京南部地區為沖洪積褐黃色粉土、粉質粘土層，結構緻密，硬塑—堅硬狀態，壓縮性低，含水量20～30%，壓縮模量Es值在30～35MPa之間。

圖4地下100～200m壓縮層等厚度分區圖

該段中下部為粉質粘土層。灰褐色、灰黃，飽和、硬塑、壓縮性低，壓縮模量Es值在35～50MPa之間。局部地區分布有大量淤泥及淤泥質粘土層，壓縮性相對較高，壓縮模量Es值在20～25MPa之間。

（2）第二壓縮層下段

該段上部為厚15～25m左右的粉質粘土層，岩性為灰黑—灰褐色—灰黃色粉質粘土、粘土層，飽和、硬塑、結構緻密、壓縮性低，壓縮模量Es值在50～70MPa之間。

該段中下部為灰褐—灰黑色粉質粘土層，夾灰褐色粉土、粉細砂薄層，一般呈硬塑—堅硬狀態，結構密實，壓縮性低，壓縮模量Es值在50～70MPa之間。局部區域含淤泥質粘土及淤泥層，壓縮性相對較高，壓縮模量僅為27.7MPa。

3.3.3第三壓縮層

主要分布在北京凹陷中心區范圍內，為第四系下更新統（Q1）河湖相沉積的灰褐色、灰色粉質粘土、粘土層。結構緻密，大部分呈堅硬狀態，密實度高，壓縮模量大部分大於70MPa。400m以下土層多呈固結狀態，有膠結現象，壓縮模量大部分大於100MPa，壓縮性極低。壓縮層中夾沖洪積、冰水沉積的黃色中粗砂、圓礫石層，密實度高。

4結論

（1）北京平原區地下水劃分為永定河沖洪積扇系統，潮白河沖洪積扇系統，拒馬河、大石河沖洪積扇系統，溫榆河沖洪積扇地下水系統，薊運河沖洪積扇系統等五個地下水系統。按含水介質成因類型、地層時代、岩性及埋藏條件等，將北京地面沉降區的含水層劃分為3個含水岩組：

第一含水岩組含水組底板埋深小於100m，在沖洪積扇頂部或中上部以單一結構的砂卵礫石層為主，地下水類型主要為潛水。沖洪積扇中下部及沖湖積平原區為多層結構，地下水類型主要為潛水、淺層微承壓水、淺層承壓水；

第二含水岩組主要分布於沖洪積扇中下部及沖湖積平原區，為多層結構。地下水類型為中深層承壓水。永定河沖洪積扇底板埋深大部分地區小於150m，潮白河沖洪積扇底板埋深達270～280m；

第三含水岩組主要分布在北京平原東北、東南部的凹陷中心區。地下水類型為深層承壓水，頂板埋深270～280m。

（2）根據土體成因類型、地層時代、岩性、埋藏條件，物理力學性質、固結程度、原位測試指標，將北京地面沉降區劃分為3個壓縮層：

第一壓縮層廣泛分布於北京平原區，底板埋深一般小於100m。整體上由西向東、由北向南，壓縮層由沖洪積相的粉土逐漸過渡為沖洪積、湖積相粉質粘土、粘土層，一般呈可塑—硬塑狀態，為正常固結土。

第二壓縮層廣泛分布於北京沖洪積扇中下部地區。岩性為中更新統沖洪積、沖湖積的粉土、粉質粘土、粘土層。北京平原西南部該組底板埋深一般小於150m；平原東部、北部該組底板埋深可達280m左右。壓縮層占總厚度的比例一般為0.6～0.8，粘性土呈可塑—硬塑狀態，為超固結土。

第三壓縮層主要分布在北京平原凹陷中心區范圍內，頂板埋深大於270m。壓縮層以粘土為主，呈堅硬狀態，為超固結土。

本次對沉降區含水層組及壓縮層組的劃分，以及獲取的各含水層組及壓縮層組基本地質參數，為下一步地面沉降監測網站建設、地面沉降預警預報系統建立奠定了堅實基礎。

參考文獻

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[5]馮曉臘，沈孝宇.飽和粘性土的固結特性及其微觀機制的研究.水文地質工程地質.1991,（1）

[6]謝振華等.首都地區地下水資源和環境調查評價.北京市地質調查研究院，2003

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[9]北京市地質勘察院.北京市東郊地面沉降與地下水開采量關系研究報告.1992

[10]北京市用水調研課題組.北京市用水調研與需水預測研究報告.2002

[11]王子國等.北京市區域地質志.1991

B. 素填土材料參數

素填土，鬆散～稍密，均勻性差，填齡長短不一，其工程特性差，天然重度取20.0KN/m3(經驗值)，飽和重度取20.5 kN/m3(經驗值)，若作一般回填土使用壓實系數可取0.94；若要作基礎持力層使用時，需進行人工處理，在施工時，填土經換填、分層夯實均勻（夯實系數≥0.96）、並應設砂礫石墊層，且承載力特徵值採用靜載荷試驗、靜力觸探等原位試驗進行復核後，可作單層或荷載要求小的擬建物基礎持力層。

