某中學(xué)建設(shè)場地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估淺析

邢銘汕

（廣東省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì)，廣東 汕頭 515021）

中國是地質(zhì)環(huán)境脆弱、地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國家之一。地質(zhì)災(zāi)害可能對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)安全造成巨大威脅，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估能夠準(zhǔn)確反映當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害的種類、強(qiáng)度、密度、發(fā)展趨勢，是優(yōu)化防治措施、減少災(zāi)害損失的重要措施，是了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害范圍和呈現(xiàn)形式的基礎(chǔ)，例如，在榕江沖積平原地區(qū)，地面沉降是當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害的主要類型之一。以某中學(xué)建設(shè)場地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估為例，對(duì)該場地已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性做出現(xiàn)狀評(píng)估，依據(jù)評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合工程建設(shè)項(xiàng)目類型、規(guī)模、施工方式，預(yù)測工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中和建成后，造成地質(zhì)環(huán)境的改變及影響，預(yù)測評(píng)估工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害及工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型、分布范圍、規(guī)模大小、危害性及危險(xiǎn)性。結(jié)合現(xiàn)狀評(píng)估和預(yù)測評(píng)估對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合分析，結(jié)合工程在建設(shè)過程中引發(fā)或加劇、可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大小進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)，并對(duì)各區(qū)段的地質(zhì)災(zāi)害類型、地質(zhì)災(zāi)害的危害性及危險(xiǎn)性分別進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)建設(shè)項(xiàng)目用地適宜性進(jìn)行評(píng)估，提出防治措施和建議。

1 評(píng)估區(qū)概況

擬建場地位于榕江沖洪積平原，原始地形較平坦。評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，屬于重要建設(shè)項(xiàng)目，擬建工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估等級(jí)為一級(jí)[1]。位于地面沉降地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)內(nèi)。評(píng)估區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害類型為地面沉降，規(guī)模很小。

2 地質(zhì)災(zāi)害類型預(yù)測

評(píng)估區(qū)地層為第四系海陸交互相沉積層，上部土層中存在流塑狀淤泥層，工程物理力學(xué)性質(zhì)差，潛在產(chǎn)生地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的可能。根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)資料，宿舍綜合樓存在基坑開挖工程，建設(shè)過程中潛在產(chǎn)生基坑崩塌/滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能。地面沉降的具體原因:由于柔軟的軟土層以及壓縮性和低強(qiáng)度等特點(diǎn)的廣泛分布，在負(fù)荷作用下可能會(huì)引起較大的沉降。軟土還由于瀝青弱、排水時(shí)間長，導(dǎo)致沉降穩(wěn)定性周期長。另外，由于軟質(zhì)土的強(qiáng)度低，上面的負(fù)荷速度快時(shí)，水流會(huì)使地面下沉。墻壁和道路的表面固定不均勻，將墻壁、地面(路面)分割使得地面沉降發(fā)生。

3 地質(zhì)環(huán)境條件

綜合分析各地質(zhì)環(huán)境因素對(duì)評(píng)估區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害的形成、發(fā)育所起的作用和性質(zhì)，從而確定巖土體工程地質(zhì)條件及人類工程活動(dòng)是地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的主導(dǎo)因素，從屬因素是水文地質(zhì)條件，誘發(fā)因素是氣象災(zāi)害條件[2]。地質(zhì)環(huán)境條件的綜合評(píng)估較為復(fù)雜。

3.1 區(qū)域地質(zhì)背景

評(píng)估區(qū)區(qū)域上位于新華夏系構(gòu)造第二復(fù)式隆起帶的南東側(cè)，并與南嶺東西向復(fù)雜構(gòu)造帶南部東段交接部位，屬于閩粵東部沿海差異性明顯的斷塊活動(dòng)區(qū)。評(píng)估區(qū)地處華南地震區(qū)泉州—南澳地震帶內(nèi)，屬地震基本烈度Ⅶ度區(qū)第二組，設(shè)計(jì)地震基本加速度值為0.20g。評(píng)估區(qū)內(nèi)地表沒有發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，評(píng)估區(qū)雖處于榕江斷裂附近，但自第四系以來斷裂活動(dòng)性較弱，區(qū)域地殼穩(wěn)定屬基本穩(wěn)定，對(duì)建設(shè)工程有較大影響。場地土類型為軟弱場地土，建筑場地類別屬Ⅳ類，該場地屬抗震設(shè)防不利的場地。區(qū)域地質(zhì)背景復(fù)雜程度屬中等。

