張明標 周謨煒 李 旭
(1.深圳市勘察測繪院有限公司,廣東 深圳 518028; 2.贛州淦龍旅游開發有限公司,江西 贛州 341400)
珠光村城市更新單元地質災害危險性評估分析
張明標1周謨煒1李 旭2
(1.深圳市勘察測繪院有限公司,廣東 深圳 518028; 2.贛州淦龍旅游開發有限公司,江西 贛州 341400)
通過對珠光村城市更新單元的地質災害發育、地形地貌、巖土體工程地質性質、人類工程活動情況的分析,對該場地的地質災害危險性作出了現狀評估,并對工程建設中引發或加劇地質災害的可能性、危險性及其本身可能遭受地質災害的可能性和危險性做出了預測評估,并提出防治措施。
地質災害,危險性評估,預測,防治措施
珠光村城市更新單元位于深圳市南山區桃源街道珠光村,本項目擬拆遷范圍用地面積為135 520.1 m2,開發建設范圍用地面積為100 019.2 m2,本更新單元的用地性質主要由二類居住用地、政府社團用地、小學用地、公共綠地、商業用地和道路廣場用地組成。依據《廣東省地質災害危險性評估實施細則》要求,本建設項目為較重要建設項目,地質環境條件復雜程度中等,確定該建設用地地質災害危險性評估級別為二級。
評估區原始地貌為臺地地貌,總體地勢北高南低,由于人類活動較強烈,對原始地貌改變較大。評估區內地質災害一般不發育。
根據深圳市國土資源和房產管理局2008年10月出版的《深圳市地質災害易發程度分區圖》,本次評估區位于桃源紅花嶺—塘朗山—望天螺—梅林關崩塌、滑坡地質災害低易發區。根據地面野外實地調查、訪問,評估區未發現地質災害。評估區內地質災害現狀弱發育,地質災害危險性及危害程度小。
3.1 工程建設可能引發或加劇地質災害危險性預測
綜合評估區的地質環境條件,預測工程建設引發或加劇的地質災害為基坑邊坡崩塌或滑坡。本次評估采用了定量分析方法對基坑邊坡穩定性進行分析。
1)基坑邊坡極限高度估算。
當基坑邊坡由不均勻土質組成,土體處于極限平衡狀態時,邊坡高度由下式確定(《工程地質手冊》(第4版)):

其中,h為邊坡高度,m;β為邊坡坡度,(°);c為土的凝聚力,kPa;φ為土的內摩擦角,(°);γ為土的重度,kN/m3。
由于基坑緊鄰市政道路或建筑區,局部地段市政管線較多,且靠近用地紅線,無放坡空間,需采用垂直開挖,其邊坡最大高度h90為:

主要土體參數取值經厚度加權平均處理后,代入各參數得最大高度,計算結果如下:
h90=2×12×cos15°÷18÷sin2(45°-7.5°)=3.47 m。
很顯然,天然狀態下直立開挖,所有地段基坑邊坡土體將出現剪切破壞,不能保持自穩。當考慮暴雨和地下水滲流及地面荷載影響時,基坑邊坡的最大高度將大大降低。綜上可知,大部分地段的基坑深度遠遠超過自穩最大高度,開挖后不作支護,基坑邊坡變形失穩的可能性大。
2)基坑變形失穩的影響范圍估算。
a.按塌滑區范圍確定。據GB 50330—2013建筑邊坡工程技術規范第3.2.3條,邊坡塌滑區范圍可按下式估算:

