淺談杭州城市主要的地質(zhì)作用

■宋俊 許淳杰 王水晶

（浙江省工程物探勘察院 浙江杭州310000）

淺談杭州城市主要的地質(zhì)作用

■宋俊 許淳杰 王水晶

（浙江省工程物探勘察院 浙江杭州310000）

杭州城市化逐漸加快，文化、經(jīng)濟(jì)等得到了高速發(fā)展。但是城市的發(fā)展對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響與日俱增，引發(fā)一系列地質(zhì)問題。本文主要從以下六個(gè)方面闡述杭州城市的地質(zhì)現(xiàn)象：軟土地基變形及軟土處理問題；地面沉降問題；地下水問題；飽和砂土振動(dòng)液化問題；構(gòu)造斷裂與地震問題；巖溶與地面崩塌問題。

地質(zhì)現(xiàn)象地質(zhì)構(gòu)造建筑安全

0　引言

近些年，杭州的城市化進(jìn)程逐漸加快，城市面貌日新月異，城市由平面開發(fā)轉(zhuǎn)向立體空間開發(fā)，城市對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響與日俱增，環(huán)境質(zhì)量欠佳、市政設(shè)施脆弱，一遇狂風(fēng)暴雨，城市內(nèi)澇，出行不便等現(xiàn)象制約了杭州經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由此產(chǎn)生了一系列的地質(zhì)災(zāi)害，例如長(zhǎng)期和大量抽吸地下水，使大面積的水文地質(zhì)條件發(fā)生變化，引發(fā)地面沉降。經(jīng)過多年研究，筆者總結(jié)出杭州城市地質(zhì)問題主要有九個(gè)方面的問題，它們是：（一）軟土地基變形及軟土處理問題。（二）地面沉降問題。（三）地下水問題。（四）飽和砂土振動(dòng)液化問題。

1　杭州市地形地貌及地質(zhì)構(gòu)造

杭州市地形地貌類型復(fù)雜多樣，主體是丘陵地帶，諸山環(huán)抱西湖，形成“明珠”西湖“三面環(huán)山一面城”的獨(dú)特秀麗景色。杭州地貌形態(tài)劃分為三個(gè)區(qū)：中低山丘陵區(qū)、山麓溝谷區(qū)、濱海平原區(qū)。杭州地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，不同方向，不同規(guī)模的深大斷裂十分發(fā)育，主要有金馬—烏鎮(zhèn)、蕭山—球川、余杭—嘉興、昌化—普陀、孝豐—三門灣等斷裂。杭州市地震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計(jì)地震基本加速度為0.05g。

2　杭州城市地質(zhì)問題

2.1軟土地基變形與軟土處理問題

杭州在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，經(jīng)受三次海侵，沉積了三層淤泥質(zhì)軟土，厚度可達(dá)20～30m。這幾層軟土具有流變性，高壓縮性，低強(qiáng)度的特點(diǎn)，在軟土地區(qū)進(jìn)行地下工程施工時(shí)會(huì)引起周圍土體內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，隧道基地土體產(chǎn)生回彈，軟土的觸變改變了土體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降水又會(huì)引起土層再固結(jié)，當(dāng)隧道施工離地面建筑物較近時(shí)，會(huì)引起坍落和沉降等不良影響，影響建筑物質(zhì)量和安全使用。這三層軟土物理力學(xué)性質(zhì)見表2。

表2　各軟土層物理力學(xué)性質(zhì)綜合表

一般不宜以軟土作為建筑物的基礎(chǔ)持力層，當(dāng)必須采用軟土層作持力層時(shí)，應(yīng)進(jìn)行必要的地基處理，如采用堆載預(yù)壓或真空預(yù)壓或水泥攪拌樁等復(fù)合地基方案。

2.2地面沉降問題

杭州市位于長(zhǎng)江三角洲區(qū)域，地面沉降問題主要由軟土地區(qū)密集建筑群誘發(fā)的。杭州地表下廣泛分布著軟土，由建筑群引起的地面沉降日趨嚴(yán)重。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于密集建筑群誘發(fā)地面沉降的研究成果很少，缺乏對(duì)其沉降規(guī)律和機(jī)理的分析研究。杭州在這方面做的工作也不多。為此，杭州市有關(guān)部門一方面應(yīng)采取限制開采地下水的有力措施。

