栗木鎮(zhèn)苔塘小學(xué)綜合樓建設(shè)場地地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治建議

利奐章，梁家瑜

栗木鎮(zhèn)苔塘小學(xué)綜合樓建設(shè)場地地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治建議

利奐章，梁家瑜

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

通過對廣西恭城瑤族自治縣栗木鎮(zhèn)苔塘小學(xué)綜合樓建設(shè)場地地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征狀況，結(jié)合該項目場地地形地貌、地層巖性、水文工程、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件分析。評估地質(zhì)災(zāi)害對建設(shè)項目的影響，有針對性提出了擋土墻，巖溶塌陷監(jiān)測對擬建建筑等一系列防治措施。

地質(zhì)災(zāi)害；不穩(wěn)定斜坡；巖溶塌陷；廣西恭城

恭城瑤族自治縣栗木鎮(zhèn)苔塘小學(xué)綜合樓建設(shè)場地規(guī)劃用地面積11893.48 m2（17.84畝）。學(xué)?，F(xiàn)有教學(xué)班6個，在校學(xué)生157人，教職工12名。場地已建教學(xué)樓（2F）一棟、教師宿舍（2F）一棟、廁所（1F）一間以及一棟已廢棄的瓦房教學(xué)樓（1F），擬建一棟3F框架結(jié)構(gòu)和獨立基礎(chǔ)綜合樓，建筑面積1100 m2（圖1）。

圖1 評估區(qū)平面設(shè)置圖

1 建設(shè)項目地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 氣象水文

屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。多年均氣溫19.7 ℃，7～9月氣溫最高，極端最高氣溫40.0 ℃；最低氣溫-3.1 ℃。年平均降雨量1427.7 mm，最大降雨量1953.0 mm，年最少降雨量955.1 mm，日最大降雨量230 mm，時最大降雨量68.3 mm。降雨量集中于4～8月份，占全年58.07%，常有大雨或暴雨；枯季11月至翌年3月，降雨量少，占全年降雨量21.64%。平均相對濕度為57%～87%，年無霜期達(dá)到319 d。年平均日照時數(shù)為1670 h。

上枧河緊鄰項目北部，寬5 m、深1～2 m，多年平均流量0.75 m3/s，年變幅1.0 m，河水位+239～+240.1 m，場地標(biāo)高+240.21～+248.33 m，擬建綜合樓場地標(biāo)高+241.84～+242.21 m，高于上枧河最高水位。洪水水位對本場地影響較?。ㄈf磊，2020）。

1.2 地形地貌

地貌類型為峰叢谷地、河流階地，地貌類型單一，相對高差9.12 m，地形北西高、南東低，地形坡度＜5°。大部分為第四系所覆蓋，下伏上泥盆統(tǒng)灰?guī)r。

1.3 地質(zhì)條件（圖2）

地層：出露為第四系（Q）和上泥盆統(tǒng)（D3）。

褶皺：位于栗木向斜北部，距栗木向斜軸部1 km。核部位于栗木-嘉會-蓮花一帶，軸向近SN向，屬線狀褶皺，長20 km、寬5～10 km。受基底控制及斷裂影響，從南到北，褶皺由原NNW向逐漸轉(zhuǎn)為NNE向，兩翼不對稱向斜構(gòu)造，巖層傾角30°～68°。向斜核部為下石炭統(tǒng)大塘組（C1）和下石炭統(tǒng)巖關(guān)組（C1），翼部為上泥盆系灰?guī)r（D3）、中泥盆系東崗嶺組（D2）灰?guī)r。

斷層：未發(fā)現(xiàn)明顯斷裂。

1.4 巖土體工程性質(zhì)類型和特征

巖土體劃分為含卵石粉質(zhì)粘土、卵石土體和中厚層狀中等巖溶化較硬灰?guī)r巖組兩類。

1.4.1 含卵石粉質(zhì)粘土、卵石雙層結(jié)構(gòu)土體

雙層結(jié)構(gòu)土體廣泛分布于研究區(qū)，自上而下垂直分布分別為含卵石粉質(zhì)粘土、卵石。

（1）含卵石粉質(zhì)粘土

該土體呈黃褐色，含粘性土60%，卵石含量30%，卵石直徑2～17 cm，卵石成分為砂巖，中—強風(fēng)化，層頂埋深0.4～1 m (標(biāo)高+241.39～+242.01 m)，厚度1.50～2.40 m。勘察資料顯示，卵石間為礫、砂充填，級配較好。粉質(zhì)粘土地基承載力特征值fak：200 kPa，工程性能較好，滿足低層建（構(gòu)）筑地基承載力要求，可作為地基持力層。

