段家灣村房屋災(zāi)害產(chǎn)生的原因及防治措施

摘 要：本文對(duì)段家灣村房屋災(zāi)害的現(xiàn)狀進(jìn)行了詳實(shí)的調(diào)查，對(duì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因從內(nèi)因和外因兩方面進(jìn)行了較為詳盡的分析，并針對(duì)災(zāi)害程度的不一提出了不同的處理措施的優(yōu)缺點(diǎn)、適用條件和建議。

關(guān)鍵詞：災(zāi)害 時(shí)空特點(diǎn) 致災(zāi)因素 防治方案

1 工程概況

段家灣村位于寶雞市馮家山水庫(kù)庫(kù)尾，千河右岸。位于千河二級(jí)階地后緣和三級(jí)階地前緣，場(chǎng)地建筑物主要為1層民用建筑，屬丙類建筑。部分民房近年來(lái)不同程度的出現(xiàn)了地面不均勻沉陷，房屋拉裂現(xiàn)象，對(duì)居民的人身財(cái)產(chǎn)安全造成很大的影響。

2 區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性及地震基本烈度

工程區(qū)位于祁呂賀“山”字型構(gòu)造體系與隴西構(gòu)造體系的復(fù)合部位，基底構(gòu)造形跡復(fù)雜，斷裂較為發(fā)育，對(duì)本區(qū)有影響的區(qū)域活動(dòng)斷裂有：新集川—啞柏?cái)嗔眩‵1）、八渡—虢鎮(zhèn)—眉縣—戶縣深斷裂帶（F2）、桃園—龜川斷裂（F3）、寶雞—武功—咸陽(yáng)—渭南斷裂帶（F4）、渭河盆地南緣秦嶺山前斷裂帶（F5）等5條。

工程區(qū)50km范圍內(nèi)有記載的最大地震為公元前780年岐山6～7級(jí)地震。100km范圍內(nèi)有史記載最大地震為1544年眉縣發(fā)生的5.5級(jí)地震。

根據(jù)1：400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001） 分析，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度。工程區(qū)地處黃土塬區(qū)前緣地帶，基底斷裂構(gòu)造位于以南，構(gòu)造單元屬基本穩(wěn)定的地塊上。

3 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

3.1地質(zhì)概況

場(chǎng)地位于千河右岸，屬千河二級(jí)階地及三級(jí)階地前緣，河谷兩岸分布有不對(duì)稱一～三級(jí)基座階地階地堆積二元結(jié)構(gòu)明顯：上部為黃土、黃土狀壤土，下部為砂礫石。

工程區(qū)出露的地層主要為：第四系松散堆積物：黃土、砂礫石和第三系泥巖及寒武系灰?guī)r。

地下水類型為第四系孔隙潛水基巖裂隙潛水兩種。

3.2地基土的濕陷性評(píng)價(jià)

場(chǎng)地濕陷性土層濕陷深度為7～12m。二級(jí)階地堆積的Q3黃土屬自重濕陷性土層，場(chǎng)地的濕陷類型屬非自重濕陷性場(chǎng)地，濕陷等級(jí)Ⅱ級(jí)（中等）。

三級(jí)階地堆積的Q2黃土狀壤土屬濕陷性土層，場(chǎng)地的濕陷類型屬自重濕陷性場(chǎng)地，地基濕陷等級(jí)Ⅱ級(jí)（中等）。

3.3環(huán)境水及土的腐蝕性評(píng)價(jià)

段家灣村居民住宅區(qū)地下水位埋深8.60～16.45m，相應(yīng)地下水位高程708.02～708.67m，地下水及河水對(duì)混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋腐蝕等級(jí)均為微腐蝕性；場(chǎng)地地基土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具微腐蝕性。

4 工程區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分析及評(píng)價(jià)

4.1居民區(qū)房屋拉裂現(xiàn)狀調(diào)查和分區(qū)

地質(zhì)調(diào)查共調(diào)查了96戶，有55戶村民住房和宅基地不同程度的出現(xiàn)沉陷和拉裂。根據(jù)房屋裂縫的分布數(shù)量、裂縫寬度、深度、延伸長(zhǎng)度及房屋的拉裂程度等，將村民住宅區(qū)災(zāi)害分為重、中、輕三個(gè)區(qū)。

