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(桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006)

隨著城市化發(fā)展，建設(shè)項目日益增加，為了減輕工程建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害對人民生活和設(shè)施的損害，對建設(shè)項目進行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估便顯得尤為重要[1]。地質(zhì)災(zāi)害是指在地球的發(fā)展演化過程中，由各種自然地質(zhì)作用和人類活動所形成的災(zāi)害性地質(zhì)事件。該文所指地質(zhì)災(zāi)害是因人類活動所造成的，包括危巖崩塌、巖質(zhì)崩塌、巖溶地面塌陷等類型[2]。該項目位于廣西桂林市臨桂縣，為面狀新建建設(shè)項目。項目規(guī)劃范圍面積132 995 m2，建筑物占地面積16 896.39 m2，總建筑面積47 026.39 m2，容積率0.354，建筑密度12.70%，綠地率48.93%。項目擬建十余棟建筑，包括教學(xué)樓、污水處理廠、張拉膜訓(xùn)練場等建設(shè)項目，建筑類型均為多層和低層，基礎(chǔ)形式采用獨立柱基和天然地基條形基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查評估區(qū)發(fā)育有3處危巖W1、W2和W3。W1危巖位于評估區(qū)南東側(cè)P2山坡坡肩上，距離建設(shè)項目約118 m(水平距離)，呈立方狀，單體體積約2.5 m3，坐落位置高約85 m，三面臨空，欲崩落方向313°，規(guī)模小，穩(wěn)定性較差。W2危巖位于評估區(qū)中部P4山坡山腰上，距離建設(shè)項目約24 m(水平距離)，呈三角錐狀，單體體積約3.0 m3，坐落位置高約25 m，三面臨空，欲崩落方向36°；控制W2危巖的兩組節(jié)理，一組近于水平，另一組近于垂直，兩組節(jié)理切割巖塊，形成W2危巖，規(guī)模小，現(xiàn)狀穩(wěn)定性差。W3危巖位于評估區(qū)北西部P5山坡坡頂，距離建設(shè)項目約200 m(水平距離)，呈不規(guī)則狀，單體體積約2.5 m3，坐落位置高約198 m，三面臨空，欲崩落方向101°，規(guī)模小，穩(wěn)定性差。現(xiàn)狀條件下，評估區(qū)內(nèi)發(fā)育的W1、W2和W3危巖未造成人員傷害，亦沒有直接造成財產(chǎn)損失。除此之外，評估區(qū)內(nèi)目前尚未發(fā)現(xiàn)有其他崩塌、滑坡和巖溶地面塌陷等和其他地質(zhì)災(zāi)害。

2 地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

2.1 工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

工程建設(shè)引發(fā)基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險性：建設(shè)場地地勢較平坦，按照設(shè)計標高，擬建建筑依地勢而建，工程建設(shè)不需要進行大幅度的平整場地工程。因此，工程建設(shè)引發(fā)的崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要在建筑物基礎(chǔ)施工時基坑開挖區(qū)段。建設(shè)工程中的大多數(shù)建筑物基礎(chǔ)形式采用獨立柱基，公廁采用天然地基淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)施工時會形成2～5 m深的基坑，基坑面積較小。基坑開挖后的基坑壁紅黏土、一般破碎-破碎灰?guī)r層構(gòu)成，結(jié)構(gòu)松散，透水性較強，穩(wěn)定性較差?；娱_挖后，形成卸載臨空面，在施工過程中如未及時對邊坡體進行有效監(jiān)測與支護處理，在施工機械振動、荷載和雨水沖刷等外界條件影響下，基坑壁容易失穩(wěn)形成崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

工程建設(shè)引發(fā)巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險性：本區(qū)巖溶強發(fā)育，工程建設(shè)施工過程中，機械和車輛運輸?shù)人a(chǎn)生的震(振)動、荷載等作用可能破壞地下溶洞、破碎灰?guī)r層或土洞的支撐平衡，形成巖溶地面塌陷。另外，地表水的下滲也可能引發(fā)巖溶地面塌陷。