（2）卵石

黃褐色，埋深2～2.9m，（標(biāo)高+239.47～+240.41 m）鉆孔揭露厚5.7～9.2m。勘察資料顯示，卵石磨圓度好，直徑2～18cm，含量50%～60%，中～微風(fēng)化，交互排列，卵石間為礫、砂充填，級配較好。地基承載力特征值fak為250 kPa，滿足多層建（構(gòu)）筑地基承載力要求，可作為地基持力層。

1.4.2 填土

厚0.4～1m，填土色雜、結(jié)構(gòu)松散、壓縮性高。地基承載力特征值fak為80kPa，力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，工程性能差，不宜作為建筑物天然地基基礎(chǔ)持力層。

1.4.3 中厚層狀中等巖溶化較硬灰?guī)r巖組

下伏上泥盆統(tǒng)（D3）

為灰?guī)r，淺灰—灰白色，中厚層狀構(gòu)造。飽和單軸抗壓強度（fr）38～55Mpa，屬較硬巖，地基承載力特征值fak=3000～4000Kpa，可作為優(yōu)良樁基持力層及地基持力下臥層，工程地質(zhì)性能和工程力學(xué)性能良好。該層頂部破碎，裂隙發(fā)育，可能發(fā)育規(guī)模不等溶洞、溶隙，產(chǎn)生巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，對地基及建（構(gòu)）筑物的穩(wěn)定性具有一定危害（常士驃和張?zhí)K民，2006）。

圖2 評估區(qū)構(gòu)造綱要圖

1.5 地下水類型

可分為兩類：

（1）松散巖類孔隙水

主要為沖洪積層松散巖類孔隙潛水。儲存、運移在第四系沖洪積卵石層孔隙中。含水性、透水性較好。地下水水位、水量變化受降雨影響，豐水位期水位上升，水量增大，枯水季節(jié)，水面下降。水量中等，埋深2.7～3.4m，水位+239.11～+239.69m。近5年地下水位年際變化1～3m。于大氣降水滲入補給，一部分緩慢向下滲透補給裂隙溶洞水，另部分以分散流、泉形式排泄于地勢低洼處。

（2）碳酸鹽巖類裂隙溶洞水

主要賦存于上泥盆統(tǒng)（D3）灰?guī)r中，水量10～50L/s泉或地下河枯流量占50%以上，水量中等。場地處于地下水補給徑流區(qū)，巖溶洞裂隙水接受地表水滲入以及區(qū)外側(cè)向補給，以潛流形式向南東運移，補給與基巖裂隙發(fā)育程度關(guān)系密切。通常向下游徑流及泉排泄，或側(cè)滲補給河流。項目勘探未勘測到該層地下水，根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，地下水水化學(xué)類型HCO3-Ca，呈弱酸至弱堿性，pH值6.8～7.4，礦化度180～250 mg/L，總硬度1.16～4.01度，對鋼筋及混凝土的腐蝕性等級為微腐蝕。

1.6 巖溶發(fā)育特征

據(jù)調(diào)查，研究區(qū)未發(fā)現(xiàn)典型巖溶洼地、落水洞、泉眼和溶洞等巖溶現(xiàn)象。項目巖土工程勘察報告，場地未發(fā)現(xiàn)巖溶現(xiàn)象及潛伏土洞等。研究區(qū)線溶洞率8.11%，遇洞隙率32.14%，為巖溶中等發(fā)育區(qū)。

1.7 人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響

項目場地北西高、南東低，自北西向南東呈臺階式展布。前期建校場地平整形成3處土質(zhì)挖填方邊坡，高1～3 m，未發(fā)現(xiàn)地下水開采。工程建設(shè)不會產(chǎn)生挖填方邊坡，綜合樓建設(shè)基坑開挖深度2～3m，影響地質(zhì)環(huán)境人類工程活動一般。

