郑州市区工程地质条件及问题探讨
王荣彦
摘要：根据郑州市区地形地貌、岩土组合关系及地下水条件等将郑州市区分为三个大的工程地质分区，并综述其工程地质条件及其差异，最后提出三个分区存在的主要岩土工程问题。

关键词：郑州市区工程地质条件及问题
1概述
郑州市位于河南省东部，按其地貌单元特点，以东属黄河冲积平原，地形平坦，地面高程在85-100m，以西为弱切割的黄土丘陵区，地形略有起伏，地面高程在150-110m之间，地形由西南向东北倾斜。

2郑州市区的工程地质条件
根据郑州市区地形、地貌特点，岩土体组合关系及地下水条件可将郑州市区大致
分为三个工程地质区，大致以西开发区瑞达路及南阳路、东西大街及郑汴路一线分界，东北部分属Ⅰ区；西南部分属Ⅱ和Ⅲ区，而Ⅱ和Ⅲ区大致以京广路为界，东南区属Ⅱ区，西南区属Ⅲ区（详见图1），各区工程地质特征详见表2.1、2.2、2.3。

图1 郑州市区工程地质条件分区示意图
Ⅰ区工程地质特征一览表表2.1
Ⅰ区：为典型的二元结构，以上细下粗为其特征，上部由黄色、灰色稍密粉土夹灰色软塑的粘性土组成，一般厚15-19m，下部为中密-密实的粉细砂，一般为市区小高层建筑、部分高层建筑较好的桩端持力层。

本区30m勘探深度内地下水可分为二层水，即潜水与承压水，水位埋深一般为1-5m。

程地质特点，分布于市区东北部。

Ⅱ区：由黄色稍密-中密粉土与稍密-中密粉细砂互层组成，厚15m左右，地下水为潜水，水位埋深一般7-10m。

本区以黄色为主色调，粉土与粉砂互层为其工程地质特点，分布于市区东南部。

Ⅲ区：上部为具轻微湿陷性的黄土状粉
土，厚3-5m，以下为中密粉土与硬塑粘性土组成，局部夹2-3层中密细砂。

地下水属潜水，水位埋深一般在15-30m。

本区以黄色为主色调，以上部为黄土状粉土，下部为中密粉土或硬塑粘性土为其工程地质特点。

3 郑州市区存在的主要岩土工程问题
3.1基础选型问题
根据郑州市区多年勘察经验，郑州市区特别是郑州东区（Ⅰ区）多层建筑、高层建筑的基础选型已比较成熟且具有与时俱进的特点。

以Ⅰ区所在的建筑工程场地为例，对多层建筑多采用条形基础、筏板或条基下水泥土搅拌桩复合地基，对小高层建筑多采用CFG桩，高压旋喷桩、静压桩基础，对高层建筑以往多采用钻孔灌注桩基础，近年来多采用静压桩基础，少量采用CFG桩复合地基，且近年来，静压方桩与静压预应力管桩以其工期短、造价低、施工质量保证程度高且对环境影响较小的优势，有其应用愈来愈广泛的趋势。

关于这方面详细内容可参考文献6。

3.2场地液化问题及对策措施
场地液化问题主要分布于Ⅰ区。

根据多年的实践经验，Ⅰ区大部分地段为轻微液化场地，但在Ⅰ区东北如姚桥、祭城一带存在中等液化场地，液化土层多为10m以上的稍密粉土。

郑州市区遇到的多为丙类建筑，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.3.6条规定，对建在轻微液化场地上的丙类建筑可不处理地基，这样对一般的高层建筑可不考虑该问题；对建在中等液化场地上的丙类建筑则需对基础和上部结构进行处理或采取更高要求的措施，可结合基础可能采用的基础型式并结合工期、经济因素综合考虑。

3.4基坑支护降水问题及对策措施
近20年来，郑州市区尤其是郑州东区小高层、高层建筑邻次栉比，这些建筑物一般设有1-2层地下室，有的为3层地下室，其基坑开挖深度一般5-9m，少数在12-17m，由于东区地层的工程地质条件较差（软土、水位高、粉土液化等）再加上建筑场地大多位于闹市区，周边环境条件复杂，基坑的支护、降水问题尤其重要，稍有不甚，常常导致周边道路、房屋拉裂、基坑坍塌，引起较大的质量事故及民事纠纷。

根据郑州多年支护施工经验，对5-7m浅基坑并考虑周边环境条件的重要性，多采用土钉墙、复合土钉墙（其中的竖向微型桩可为水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、微型钢管桩或预应力锚杆）、放坡素喷等支护型式；对大于7m以上基坑多采用桩锚（锚杆（索）为一道锚、二道锚或三道锚）支护型式，而内支撑用的较少。

降水多采用水泥管井与轻型井点相结合的降水方法，效果较好。

3.3场地防空洞问题及对策措施
郑州西区（Ⅲ区）工程地质条件较好，地下水位低，在六十、七十年代修筑了大量的人防工程，一般埋藏深度在地表下5-7m，防空洞宽度一般干道宽度3-4m，支道宽度1.5-2.0m左右，一般为砖砌直墙半圆拱。

显然防空洞位于多层及小高层建筑的持力层或主要受力层内，当建筑物无法避开时必须进行地基稳定性分析并采取处理措施。

根据多年处理经验，处理防空洞多采用以下方法：
1、封仓加固法：即在查明防空洞空间分布的基础上，沿防空洞每隔一定距离（一般5-10m）砌筑横隔墙，进行分仓加固。

然后回填并对防空洞内及洞顶与土层体间缝隙进行注浆加固。

2、人工挖孔穿越法
一般与结构可能采用的基础型式结合即将上部荷载通过竖向桩传递至防空洞以下较好的持力层上，而桩穿过防空洞侧的部分土层较少受力或不受力。

3、大开挖法
当防空洞埋藏较浅时采用大开挖法比较经济有效，且处理比较彻底。

3.4黄土状粉土湿陷性问题及对策措施
郑州市区的黄土状粉土一般为非自重湿陷性黄土，一般为Ⅰ级轻微湿陷，厚度3-5m，湿陷系数在0.015-0.036之间。

根据湿陷性黄土地区建筑规范(GB50025-2004)有关规定，对建在Ⅰ级轻微湿陷性黄土上的丙类多层建筑，地基处理厚度不应小于1m，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压
力不应小于100KPa，并应采取结构和基本防水措施；对建在Ⅰ级轻微湿陷性黄土上的乙类建筑，必须消除地基的部分湿陷量，即对乙类建筑处理厚度不应小于地基压缩层深度的2/3，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力不应小于100KPa，并应采取结构和检漏防水措施。

参考文献：
[1] GB50021-2001，岩土工程勘察规范
[2] JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范
[3] GB50025-2004，湿陷性黄土地区建筑规范
[4] JGJ94-94，建筑桩基技术规范
[5] JGJ72-2004，高层建筑岩土工程勘察规范
[6] 王荣彦：郑东新区高层建筑基础选型探讨《岩土工程界》（05.12 33-37）。