2.2 工程建設(shè)加劇地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件與發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，預(yù)測工程建設(shè)可能加劇的地質(zhì)災(zāi)害是危巖體發(fā)生崩塌。工程建設(shè)施工過程中，機械和車輛運輸?shù)人a(chǎn)生的震(振)動可能引發(fā)W1、W2、W3危巖發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

2.3 建設(shè)工程遭受地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

2.3.1 崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

評估區(qū)發(fā)育的3處危巖距離建設(shè)工程較近且穩(wěn)定性差，在附近采石場采礦作用或者極端天氣(如暴雨)的影響下可能會發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，使建設(shè)工程遭受危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害的影響。

預(yù)測建設(shè)工程本身可能遭受巖質(zhì)崩塌地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)段主要在評估區(qū)北西、西和南東部的灰?guī)r山坡P2、P3、 P4 、P5、P6及其附近，這些山坡均由上泥盆統(tǒng)桂林組(D3g)灰?guī)r構(gòu)成，巖層(S0)產(chǎn)狀為158°∠24°，巖層中發(fā)育J1和J2兩組節(jié)理，其產(chǎn)狀分別為34°∠82°和290°∠80°。根據(jù)各山坡上的節(jié)理、巖層層理及山坡產(chǎn)狀，采用赤平極射投影圖法，對各山坡穩(wěn)定性進行分析(圖1～圖5)。

圖1 P2山坡與構(gòu)造面赤平投影

圖2 P3山坡與構(gòu)造面赤平投影

根據(jù)圖1可知，P2山坡結(jié)構(gòu)面中，節(jié)理J1、節(jié)理J2以及節(jié)理J1與節(jié)理J2組合交割線傾角均大于邊坡角，表明上述結(jié)構(gòu)面切割的巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)；巖層S0、節(jié)理J1與巖層S0組合交線、節(jié)理J2與巖層S0組合交線傾向與坡向夾角大于60°，表明上述結(jié)構(gòu)面切割的巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)圖2可知，P3 山坡結(jié)構(gòu)面中，節(jié)理J1、節(jié)理J2以及節(jié)理J1與節(jié)理J2組合交割線傾角均大于邊坡角，表明上述結(jié)構(gòu)面切割的巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)；節(jié)理J1與巖層S0、節(jié)理J2與巖層S0組合交割線傾向與坡向夾角大于30°且小于60°，且傾角小于邊坡角，表明上述結(jié)構(gòu)面切割的巖塊處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；巖層S0傾向與坡向夾角大于0°且小于30°，且傾角小于邊坡角，表明巖層S0切割的巖塊處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

圖3 P4山坡與構(gòu)造面赤平投影

圖4 P5山坡與構(gòu)造面赤平投影

圖5 P6山坡與構(gòu)造面赤平投影

根據(jù)圖3和圖4可知， P4和P5山坡結(jié)構(gòu)面中，節(jié)理J1、節(jié)理J2以及節(jié)理J1與節(jié)理J2組合交割線傾角均大于邊坡角，表明上述結(jié)構(gòu)面切割的巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)；巖層S0、節(jié)理J1與巖層S0組合交線、節(jié)理J2與巖層S0組合交線傾向與坡向夾角大于60°，表明上述結(jié)構(gòu)面切割的巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)圖5可知，P6 山坡結(jié)構(gòu)面中，節(jié)理J1、節(jié)理J2以及節(jié)理J1與節(jié)理J2組合交割線傾角均大于邊坡角，表明上述結(jié)構(gòu)面切割的巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)；巖層S0、節(jié)理J2與巖層S0組合交線傾向與坡向夾角大于60°，表明上述結(jié)構(gòu)面切割的巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)；節(jié)理J1與巖層S0傾向與坡向夾角大于0°且小于30°，且傾角小于邊坡角，表明巖節(jié)理J1與巖層S0切割的巖塊處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

除P3 山坡上巖層S0以及P6 山坡上節(jié)理J1與巖層S0割體的巖塊不穩(wěn)定外，其余結(jié)構(gòu)面及切割體處于穩(wěn)定或基本穩(wěn)定狀態(tài)。但這些山坡臨空面較高，距離建設(shè)項目很近，在附近采石場生產(chǎn)時爆破、機械震(振)動以及載荷和日曬雨淋等影響下，可能產(chǎn)生巖質(zhì)崩塌地質(zhì)災(zāi)害(圖6)。