其中,L為滑塌影響區,m;H為基坑深度;θ為邊坡的破裂角,取45°+φ/2。
將參數代入上述公式,得L=11.53 m。在此范圍內存在市政道路、管線等,破壞后果較嚴重,危害性中等。
b.按擾動區確定。據DB J15—20—97廣東省建筑基坑支護技術規范第3.1.4條,按基坑工程擾動區劃分標準,對一般地基擾動最大區L=H,軟土區取L=2H。在此范圍內存在重要建筑物,破壞后果較嚴重,危害性中等。
綜上可知,基坑所在區域水文地質條件中等,基坑邊坡坡體主要為人工填土、礫砂、粘土、粉質粘土,工程性質較差,其最大開挖深度預計約為15 m,在無支護條件開挖后難以維持側壁自穩。很顯然,基坑邊坡直立開挖極限高度遠小于基坑開挖的深度,因此基坑邊坡土體將出現剪切破壞,不能保持自穩,發生崩塌或滑坡的可能性大,受威脅對象主要為坡上道路行人、車輛,坡上居民區,施工現場人員、機械,危害性和危險性中等。
3.2 工程建設可能遭受地質災害危險性的預測
根據工程建設特點,預測工程建設本身可能遭受的地質災害為邊坡擋墻崩塌或滑坡。
3.2.1 評估區邊坡現狀
場地東北部邊坡按邊坡形態及支護形式可分為BP1,BP2,BP3段。
基本特征如下:
BP1:該邊坡為土質邊坡,坡長約為120 m,坡高2.0 m~5.0 m之間,坡面采用噴漿支護,坡面現裂縫,裂縫垂直發育,寬約1 cm,偶見砂漿脫落,植被發育,坡度在48°~55°之間;坡頂為果林植被發育;坡腳為停車場和8層樓房。
BP2:該邊坡為土質邊坡,坡長約為120 m,坡高6.0 m~8.0 m之間,采用漿砌石擋土墻支護,墻面偶見外鼓變形、砂漿脫落、滲水現象,坡度85°;坡頂為果林植被發育;坡腳為5層~6層樓房。
BP3:該邊坡為土質邊坡,坡長約為90 m,坡高3.0 m~10.0 m之間,采用漿砌石擋土墻支護,墻面偶見外鼓變形,滲水現象,植被發育,坡度85°;坡頂為自然山體植被發育;坡腳為7層樓房。
3.2.2 評估邊坡穩定性定性分析與評價
根據野外調查,邊坡穩定性主要取決于擋墻的穩定性。邊坡的穩定性亦可通過坡體巖土體性質、坡高、坡度、支護結構表觀質量、邊坡破壞跡象等進行綜合定性判斷。
1)評價因子的確定。不同的因素對邊坡崩塌的影響程度是不同的,根據評估區邊坡類型、工程地質特征及已發災害的控制因素,抽出以下基本要素作為評價因子:a.坡體巖土體性質;b.坡高;c.坡度;d.支護結構表觀質量;e.邊坡破壞跡象。
2)評價因子對邊坡崩塌或滑坡的權重分析。評價因子對邊坡崩塌影響的權重是指各因子對邊坡穩定性影響的重要程度,由于影響因素關系復雜,難以直接地確定并量化,因此采用兩因子之間的相對重要性來確定,即對兩個因子相比較,取相對重要因子(勝)為1,次要因子(負)的權重為0,當兩個因子同等重要(平)時,各取0.5,其比較結果見表1。

表1 評價因子權重分析結果表
從表1分析得到擋墻邊坡評價因子的權重向量,即w={坡體巖土體性質;坡高;坡度;支護結構表觀質量;邊坡破壞跡象}。
將權重向量歸一化,可得:
w={0.10,0.10,0.10,0.35,0.35}。
3)崩塌評估方法與標準。
借用數理統計求離散型數學期望的理論,根據期望值大小進行穩定性評判,其基本模型是:
A=(∑wi·γi)。
其中,A為邊坡穩定性判別指數;wi為權重向量元素;γi為單因子量值。
考慮到資料精度和綜合評價的實際價值,本評價方法將擋墻穩定性劃分為三個等級,即:a.不穩定;b.較不穩定;c.基本穩定。其劃分標準見表2,邊坡穩定性判別指數按表3的標準判定邊坡穩定性。根據以上評判方法,評價邊坡穩定性結果見表4。