C. 回填土的工程量怎麼計算

土(石)方回填按設計圖示尺寸以體積計算。

(1)場地回填：回填面積乘以平均回填厚度。

(2)室內回填：主牆間凈面積乘以回填厚度。

(3)基礎回填：挖方體積減去設計室外地坪以下埋設的基礎體積(包括基礎墊層及其他構築物)。

(4)管溝回填：挖土體積減去墊層和直徑大於200的管溝體積。

不管是開挖還是回填都先看你的這個土方是什麼類型的，根據不同類型的土方選用不同的方法來計算，如果是大面積場地的開挖回填肯定是要用方格網或三角網，如果是狹長的帶狀土方工程挖填肯定是斷面法，你可以根據不同的類型來選擇相應功能的土方軟體。

(3)回填土壓縮模量擴展閱讀：

（1）溝槽、基坑回填土體積以挖方體積減去設計室外地坪以下埋設物（包括基礎墊層、基礎等）體積計算。

溝槽、基坑回填土工程量=挖土體積—室外地坪以下埋設的基礎、墊層等所佔的體積

（2）房心回填土，按主牆之間的面積乘以回填土厚度計算。房心回填土是指室外地坪以上至室內地面墊層之間的回填，也稱室內回填土。

房心回填土工程量=主牆之間的凈面積 * 回填土厚度

=（底層建築面積—主牆所佔面積）* 回填土厚度

=（S1-L中 * 外牆厚度-L內 * 內牆厚度） * 回填土厚度

式中 回填土厚度——設計室外地坪至室內地面墊層間的距離。

（3）管道的溝槽回填土體積按挖方體積減去管徑所佔體積計算。管徑在500mm以下的不扣除管道所佔體積；管徑超過500mm以上時，按下表規定扣除管道所佔體積。

回填方法

（1）人工填土方法

（2）機械填土方法一般有推土機填土；鏟運機填土；汽車填土三種。

（3）壓實方法一般有碾壓法、夯實法和振動壓實法以及利用運土工具壓實。對於大面積填土工程，多採用碾壓和利用運土工具壓實。較小面積的填土工程，則宜用夯實工具進行壓實。

施工方法

（1）毛石混凝土的厚度不宜小於400毫米。澆築時，應先鋪一層8～15厘米厚混凝土打底，再鋪上毛石，毛石插入混凝土約一半後，再灌混凝土，填滿所有空隙，再逐層鋪砌毛石和澆築混凝土，直至基礎頂面，保持毛石頂部有不少於10厘米厚的混凝土覆蓋層。所摻加毛石數量應控制不超過基礎體積的25%。如果是在鋼筋混凝土基礎內放置毛石，可以先用綁絲將毛石吊在鋼筋上再澆灌混凝土。

（2）毛石鋪放應均勻排列，使大面向下，小面向上，毛石間距一般不小於10厘米，離開模板或槽壁距離不小於15厘米。

（3）對於階梯形基礎，每一階高內應整分澆築層，並有二排毛石，每階表面要基本抹平；對於錐形基礎，應注意保持斜面坡度的正確與平整，毛石不露於混凝土表面。

工藝：

1、工藝流程：

基坑(槽)底地坪上清理 → 檢驗土質 → 分層鋪土、耙平 → 夯打密實 → 檢驗密實度 → 修整找平驗收

2、填土前應將基坑（槽）底或地坪上的垃圾等雜物清理干凈；肥槽回填前，必須清理到基礎底面標高，將回落的鬆散垃圾、砂漿、石子等雜物清除干凈。

3、檢驗回填土的質量有無雜物，粒徑是否符合規定，以及回填土的含水量是否在控制的范圍內；如含水量偏高，可採用翻鬆、晾曬或均勻摻入干土等措施；如遇回填上的含水量偏低，可採用預先灑水潤濕等措施。

4、回填土應分層鋪攤。每層鋪土厚度應根據土質、密實度要求和機具性能確定。一般蛙式打夯機每層鋪土厚度為200～250mrn；人工打夯不大於200mm。每層鋪攤後，隨之耙平。

5、回填上每層至少夯打三遍。打夯應一夯壓半夯，窮夯相接，行行相連，縱橫交叉。並且嚴禁採用水澆使土下沉的所謂「水夯」法。

6、深淺兩基坑（槽）相連時，應先填夯深基礎；填至淺基坑相同的標高時，再與淺基礎一起填夯。如必須分段填夯時，交接處應填成階梯形，梯形的高寬比一般為1∶2。上下層錯縫距離不小於1.0m。