圖6 預(yù)測P2山坡巖質(zhì)崩塌剖面示意圖

2.3.2 巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

本區(qū)巖溶強發(fā)育，本工程的建設(shè)勢必加劇人類活動和對地質(zhì)環(huán)境的人為擾動，改變碳酸鹽巖體中原有的溶洞、溶隙的平衡狀態(tài)，并加速土洞的形成，易使建設(shè)工程遭受巖溶地面塌陷[4]。另外，地表水的下滲也可能引發(fā)巖溶地面塌陷。由于巖溶地面塌陷具有突發(fā)性，因此，巖溶地面塌陷除可能造成其附近建(構(gòu))筑物和道路損壞之外，還可能造成人員傷亡。

2.3.3 不均勻沉降地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

預(yù)測建設(shè)工程中以灰?guī)r作為持力層的建筑物，可能遭受巖溶地基不均勻沉降。建設(shè)場地巖面溶蝕現(xiàn)象強烈，起伏變化大，巖體形態(tài)多異，淺層巖溶現(xiàn)象發(fā)育，且這些巖溶現(xiàn)象常常存在軟弱土層，力學(xué)性質(zhì)高低不均。如果項目建筑物基礎(chǔ)以灰?guī)r作為持力層，可能遭受巖溶地基不均勻沉降，引起地基的不均勻變形，致使建(構(gòu))筑物傾斜、開裂等。巖溶地基不均勻沉降主要危害建設(shè)工程中的以灰?guī)r為基礎(chǔ)持力層的建筑物及其配套設(shè)施。因此，本項目以灰?guī)r作為持力層的建筑物基礎(chǔ)要采用獨立柱基，基礎(chǔ)施工工程量相對較大；建筑物基礎(chǔ)以灰?guī)r為持力層，需對淺層溶洞作處理，且建設(shè)場地淺層巖溶現(xiàn)象發(fā)育強烈，基礎(chǔ)施工難度較大。

預(yù)測建設(shè)工程中以紅黏土作為持力層的建筑物，可能遭受地基不均勻沉降[5]。本項目工勘資料顯示，場地紅黏土層厚1.9～8.4 m，為坡殘積成因，硬塑至軟塑狀態(tài)，具中等壓縮性，地基承載力特征值fak為130 Kpa。以上建筑物基礎(chǔ)以紅黏土作為持力層，可能遭受地基不均勻沉降，引起地基的不均勻變形，致使建(構(gòu))筑物傾斜、開裂等。地基不均勻沉降主要危害建設(shè)工程中的以紅黏土為基礎(chǔ)持力層的建筑物及其配套設(shè)施。

2.3.4 膨脹土地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

建設(shè)工程存在紅黏土地段可能遭受膨脹土地基脹縮地質(zhì)災(zāi)害。紅黏土中含有灰白色親水化合物(蒙脫石、伊俐石等)，使紅黏土具有一定的脹縮性，主要表現(xiàn)為吸水膨脹、失水收縮，可能對建筑物和路面有不利影響，如建筑、路基開裂等。建設(shè)過程中的以紅黏土作基礎(chǔ)持力層的建(構(gòu))筑物可能會遭受膨脹土地基脹縮地質(zhì)災(zāi)害的影響[6]。

3 結(jié)語

研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害中等發(fā)育，危害程度和危險性小，工程建設(shè)引發(fā)基坑崩塌地質(zhì)災(zāi)害的可能性中等，危害程度和危險性??；引發(fā)巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的可能性、危害程度和危險性中等。預(yù)測工程建設(shè)加劇危巖發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害的可能性、危害程度和危險性中等。預(yù)測建設(shè)工程本身遭受崩塌、巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的可能性、危害程度和危險性中等；遭受地基不均勻沉降地質(zhì)災(zāi)害的可能性中等，危害程度和危險性小-中等；遭受膨脹土地基脹縮地質(zhì)災(zāi)害的可能性中等，危害程度和危險性小。 本文僅以桂林市綜合實踐學(xué)校的建設(shè)為例，思路和方法不僅具有針對性，亦可作為其他同類型地質(zhì)災(zāi)害評估的實際參考。

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