3.2 氣象、水文

評(píng)估區(qū)地處東南沿海，氣候?qū)儆谀蟻啛釒駶櫺蜌夂騾^(qū)。瀕臨南海，受海洋氣候調(diào)節(jié)，冬夏季風(fēng)影響明顯，氣候特征表現(xiàn)為風(fēng)害較多，雷暴較頻，雨量集中，夏季較長，冬季短，溫和濕潤，偶有霜凍。由于降雨強(qiáng)度大，大雨、暴雨日數(shù)多，且時(shí)間集中，出現(xiàn)大暴雨及單次降雨量強(qiáng)度極大的災(zāi)害性天氣，易引發(fā)洪澇氣象災(zāi)害。故氣象、水文因素對(duì)擬建工程有一定影響。氣象、水文條件為中等。

3.3 地形地貌

評(píng)估區(qū)地處榕江沖洪積平原，地勢平坦開闊，地形坡度小于5°，場地地形地貌條件復(fù)雜程度屬簡單，對(duì)工程建設(shè)影響小。

3.4 地層與巖石

根據(jù)野外調(diào)查及工程勘察資料揭露，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，評(píng)估區(qū)分布的地層為第四系海陸交互相沉積層（Qmc），第四系人工填土層（Q4ml），巖性為粉質(zhì)粘土、中粗砂、淤泥、淤泥質(zhì)土，呈灰白色、淺灰色、灰黃色、深灰色、黃色，揭露厚度51.0～53.2m。下伏巖石為晚侏羅世文祠序列烏石崠單元（J3W）。巖性為中細(xì)粒黑云母二長花崗巖，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石呈淺灰白色，微風(fēng)化后常呈黃褐色。巖石主要礦物由斜長石（27%～35%）、鉀長石（30%～40%）、石英（30%～35%）、黑云母（2%～5%）及少量角閃石組成，副礦物主要為磁黃鐵礦、綠簾石、鋯石、磁鐵礦、黃鐵礦、褐簾石、磷灰石等。巖土分層多，厚度變化大，綜合評(píng)定地層與巖石復(fù)雜程度為復(fù)雜。

3.5 地質(zhì)構(gòu)造

評(píng)估區(qū)及其周邊地帶的榕江沖洪積平原在第四紀(jì)期間沉積了厚逾80m的松散堆積層，使在此通過的潮安—普寧斷裂、榕江斷裂、榕城斷裂成為基底斷裂。根據(jù)評(píng)估區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查，評(píng)估區(qū)無基巖出露，鉆孔未揭露到基巖。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料分析，評(píng)估區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜程度中等，區(qū)域地殼穩(wěn)定性屬基本穩(wěn)定，對(duì)建設(shè)工程影響較大。

3.6 巖土體類型及工程地質(zhì)性質(zhì)

（1）評(píng)估區(qū)巖土體分層多，巖土層厚度變化大，各土層工程力學(xué)性質(zhì)具有一定差異性，不良工程地質(zhì)問題明顯，評(píng)估區(qū)地表未發(fā)現(xiàn)斷裂通過，場地穩(wěn)定性為基本穩(wěn)定[3]。巖土體對(duì)擬建工程存在一定不良影響。工程地質(zhì)條件為復(fù)雜。場地地層按地質(zhì)成因分為第四系人工填土層（Q4ml）、第四系海陸交互相沉積層（Qmc），自上而下分述：第四系人工填土層（Q4ml），第四系海陸交互相沉層（Qmc）包括：淤泥、中粗砂、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土。

（2）場地內(nèi)揭露的地層為第四系海陸交互相沉積層，場地巖性主要由粘性土層、淤泥層、砂性土層組成，淤泥、淤泥質(zhì)土呈流塑狀；粉質(zhì)粘土、粘土呈可塑狀；中粗砂呈中密—密實(shí)狀。場地巖土體分層較多，物理力學(xué)性質(zhì)離散性較大；淺部淤泥土層在建（構(gòu)）筑物的荷載作用下，排水固結(jié)，工程建設(shè)將潛在地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的可能。