Ⅰ區(qū)為重災(zāi)區(qū)，位于段家灣村二組和村委會(huì)所在地，距庫(kù)岸坡緣50～100m，發(fā)現(xiàn)有四條拉張裂縫，裂縫的一般寬度1.0～3.0cm，最大寬度10.0cm，裂縫深度一般1.2～1.6m，最大2.5m，裂縫延伸長(zhǎng)度110～200m；

Ⅱ區(qū)為災(zāi)害中等區(qū)，災(zāi)害點(diǎn)位于段家灣一組所在地，距庫(kù)岸坡緣120～130m，發(fā)現(xiàn)拉張裂縫三條，裂縫的一般寬度1.0～2.0cm，最大寬度7.0cm，裂縫深度一般1.0～1.2m，最大1.8m，裂縫延伸長(zhǎng)度130～150m；

Ⅲ區(qū)為災(zāi)害輕微區(qū)，災(zāi)害點(diǎn)位于段家灣三組所在地，距庫(kù)岸坡緣130m左右，發(fā)現(xiàn)裂縫兩條，裂縫一般寬度0.2～0.5cm，最大寬度1.0cm，裂縫深度一般0.6～1.0m，最大1.3m，裂縫延伸長(zhǎng)度90～110m。

各災(zāi)害點(diǎn)拉張裂縫總的特點(diǎn)基本平行水庫(kù)岸邊，走向WNN，裂縫上寬下窄，裂面起伏不平，呈張性性質(zhì)。裂縫的規(guī)模與距水邊線的距離相關(guān)，距水邊線最近的Ⅰ區(qū)裂縫深度大，而距離較遠(yuǎn)的Ⅲ區(qū)裂縫最小。

4.2居民住宅區(qū)地面和房屋裂縫分布的時(shí)空特點(diǎn)

（1）居民住宅區(qū)的地面拉裂，房屋損壞多出現(xiàn)在宅基地為半挖半填的三級(jí)階地前緣斜坡和二級(jí)階地后部地段。地面裂縫的延伸基本平行庫(kù)岸走向。

（2）距庫(kù)岸坡緣較近（水平距離<100m）地段的居民住宅區(qū)地面拉裂，民房損壞相對(duì)嚴(yán)重，庫(kù)岸（二級(jí)階地前緣）邊坡平緩段，居民住宅區(qū)的地面裂縫寬度、長(zhǎng)度相對(duì)較小。

（3）居民住宅區(qū)的地面拉裂，民房損壞現(xiàn)象有86%發(fā)生在每年汛期（7～10月），庫(kù)水位降低較大（6～10m）的2012年特別明顯。

（4）局部居民房屋地基持力層大部分為砂礫石，部分為人工填土，勘察時(shí)砂礫石層潮濕，房屋地基裂縫位置與地基土層結(jié)構(gòu)變化位置基本一致。

（5）雨水排泄不暢，滯留集中地段的地面有裂縫發(fā)生。

4.3致災(zāi)因素分析

段家灣居民住宅區(qū)的地面拉裂，房屋損壞和庫(kù)岸變形的原因較多，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和勘探試驗(yàn)資料綜合分析，致災(zāi)因素可分為內(nèi)因和外因。主要因素分析如下；

內(nèi)因：一是民房地基持力層Q3黃土和Q4素填土屬自重濕陷性土層，Q2黃土狀壤土具濕陷性，濕陷起始?jí)毫Γ≒sh≤80kPa）小于民房基礎(chǔ)的實(shí)際荷載；二是民房基礎(chǔ)一般為條形基礎(chǔ)，埋深小于1.0m，民房修建時(shí)對(duì)地基持力層只進(jìn)行了簡(jiǎn)單的表面錘夯，地基土層的濕陷沒有進(jìn)行處理，個(gè)別房屋地基持力層巖相變化大不均勻（大部分為砂礫石，局部為黃土），房屋為磚混結(jié)構(gòu)，沒有采取結(jié)構(gòu)措施。三是庫(kù)岸邊坡主要由二級(jí)階地堆積的黃土和砂礫石層組成，局部坡面傾角≥40°，部分房屋距離水庫(kù)岸邊較近（水平距離≤100m），該位置易產(chǎn)生變形。