2.3地下水問題

杭州市地下水類型有四種：①第四系孔隙性潛水、②第四系承壓水、③基巖裂隙水、④巖溶水。對(duì)工程建設(shè)影響較大的為潛水和承壓水。第四系孔隙性潛水埋藏淺，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)一般無腐蝕性。潛水對(duì)工程建設(shè)的影響主要是降水排水時(shí)，易發(fā)生流砂或管涌，影響基坑邊坡穩(wěn)定，影響地下管道的正常使用，還會(huì)使鄰近建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜甚至傾倒。第四系承壓水頂板埋深一般為26～40m，含水層厚度20～25m。杭州東部承壓水水頭壓力30m左右，承壓水頭一般在地表下5.0～9.3m，出水量100～300m3/d。承壓水對(duì)工程建設(shè)的影響主要是：①施工時(shí)挖穿含水層頂板產(chǎn)生基坑突涌，直接威脅施工人員和工程安全；②影響基坑穩(wěn)定性。所以在地下空間設(shè)計(jì)，施工前必須查明地層情況及承壓含水層水頭情況。

2.4飽和砂土振動(dòng)液化問題

飽和砂土對(duì)工程建設(shè)的主要問題是滲透性較好，遇水易坍塌，易發(fā)生管涌和流砂，受振動(dòng)易產(chǎn)生液化，致使地基失效。應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模，從工程的抗震設(shè)計(jì)要求及地基土物理力學(xué)性質(zhì)判定液化可能性，采用標(biāo)貫判別法、靜探判別法或波速試驗(yàn)法進(jìn)行液化可能性，液化指數(shù)及液化等級(jí)的判別。由于該層土滲透性較大，基坑開挖時(shí)采取降水措施。一般基坑開挖大多采用輕型井點(diǎn)降水方案。飽和砂土振動(dòng)液化的危害性主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：①地面下沉；②地表塌陷；③地基土承載力喪失；④地面流滑。砂土振動(dòng)液化的處理方法主要分為兩種：第一種是將可液化土層全部或部分處理，挖除部分液化土層或淺層地基加固的方法。第二種是液化不嚴(yán)重時(shí)不作地基處理，著重增加上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和均衡對(duì)稱性，以及加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛性，以提高建筑物均衡不均勻沉降的能力，減少地基液化可能造成的危害。

2.5構(gòu)造斷裂與地震問題

杭州屬嘉興—常山地震帶，地震發(fā)生特點(diǎn)是地震震級(jí)小、強(qiáng)度弱、頻率低。杭州市地震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震加速度為0.05g。區(qū)內(nèi)無新構(gòu)造活動(dòng)跡象，亦無明顯的活動(dòng)性斷裂發(fā)生，區(qū)域穩(wěn)定性良好。杭州市構(gòu)造斷裂比較發(fā)育，主要有北東向的金馬—烏鎮(zhèn)斷裂、蕭山—球川斷裂和北西向的孝豐—三門灣斷裂和東西向昌化—普陀斷裂。最晚活動(dòng)時(shí)期至晚更新世（Q3），全新世（Q4）以來未活動(dòng)過。這四條斷裂屬于區(qū)域性活動(dòng)斷裂，對(duì)于重要工程建設(shè)應(yīng)盡量避開這些斷裂或采取相應(yīng)措施。

3　結(jié)束語

杭州作為世界著名風(fēng)景旅游城市和歷史文化名城，擁有豐富的自然、人文景觀，國(guó)內(nèi)外享有很高的知名度。杭州城市面貌日新月異，道路比較寬敞整潔，城市美麗宜人，人民生活比較安定富裕。但是隨著城市化進(jìn)程的加快，城市由平面開發(fā)轉(zhuǎn)向立體空間開發(fā)，城市對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響與日俱增，由此產(chǎn)生了一系列的地質(zhì)災(zāi)害。有關(guān)部門應(yīng)該對(duì)杭州地質(zhì)問題引起足夠多的重視，最大程度上避免地質(zhì)問題給人民財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失。更好了促進(jìn)杭州作為世界著名風(fēng)景旅游城市和歷史文化名城的快速發(fā)展。

[1]楊國(guó)強(qiáng).杭州市地面沉降探討 [J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào) (地球科學(xué)版).2012(03).

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-5-1