根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)資料，宿舍綜合樓（構(gòu)）筑物存在基坑開挖工程。填土、淤泥其工程物理力學(xué)性質(zhì)具有低強(qiáng)度、易觸變等特點(diǎn)，在基坑開挖或基礎(chǔ)施工期間，若基坑支護(hù)措施不當(dāng)，土體由于自重作用，剪切力減弱，土體容易產(chǎn)生滑動(dòng)，可能引發(fā)基坑邊坡失穩(wěn)，導(dǎo)致發(fā)生基坑邊坡滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

（3）不良工程地質(zhì)問題。引起評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要的不良工程地質(zhì)問題有：填土不均勻性問題、軟土層問題、飽和砂土液化問題、土的腐蝕性問題。

①填土不均勻性問題。擬建項(xiàng)目場地內(nèi)填土主要為素填土，素填土其物質(zhì)成分、顆粒級(jí)配、均勻性、密實(shí)度等差異大，潛在水土流失、不均勻沉降等不良地質(zhì)作用；一般填土，未進(jìn)行工程壓密處理，會(huì)產(chǎn)生較大的自重壓密固結(jié)，在未完成自然重壓固結(jié)之前，其沉降量一般較高，承載力低，不能作為基礎(chǔ)的持力層。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，建議對(duì)其進(jìn)行大面積夯實(shí)加固改良處理，以消除安全隱患。

②軟土層問題。場內(nèi)軟弱土層主要為淤泥以及淤泥質(zhì)土，廣泛分布于評(píng)估區(qū)內(nèi)，埋深較淺，具有高含水率、大孔隙比、高壓縮性、高靈敏度、低強(qiáng)度等特征，物理力學(xué)性質(zhì)極差的特點(diǎn)，在荷載作用下將出現(xiàn)較大沉降量；因軟土透水性微弱，排水固結(jié)時(shí)間長，故沉降穩(wěn)定時(shí)間也較長[4]。另外，由于軟土的強(qiáng)度低，若上部加載速率較快，則可能因流變導(dǎo)致地面沉降。工程建設(shè)將面臨地面沉降和不均勻沉降的影響。為防止地面沉降及不均勻沉降，避免影響建筑物的地基基礎(chǔ)穩(wěn)定及安全，應(yīng)對(duì)場地內(nèi)的軟土層采取工程措施進(jìn)行處理。

③飽和砂土液化問題。本場地飽和砂土為可液化砂土，場地地基屬輕微液化等級(jí)。

④場地土腐蝕性問題。擬建場地地下水環(huán)境類型為Ⅱ類，素填土為強(qiáng)透水層，地層滲透性分類為A類，地下水位以上的土層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋均具微腐蝕性。建議按相應(yīng)等級(jí)進(jìn)行設(shè)防。

3.7 水文地質(zhì)

評(píng)估區(qū)內(nèi)地下水的賦存與分布，主要受氣象水文、地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造控制。評(píng)估區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水，賦存于第四系沖洪積層中，含水層巖性主要為粗砂、中砂，含水層厚度大，含水性較好，透水性較強(qiáng)，水量豐富。補(bǔ)給方式有降雨滲入補(bǔ)給及榕江北河水側(cè)向補(bǔ)給，并與潮汐有一定的聯(lián)系，多數(shù)直接向低處側(cè)向排泄和垂直蒸發(fā)排泄，水位受控于氣候降水條件和潮汐的影響。

地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕。總體上評(píng)估區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件中等，對(duì)場地穩(wěn)定性和工程建設(shè)有較大影響，建議根據(jù)地下水不同深度的腐蝕性采取相應(yīng)的防腐措施。

3.8 人類工程活動(dòng)的影響

評(píng)估區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)主要包括平整場地、修路、興建各類建筑物等，破壞了原地形地貌自然景觀，對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成了一定的影響，判定人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境條件的影響程度為中等。