表2 邊坡穩定性判別指標單因子量化標準

表3 邊坡穩定性分級

表4 邊坡穩定性結果
根據上述穩定性分析評價,BP1處于較不穩定狀態,BP2,BP3處于不穩定狀態,預測BP1發生崩塌的可能性中等,危害性及危險性中等;BP2,BP3發生崩塌或滑坡的可能性大,危險性及危害性大。
4.1 地質災害危險性綜合分區評估
在現狀評估和預測評估結果的基礎上,遵照《廣東省地質災害危險性評估實施細則》(2013年11月)“地質災害危險性分級表(表6-7)”的標準,采用定性與半定量分析法,確定深圳市南山區桃源街道珠光村城市更新單元地質災害危險性等級分區。分區時體現出“區內相似、區際相異”的評估原則。具體分區情況:危險性大區(Ⅰ)為邊坡擋墻崩塌影響范圍,面積41 449 m2,占評估區面積的9.8%;危險性中等區(Ⅱ區)為基坑邊坡及其影響范圍、邊坡擋墻崩塌影響范圍,面積305 364 m2,占評估區面積的71.8%。
4.2 建設場地適宜性評估
用地紅線內工程建設適宜性差區面積7 851.0 m2,占擬建場地面積7.8%,適宜性差區引發或加劇和遭受的地質災害為邊坡擋墻崩塌;基本適宜區面積92 168.2 m2,占總建設用地的92.2%。基本適宜區引發或加劇和遭受的地質災害為基坑邊坡的崩塌或滑坡、邊坡擋墻崩塌。綜合評估整個評估區進行工程建設的適宜性為基本適宜。在對基坑采取科學有效,經濟合理的支護措施后,征地范圍可以進行擬建工程建設。
4.3 防治措施
1)基坑邊坡崩塌或滑坡災害防治措施。
a.因為場地基本無放坡空間,建議采用樁錨或排樁加內支撐支護。b.做好基坑內排水和周邊截排水措施。c.在基坑開挖及地下工程施工過程中做好基坑及周邊房屋、道路及管線等的監測工作。
2)擋墻崩塌或滑坡防治措施。
a.建議對擋墻拆除重建。b.對有危險的邊坡擋墻可根據施工位置采用墻前或墻后設置支護樁加固。c.完善坡頂、擋墻的截排水系統。d.施工期間對擋墻加強監測,確保擋墻的變形處于警戒值內,墻前或墻后設置支護樁加固。
[1] GB 50330—2013,建筑邊坡工程技術規范[S].
[2] GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規范[S].
[3] 廣東省地質災害防治協會.廣東省地質災害危險性評估實施細則[Z].2013.
[4] 深圳市勘察測繪有限公司.南山區桃源街道珠光村城市更新單元地質災害危險性評估報告[R].2014.
Geological disasters danger unit Zhuguang village city renewal evaluation analysis
Zhang Mingbiao1Zhou Mowei1Li Xu2
(1.ShenzhenGeotechnicalInvestigation&SurveyingInstituteCo.,Ltd,Shenzhen518028,China; 2.GanzhouGanlongTourismDevelopmentCo.,Ltd,Ganzhou341400,China)
In this paper, through the analysis of the growth of geology disaster, landform, geological structure, rock and soil engineering geological characteristics, human engineering activities in the new unit of Zhuguang village city, we made the status evaluation of geological hazard and the possibility, harmfulness and risk of geological disaster is triggered or exacerbated by engineering construction and the possibility, harmfulness and risk of itself may suffer from geological disasters is assessed. Finally, base on the understanding, we put forward the prevention measures.
geological disaster, risk assessment, forecast, prevention measures
1009-6825(2015)07-0080-03
2014-12-12
張明標(1984- ),男,助理工程師; 周謨煒(1988- ),男,助理工程師; 李 旭(1985- ),男,助理工程師
P694
A