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2 地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

根據(jù)研究區(qū)的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體工程地質(zhì)特征、水文地質(zhì)條件和工程建設(shè)對地質(zhì)環(huán)境的影響等要素，本次預(yù)測評估選取不穩(wěn)定邊坡、巖溶塌陷作為主要地質(zhì)災(zāi)害類型。

2.1 工程建設(shè)中可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

2.1.1 不穩(wěn)定邊坡

P3邊坡在項目區(qū)段寬140m、高2～3m、坡度20°～30°、坡率＜1∶1，坡體填土為前期建校堆填形成，堆放于上枧河南西河岸。該邊坡緊鄰擬建綜合樓北東側(cè)。綜合樓基礎(chǔ)開挖，在建建筑加載等可能導(dǎo)致P3邊坡穩(wěn)定性降低，引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。邊坡巖土體類型為欠固結(jié)堆積土，坡高小于3m，坡率＜1∶1，發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害可能性小。但P3邊坡緊鄰擬建綜合樓，受工程建設(shè)加載影響較大，發(fā)生崩塌、滑坡可能性為中等。

P3邊坡崩塌、滑坡危害工程建設(shè)中的施工人員、機械設(shè)備、車輛和在建建筑等，受威脅人數(shù)＜10人，可能直接造成經(jīng)濟(jì)損失＜100萬元，危害程度小，危險性中等。

2.1.2 巖溶塌陷

巖溶中等發(fā)育，第四系土層層厚10～20 m，地下水位變動帶位于卵石層中，存在巖溶塌陷發(fā)生條件，形成巖溶塌陷危害項目北東部和南部部分居民樓和居民、北部耕地，以及學(xué)校建（構(gòu)）筑物和在校師生，受威脅人數(shù)60～80人，可能造成直接經(jīng)濟(jì)損失200～400萬元。預(yù)測工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害可能性中等，危害程度中等，危險性中等。

2.2 工程建成后可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

表1 不穩(wěn)定邊坡發(fā)育程度（可能性）分級表

P3邊坡位于項目北部，緊挨擬建綜合樓和上枧河，受建筑物加載、河水侵蝕影響較大，發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害可能性為中等。危害建成后的綜合樓及其師生、配套設(shè)施和設(shè)備等，受威脅人數(shù)50～60人，可能直接造成經(jīng)濟(jì)損失200～300萬元，危害程度中等，危險性中等。

3 地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議

（1）不穩(wěn)定邊坡。采用混凝土擋墻進(jìn)行攔擋，坡面采用植草進(jìn)行防護(hù)；加強巡視和監(jiān)測。

（2）巖溶塌陷：①進(jìn)一步查明地基是否有未發(fā)現(xiàn)的土洞、溶洞；②需進(jìn)行地下水抽排，應(yīng)抽水孔深度和抽水強度；③防止大規(guī)模震動、重力加載引發(fā)巖溶塌陷

萬磊. 2020.長發(fā)博物館民族文化園地質(zhì)災(zāi)害特征及防治措施[J].四川地質(zhì)學(xué)報， 40(4)：662-667.

常士驃，張?zhí)K民. 2018.工程地質(zhì)手冊[K]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.

Development Characteristics and Control Measures of Geohazards in Construction Site of Complex Building of Taitang Primary School in Limu Town

LI Huan-zhang LIANG Jia-yu

(School of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541006)

This paper assesses the influence of geohazards on the construction project of Complex Building of Taitang Primary School in Liumu Town, Gongcheng Yao Autonomous County, Guangxi Zhuang Autonomous Region based on the analysis of the geohazard characteristics, topography and geomorphology, stratigraphy and lithology, hydrological engineering, engineering geology and environmental geology in the construction project site. A series of control measures such as reinforced concrete retaining walls, grass reinforcement, cut-off trenches, grouting, rubble filling, inspection and monitoring are proposed.

geohazard; unstable slope; karst collapse; Gongcheng, Guangxi

P642.2

A

1006-0995（2022）02-0255-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.02.014

2021-06-03

利奐章（1995— ），男，廣西欽州人，在讀研究生，研究方向：地質(zhì)災(zāi)害