4 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

根據(jù)野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，評(píng)估區(qū)內(nèi)建（構(gòu)）筑物地基未經(jīng)處理情況下，由于填筑材料成分、密實(shí)度均勻性、粘結(jié)性等差異較大，且評(píng)估區(qū)軟土層厚度大，軟土在上部填土層的荷載作用下，軟土排水固結(jié)，地面產(chǎn)生不均勻沉降，形成地面沉降地質(zhì)災(zāi)害，造成地基下沉[5]。評(píng)估區(qū)內(nèi)已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種有地面沉降，引發(fā)因素為人類工程建設(shè)活動(dòng)。規(guī)模屬小型。目前，地面沉降地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度弱，危害性小，危險(xiǎn)性小。

5 建設(shè)工程引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測評(píng)

5.1 基坑滑坡

根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，宿舍綜合建筑物需要挖掘基坑?；油诰驎?huì)形成基坑斜坡?；娱_挖時(shí)，若坑壁支護(hù)措施不當(dāng)，將容易引起基坑坑壁坍塌、地面開裂塌陷等災(zāi)害。根據(jù)勘察資料，開挖后基坑側(cè)壁主要由人工填土、淤泥等構(gòu)成。在基坑開挖過程中土層將出現(xiàn)側(cè)向壓力，隨著基坑加深，側(cè)向壓力加大，土質(zhì)松軟，邊坡處理不當(dāng)可誘發(fā)基坑邊坡滑坡，在無支護(hù)情況下，基坑均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生基坑滑坡的可能性大，危害程度中等，危險(xiǎn)性大，危害對(duì)象為道路、車輛、施工過程中的人員、機(jī)械等。

根據(jù)同類工程的施工經(jīng)驗(yàn)，基坑邊坡滑坡只要通過工程措施就可以防治，但地質(zhì)災(zāi)害防治難度較大，工程治理費(fèi)用較高。因此，工程建設(shè)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)際情況，在工程設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，通過采取有效措施，預(yù)防或減輕地質(zhì)災(zāi)害的危害。

5.2 地面沉降

人工填土成分混雜，厚度、均勻性和密實(shí)度差異大，未進(jìn)行工程壓密處理，會(huì)產(chǎn)生較大的自重壓密固結(jié)，未完成自然重壓固結(jié)之前，在附加荷載作用下易誘發(fā)差異沉降從而將引發(fā)地面沉降的地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致建（構(gòu)）筑物、路面變形破壞；在工程建設(shè)過程中，淤泥及粉質(zhì)粘土地基受上部建（構(gòu)）筑物及填筑土層作用下產(chǎn)生附加應(yīng)力，導(dǎo)致壓縮變形。

評(píng)估區(qū)處于揭陽市榕江沖洪積平原區(qū)，建設(shè)場地土層為第四系人工填土層及第四系海陸交互相沉積層，土層上部分布厚層流塑狀高壓縮性淤泥，埋藏淺，其地基土穩(wěn)定性差，具有高含水量、高孔隙比和低強(qiáng)度，工程物理力學(xué)性質(zhì)極差；軟弱土層在上部荷載及自重作用以及基坑降水作用下，易產(chǎn)生壓縮變形，引起地面沉降地質(zhì)災(zāi)害；另外，由于覆蓋土層厚度變化較大，物理力學(xué)性質(zhì)具有一定的差異性，且場地各土層在水平方向和垂直方向上的分布有一定程度的不均勻性，物理力學(xué)性質(zhì)有一定的離散性和不穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生不均勻沉降，地面沉降的潛在危害對(duì)象主要為位于填土上方的淺基建（構(gòu)）筑物、道路、操場等各種配套設(shè)施，通過計(jì)算，可能遭受地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度中等，潛在危害性中等、危險(xiǎn)性中等。

6 建設(shè)用地適宜性評(píng)估及防治措施建議

6.1 建設(shè)用地適宜性評(píng)估

結(jié)合評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件及地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)，以地質(zhì)災(zāi)害的角度對(duì)工程建設(shè)場地適宜性進(jìn)行評(píng)估。其中用地紅線內(nèi)基坑影響部分，因地質(zhì)災(zāi)害防治難度大，處理費(fèi)用高劃分為適宜性差，擬建建設(shè)用地紅線范圍內(nèi)除適宜性差區(qū)劃分為基本適宜。適應(yīng)性差的區(qū)段經(jīng)過地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)及治理且風(fēng)險(xiǎn)降低至正常范圍內(nèi)，可進(jìn)行建設(shè)。

