對地質災害評估的綜述

李 鵬 周才輝 吳少授

(云南地質工程勘察設計研究院， 云南 昆明 650000)

1概述：隨著我國社會經濟的快速發展,在工業化進程中,建設用地正日趨緊缺,因此目前不得不在地質災害易發區里尋找適宜的建設用地,以最大限度的發揮寸土寸金的作用。然而人類工程活動卻往往又是引發或加劇地質災害的主要因素。為因應這一危險而進行的地質災害危險性評估(以下簡稱評估)就變得重要且必要。同時,在評估中所采用的定量或半定量計算等技術方法的合理性與正確性直接影響結論的準確性,進而對工程建設過程及建成后形成潛在的影響。。

2技術方法的應用：評估工作一般在工程建設尚未開工之前展開,因而對工程建設可以預料的工序最終將會對地質環境造成的影響進行預測,根據預測結果及防治措施再對施工方案進行調整,可以在降低地質災害發生風險的同時,又對科學及合理的制定施工方案起到重要的作用。

2.1 人工邊坡的問題：在工程建設中,因對建設場地進行開挖回填等工程措施常會形成人工邊坡。人工邊坡的穩定性對建設工程的可行性、預算等會產生重要影響。在工程項目開啟初期對有可能形成的不穩定人工邊坡采取支護、支擋等措施作好各方面的準備工作具有積極的意義。主要分為土質邊坡和巖質邊坡。

2.1.1 土質邊坡

土質邊坡主要出現在有厚層松散土層地區進行深基坑的開挖或者道路邊坡開挖(邊坡上部有一定厚度的松散土層),根據土質邊坡發生滑坡災害的機理,在確定了邊坡的高度及坡度之后,采用瑞典圓弧滑動法計算邊坡穩定性系數。如公式(1):

(1)式中Fs-邊坡穩定性系數;ci'-第i條塊的內聚力(kPa);li-第i條塊的滑面長度(m);wi-第i條塊的重量(kN),土層重度統一取20kN/m3(可取土工試驗數據);ui-第i條塊孔隙水壓力 (kN/m);bi-第i條塊的寬度(m);αi-第i條塊的滑面傾角(°);φi-第i條塊的內摩擦角(°);以上各參數均根據該場地巖土工程勘察中土工試驗數據或臨近場地的相應數據,采用理正軟件進行計算。計算所得Fs的值對比中安全系數臨界值,小于臨界值的邊坡為不穩定邊坡,則考慮開挖時采取支護措施或者進行放坡。在邊坡高度一定的情況下可以計算出無需支護安全放坡的臨界坡度值,從而正確指導邊坡的開挖施工。

2.1.2 巖質邊坡

在山坡坡腳建房或在山上修建公路、高速公路等設施時往往會因挖山切坡形成高陡的巖質邊坡。而巖質邊坡的穩定性除了受邊坡的高度及坡度等的影響外,很大程度取決于邊坡面上巖石的完整性。對巖質邊坡穩定性的判斷,主要根據邊坡面上發育的節理、裂隙與巖層產狀、邊坡坡向等的組合關系來進行,采用的方法為地質剖面圖及赤平面投影圖法。為擬建房屋后將要開挖形成高陡邊坡,可看出該邊坡為順向坡,且切坡后邊坡高度達30m以上,切坡后邊坡坡度為65°。

2.2 地基基礎的沉降問題

2.2.1 堆載：對于要在軟土層上進行大面積堆載的工程如基礎回填等,在堆載前應考慮其極限承載能力。軟土地基極限承載力估算主要利用地基天然抗剪強度,按公式(2)計算第一級施加的荷載P及最大可填方高度h值。P=5.52Cu/K=γ×h (2)式中:Cu-天然狀態下不排水抗剪強度,根據土工試驗數據或經驗值;K-安全系數,一般取1或1.3;γ-填土重度,一般取20kN/m3;h-最大可填方高度。實際填方高度小于h值則是安全的,超出h值則會產生過量沉降,從而在回填之后需要等地基基礎沉降趨穩之后再進行工程施工,以此來確定擬填方高度對工程建設周期的影響。

2.3 地面沉降的問題：對于由于過量開采地下水等原因而形成的大面積區域地面沉降區,如某些地方,建設項目必須充分考慮地面沉降對工程建設的影響從而采取相應的防治措施進行預防。根據區域地下水動態和地面沉降長期監測資料對評估區的地面沉降歷史及特點進行分析,主要分析評估區的沉降規模、速率及其對擬建建筑物的不良影響等。

2.4 砂土液化的問題：在地震烈度大于Ⅵ度區如果存在厚層砂土或粉土類砂性地層時,需考慮地基土的地震動液化的問題。按國標《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)對飽和砂土進行液化判別。按7度設防近震考慮,則飽和砂性土的液化現象可由實測標貫擊數N與標貫擊數臨界Ncr相比較來進行判別 (公式4)。

當N＞Ncr時,為不液化土。當N≤Ncr時,為液化土。而Ncr=N0[0.9+0.1(ds-dw)]c3/p (4)其中N0--液化判別標準貫入錘擊數基準值,若按7度地震烈度計算,N0=6

ds--飽和土標準貫入度的深度；dw--地下水位深度m；pc--相對應的實測點砂土的粘粒含量。對于被判定為液化土的地層,在地基基礎設計時則需避開以該層作為基礎持力層以防特殊時期產生相應的地質災害。

3存在的問題：由于地質災害危險性評估工作是在工程建設起動初期進行,評估工作非常重要的一環是收集已有資料,尤其是對計算具有根本意義的土力學參數值的獲取,許多數據一般采用臨近場地的參數或經驗值。因此已有資料的準確性或適應性對計算精度有直接的關聯,從而對評估結論形成一定的影響。在實際工作中應盡可能收集到最接近現實的數據以減小誤差,得出最準確的結論。

結論：本文所論述的評估技術方法經過多年的大量實踐與應用,其正確性及適用性已經得到了充分的論證,具有廣泛的適應性。在評估中正確合理的使用相應的技術方法,將會為工程建設的可行性及其施工過程中應采取的防治措施提供合理可行的理論依據及設計思路,防止盲目施工引發地質災害。

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