外因：一是工程區(qū)連續(xù)降雨，地表水局部排泄不暢，房屋地基持力層局部飽水，產(chǎn)生濕陷，導(dǎo)致民房地基土層不均勻沉陷變形、拉裂；二是居民區(qū)距庫(kù)水邊緣較近，其地下水水位變幅受庫(kù)水影響較大，由于水庫(kù)水位的經(jīng)常升降，在動(dòng)水壓力的作用下，地表土層出現(xiàn)蠕變、拉裂，加劇地表濕陷裂縫發(fā)育，地表裂縫基本平行水庫(kù)岸邊走向，與地下水流向近于垂直的規(guī)律性分布。三是庫(kù)岸邊坡具二元結(jié)構(gòu)，上部黃土，下部砂礫石層，局部庫(kù)岸較陡段，受庫(kù)水位升降變幅較大的影響，近岸邊斜坡段水力比降增大，岸邊坡面水位變幅范圍段首先發(fā)生滲透變形，庫(kù)岸坡緣出現(xiàn)拉裂，在庫(kù)水側(cè)蝕作用下出現(xiàn)滑塌再造。

5 地質(zhì)災(zāi)害防治方案分析及建議

5.1 房屋地基處理方案分析

（1）擠密法

灰土擠密樁法可以處理基礎(chǔ)以下地下水位以上5.0～15.0m厚的濕陷性土，地基黃土（Q3）及黃土狀壤土（Q2）的天然含水量（ω=21.5～22.7%）小于24%，飽和度Sr=61.1～61.2%，位于地下水位以上，適宜采用灰土擠密法進(jìn)行地基處理，但施工條件有限。應(yīng)進(jìn)行專門的灰土擠密樁施工設(shè)計(jì)和試樁。

（2）換墊方案

建筑場(chǎng)地的濕陷類型按自重濕陷性場(chǎng)地，地基濕陷等級(jí)Ⅱ級(jí)，按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GBJ50025-2004第6.1.1及第6.1.5的有關(guān)規(guī)定，在自重濕陷性黃土場(chǎng)地，處理厚度不應(yīng)小于2.50m，建議建筑物地基采用整片換墊處理。初步估算換墊處理厚度2.5m時(shí)，處理后剩余濕陷量為34.5～477.1mm，大于規(guī)范要求；換墊處理厚度6.2m時(shí)，處理后剩余濕陷量小于200mm，滿足規(guī)范要求。換墊土有素土、灰土、砂石可供比選。建議地基處理后換墊土層的承載力應(yīng)通過檢測(cè)確定。

（3）單液硅化法或堿液加固法

根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，建議段家灣村民房地基的補(bǔ)強(qiáng)加固處理采用單液硅化法或堿液加固法，當(dāng)采用堿液加固法時(shí)應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其可行性，由于采用液體溶液，對(duì)處理既有建筑物有一定的局限性。

5.2 工程區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治方案建議

根據(jù)段家灣居民區(qū)致災(zāi)因素，建議地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)治理，對(duì)Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)地表裂縫采用開挖回填處理，對(duì)拉裂輕微的民房采用灰土樁加固墻基方案，墻基兩側(cè)灰土樁的樁間距0.6～1.0m，處理厚度應(yīng)≥3.0m，并對(duì)房前屋后地表采用嚴(yán)格防水措施；對(duì)Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)拉裂嚴(yán)重的民房應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用局部或全部拆除重建，新建民房的地基處理應(yīng)采用整片換填墊層，墊層厚度應(yīng)≥2.5m，并對(duì)房前屋后地表采取嚴(yán)格防水措施；對(duì)Ⅰ區(qū)距居民區(qū)水平距離≤60m庫(kù)岸陡坡段邊坡采用擋墻加固或護(hù)坡措施，防止庫(kù)岸再造進(jìn)一步發(fā)展，影響居民區(qū)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《巖土工程勘察規(guī)范（2009年版）》（GB50021-2001）.

[2] 《段家灣村房屋災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，韓南石，2015.03.