6.2 防治措施建議

在擬建工程施工及運(yùn)營過程中，針對(duì)可能引發(fā)或加劇以及工程本身可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害可采取如下防治措施。

6.2.1 基坑滑坡的防治建議

（1）基坑開挖前，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)的基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案，達(dá)到安全可靠的要求。

（2）在擬開挖基坑外圍做好止水帷幕，如水泥攪拌樁，預(yù)防開挖后地下水從基坑側(cè)壁滲入引起垮塌，然后做好降水，降水深度應(yīng)達(dá)到基坑底0.5m下（具體應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)確定），可采用輕型井點(diǎn)降水（降水深度較大采用噴射井點(diǎn)降水），同時(shí)注意降水引起的周邊沉降，可采取回灌、砂井回灌或減緩降水速率，回灌井點(diǎn)應(yīng)至少與降水井點(diǎn)相距6m（具體應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)確定）；

（3）做好基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，如采用排樁或雙排樁，樁頂用冠梁連接以增強(qiáng)排樁整體剛度；

（4）在基坑頂部及坡腳設(shè)置排水溝，將雨水匯入地面排水系統(tǒng)，防止坡面遭雨水沖刷破壞及雨水過度滲入坡體；

（5）加強(qiáng)基坑監(jiān)測，由于土體物理力學(xué)性質(zhì)較差，應(yīng)根據(jù)基坑施工組織做好基坑監(jiān)測方案，包括支護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降和位移、周邊地形（主要威脅對(duì)象是道路）的沉降、基坑底隆起等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)反饋有關(guān)單位進(jìn)行處置。

6.2.2 地面沉降防治措施建議

（1）對(duì)回填區(qū)分布區(qū)域，在填土前先全部清理地表土，然后分層填土并壓實(shí)或夯實(shí)，并在填土表面及時(shí)進(jìn)行防止水土流失處理。

（2）加強(qiáng)填土區(qū)的檢測工作，不符合設(shè)計(jì)要求的地段堅(jiān)決返工。

（3）工程設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)荷載較大的建構(gòu)筑物及對(duì)地面沉降要求較高或較敏感的建構(gòu)筑物，應(yīng)進(jìn)行沉降量驗(yàn)算，當(dāng)天然地基不能滿足要求時(shí)，應(yīng)考慮采用樁基礎(chǔ)。

（4）加強(qiáng)工程的維護(hù)與檢修，當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)下沉、下陷、龜裂、翻漿等異常情況時(shí)立即進(jìn)行處理，以保證工程的安全運(yùn)營。

（5）在地面設(shè)置固定沉降監(jiān)測點(diǎn)，定期對(duì)地面沉降進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

（6）為避免地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，工程場地在沒有進(jìn)行軟土地基處理前地面不宜進(jìn)行大面積的堆載，場地存在流塑狀的淤泥軟弱土層，嚴(yán)禁大量抽取地下水，以防止加劇地面沉降地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

（7）為應(yīng)對(duì)軟弱土層進(jìn)行加固處理，如采用碾壓、夯實(shí)或加筋等措施增加填土承載力，建議采用水泥攪拌樁進(jìn)行加固處理，利用處理后的復(fù)合地基作為地基、路基基礎(chǔ)持力層。

7 結(jié)語

根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件、結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)和施工方式，預(yù)測工程建設(shè)引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害類型為基坑滑坡、地面沉降；工程建設(shè)過程中可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種為基坑滑坡和地面沉降；建成后可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種為地面沉降。危害對(duì)象為擬建建（構(gòu)）筑物及各種配套設(shè)施和人員；工程建設(shè)引發(fā)及可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害只要通過合理的建設(shè)工程設(shè)計(jì)，采取有效的防治地質(zhì)災(zāi)害的措施，就可防治和減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和危害。