7、基坑（槽）回填應在相對兩側或四周同時進行。基礎牆兩側標高不可相差太多，以免把牆擠歪；較長的管溝牆，應採用內部加支撐的措施，然後再在外側回填土方。

8、回填房心及管溝時，為防止管道中心線位移或損壞管道，應用人工先在管子兩側填土夯實；並應由管道兩側同時進行，直至管項0.5m以上時，在不損壞管道的情況下，方可採用蛙式打夯機夯實。在抹帶介面處，防腐絕緣層或電纜周圍，應回填細粒料。

9、回填土每層填土夯實後，應按規范規定進行環刀取樣，測出干土的質量密度；達到要求後，再進行上一層的鋪土。

10、修整找平：填土全部完成後，應進行表面拉線找平，凡超過標准高程的地方，及時依線鏟平；凡低於標准高程的地方，應補土夯實。

填土壓法

（一）碾壓法：碾壓法是利用機械滾輪的壓力壓實土壤，使之達到所需的密實度。碾壓機械有平碾及羊足碾等。

（二）夯實法：夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤，土體孔隙被壓縮，土粒排列得更加緊密。人工夯實所用的工具有木夯、石夯等

（三）振動壓實法：振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面，在壓實機振動作用下，土顆粒發生相對位移而達到緊密狀態。振動碾是一種震動和碾壓同時作用的高效能壓實機械，比一般平碾提高功效1~2倍，可節省動力30%

D. 回填土的承載力達到要求，為什麼不代表不沉降

因為對於地基土來說建築物的荷載是後加上去的，地基土長期受該荷載作用逐漸驅於密實（相對於原圖的密實度），任何物體受壓力作用都會被壓縮的，因此即使土的承載力達到要求建築物還是會沉降。

E. 素填土的壓縮模量是多少常規的數值是多少

壓縮模量（Es）：是指在側限條件下受壓時壓應力δz與相應應變qz之比值；即
Es＝ δz/ qz 單位：Mpa
壓縮模量與壓縮系數之關系：Es越大，表明在同一壓力范圍內土的壓縮變形越小，土的壓縮性越低。
Es＝1+e1/a
式中：e1 ：相應於壓力p1時土的孔隙比。
a ：相應於壓力從p1 增至p2時的壓縮系數。

變形范圍：
粗砂：33-46MPa,中砂：33-46，細砂：24-37，粉砂：10-14；粉土：11-23，黏土范圍較大，詳細取值可參考工程地質手冊

F. 用片石和碎石屑（比例7:3）回填場地8~10m，分層30cm一層碾壓，壓實系數93%，那麼該回填壓縮模量大概多少

這個要看具體的施工工藝了，一般用片石和碎石屑回填達到10MPa，應該沒什麼壓力。

G. 工程中回填土的壓實度與沉降量什麼關系

沒有直接關系。
舉例說明：如果假定回填土壓實度為100%（用素混凝土回填），但沉降量還是存在。所以說壓實度與沉降量沒有直接關系。
沉降量與回填前的地基承載力，回填後的載重以及時間成正比，即與回填後的整體回彈模量和荷載成正比。

H. 回填土體積是指壓縮土後土的體積還是自然土方的體積

回填土是經過壓實以後的體積，以壓實方計量。

I. 如何檢測土壤和回填土承載力及劣實程度

地基承載力: 指地基土單位面積上所能隨荷載的能力.地基承載力問題屬於地基的強度和穩定問題. 地基承載力確定的途徑 目前確定方法有: 1.根據原位試驗確定:載荷試驗,標准貫入,靜力觸探等.每種試驗都有一定的適用條件. 2.根據地基承載力的理論公式確定. 3.根據《建築地基基礎設計規范》確定. 根據大量測試資料和建築經驗,通過統計分析,總結出各種類型的土在某種條件下的容許承載力,查表. 一般:一級建築物:載荷試驗,理論公式及原位測試確定f; 一級建築物:規范查出,原位測試;尚應結合理論公式; 一級建築物:鄰近建築經驗. 確定地基承載力應考慮的因素 地基承載力不僅決定於地基的性質,還受到以下影響因素的制約. 1.基礎形狀的影響:在用極限荷載理論公式計算地基承載力時是按條形基礎考慮的,對於非條形基礎應考慮形狀不同地基承載的影響. 2.荷載傾斜與偏心的影響:在用理論公式計算地基承載力時,均是按中心受荷考慮的,但荷載的傾斜荷偏心對地基承載力是有影響的. 3.覆蓋層抗剪程度的影響:基底以上覆蓋層抗剪強度越高,地基承載力顯然越高,因而基坑開挖的大小和施工回填質量的好壞對地基承載力有影響. 4.地下水的影響:地下水水位上升會降低土的承載力. 5.下卧層的影響:確定地基持力層的承載力設計值,應對下卧層的影響作具體的分析和驗算. 6.此外還有基底傾斜和地面傾斜的影響:地基土壓縮性和試驗底板與實際基礎尺寸比例的影響.相鄰基礎的影響,加荷速率的影響和地基與上部結構共同作用的影響等. 在確定地基承載力時,應根據建築物的重要性及結構特點,對上述影響因素作具體分析.