高速服务区地质灾害危险性评价探析

高速服务区地质灾害危险性评价探析

摘要:通过对广州市天河区某高速服务区地块政府储备用地的基础地质特征、地质灾害现状和预测分析,结合地块用地规划,认为该地块可能发生潜在的地质灾害,例如崩塌滑坡和地面沉降,根据场地特征,提出地质灾害防治措施。

关键词:广州;地质灾害;崩塌;地面沉降

1评估地块概况

评估场地位于广州市天河区中部,地理位置优越,交通条件便利。其地貌单元为珠江三角洲冲积平原残丘地貌,场地较为开阔,地形起伏较大。地块位于地质灾害危险性中易发区,主要灾种为崩塌、地面沉降[1]。该地块将统一规划,重新布局,合理综合利用,打造成交通综合换乘枢纽。

2研究地块基础地质特征

2.1地层岩性。研究地块北部出露基岩,其余均为第四系覆盖,下伏大朗山组黄花岗段(K2d2)地层。2.1.1白垩系大朗山组黄花岗段(K2d2)隐伏于评估区下部。以暗红色含砾粉砂岩为主,夹砾岩,局部岩相变为钙质泥岩,厚度>500m。2.1.2第四系评估区地表为第四系海冲层,主要由淤泥质土、粉砂和残积层组成。淤泥质土呈深灰色,富含贝壳,厚度0.6~8.6m。粉砂呈灰黑色,含少量的中粗砂,厚度0.7~7.1m。残积层为暗红色含砾粉砂岩风化形成的粉质粘土,厚度3.2~11.8m。

2.2地质构造。评估地块位于瘦狗岭断层[2]以北,增城凸起西南部位,天河向斜东北部,原始地貌属剥蚀残丘微地貌,虽然场地花岗岩岩芯完整,但瘦狗岭断裂在评估区南面约800m处通过,对评估地块有一定的影响。

2.3水文地质条件。评估区属珠江水系下游,水系发育,有河涌穿过。地下水类型有松散岩类孔隙水和层状基岩孔隙裂隙水两大类,松散岩类孔隙水水量较贫乏,基岩裂隙水水量贫乏[3]。地下水对混凝土结构、钢筋混凝土中的钢筋有微腐蚀性。

3地质灾害危险性评价

3.1边坡崩塌/滑坡。评估区属于三角洲海冲积平原残丘地貌,场地标高为10~32m,整体呈现为西部高,东部低的地势趋势。评估区南部挖方边坡标高26~36m,坡体高差约10米,3处挖方边坡自西向东间隔产出,具体特征见表1。在强降雨等极端天气的条件下,边坡的物理力学性质大大降低,有可能发生挖方边坡崩塌/滑坡。根据坡体的地形地质环境条件,将坡体转化为形变场,从中抽取评估因子,建立评估模型。采用定性-半定量评估方法,从影响边坡稳定性的众多因素中抽取环境条件、边坡破坏动力条件进行评估。根据半定量计算,评估区挖方边坡崩塌/滑坡潜在的危险性中等,危害性中等。

3.2基坑崩塌/滑坡。场地工程建设基坑开挖或者支护措施不当的时候,可能引发崩塌/滑坡地质灾害。根据最不利组合将滑体划分成若干个等宽的条体(简化bishop法)[4],然后根据各条体的参数计算边坡的稳定系数(见式1~4)。结合表2参数,通过自动搜索最危险滑动面计算,在上述边坡未支护的情况下,开挖边坡在天然状态下边坡稳定性系数为1.04,处于较不稳定状态,在强降雨的条件下,边坡稳定性系数为0.87,处于不稳定状态。对照表3,边坡最可能的滑动面剪出口在基坑边坡坡脚附件一带。根据钻孔资料,基坑底板为砂质粘性土,工程力学性质一般,基坑开挖及支护措施不当或不及时,可能引发基坑边坡崩塌/滑坡灾害。由于基坑规模不大,开挖深度亦较浅,加上基坑边坡开挖支护方法措施较为成熟,发生地质灾害的可能性较小,其潜在危害对象可造成的损失相对较小。综合评估基坑边坡崩塌/滑坡地质灾害发育程度弱,危害程度小、危险性小。

3.3塌岸。根据现场调查,评估地块北部紧邻河涌,在地表水流和地下水潜蚀作用下会造成河堤变形和破坏。紧邻评估区的河涌岸坡坡度25~35°,易产生冲蚀磨蚀型岸坡。目前评估区附近河涌堤岸稳定性整体较强,如遇到特大洪水,超强台风等恶劣天气,会对堤岸植被造成一定程度的破坏,对堤坝的稳定性会造成影响;工程建设过程中,在靠近河涌堤岸堆载工程材料,可能会改变堤岸上部的荷载条件,对堤坝的稳定性也会造成影响;可能诱发塌岸。在临河涌地块开展工程建设时,要做好防护工程。由于堤岸植被发育好,现状稳定,预测塌岸地质灾害发育程度弱,潜在危害小、危险性小。

3.4地面沉降。根据场地钻孔资料,评估区引起地面沉降的特殊性岩土主要为人工填土和砂质粘性土。场地内人工填土成分混杂,厚度、均匀性和密实度差异大,粘性土呈可塑状,土力学指标较差,在附加荷载的作用下易诱发地面沉降。此外,基坑排水导致周围地下水位下降,水量减少,同时抽水过程中土体中细小颗粒随水带走而导致土体颗粒减少;再加上基坑挖土,将会引发基坑周围地面不同程度的沉降;在地表堆载或施工震动作用下,可能产生变形或震陷,也可能导致不均匀沉降问题。根据表4和表5的表格,地基的最终沉降量为274.1mm,判定地面沉降发育程度为弱。根据选取钻孔数据计算出来的沉降量,判定沉降量弱,判定其发育程度为小,预测工程建设可能引发地面沉降地质灾害危害程度小、危险性小。

4防治措施

一是施工过程中加强对挖方边坡的巡查,做好排水措施,对施工距离较近的挖方边坡进行变形监测工作[5]。二是在项目设计之前,进行详细的岩土勘察,查明土层的分布范围、厚度变化,地下水富水性等资料;基坑开挖尽量缩短工期,避免大面积长时间疏干排水,以免影响建设工程建(构)筑物的安全。三是掌握水系、水文情况,根据不同的特征采取相应的堤岸防护措施;对河涌堤岸进行监测,发现有位移现象要及时处理。四是建筑施工前查明人工填土分布特征,在基坑开挖及抽排水过程中结合监测工作同时进行,防范于未然[6]。

5结论

预测工程建设可能引发或遭受的地质灾害主要有4种,预测评估区内挖方边坡崩塌/滑坡地质灾害潜在危害程度中等、危险性中等;基坑边坡崩塌/滑坡地质灾害潜在危害程度小、危险性小;塌岸地质灾害潜在地质灾害危害程度小、危险性小;地面沉降地质灾害潜在地质灾害危害程度小、危险性小。

作者:陈欣欣 单位:广州市地质调查院