恭城縣蓮花鎮枧頭小學建設項目地質災害特征及防治建議

楊珺茹，利奐章，馬龍飛，崔鈺

恭城縣蓮花鎮枧頭小學建設項目地質災害特征及防治建議

楊珺茹，利奐章，馬龍飛，崔鈺

（桂林理工大學地球科學學院，廣西 桂林 541006）

通過對廣西恭城縣蓮花鎮枧頭小學建設項目周圍地質災害和隱患進行野外調研，查明主要地質災害為巖溶塌陷，對其發育現狀進行了評估，并預測巖溶塌陷對工程建設存在的地質災害影響，提出了地質災害防治措施，建議在主體施工建設前進一步查明地基是否有未發現的土洞或者軟弱土存在，可采取灌漿、碎石充填等方法進行治理。同時建筑物基礎施工做好地下水防水、排水工作，加強區內地下水動態監測。本文從對擬建項目的地質環境條件和地質災害形成機理分析，工程建設中和工程建成后可能引發或加劇的地質災害提供防治措施和參考依據。

地質災害；巖溶塌陷；建設項目；防治措施

廣西恭城瑤族自治縣蓮花鎮枧頭小學桂林市恭城瑤族自治縣枧頭村，項目中心地理坐標：東經110°51′45.6″，北緯24°45′55.9″。學校現有教學班6個，在校學生204人，教職工12名。項目用地面積5 462.56 m2；擬在學校廣場西側建設3F框架結構教學綜合樓及配套設施。教學綜合樓建筑面積1100m2，設計標高152.00m（圖1）。采用磚混結構，條形基礎。項目投資35.0萬元。

1 建設項目地質環境條件

1.1 氣象及環境條件

屬于中亞熱帶季風氣候區，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，4～8月份占全年降雨量58.07%，常有大雨或暴雨；枯水季節為11月至翌年3月，降雨量少，占全年降雨量21.64%。區內勢江河距項目場地北部350 m，屬于茶江水系。枯水期水位+145.35 m，豐水期水位+149.50 m，易受豐水期勢江河水位影響。擬建項目場地南西部6 m有一寬2.2 m、深1.0 m人工水渠，流量小。水渠頂部標高+151.3 m，略低于擬建項目場地標高。

圖1 學校建設項目設計平面圖

1.2 區域地質背景

評估區總體地勢較為平坦，地形簡單，大部分地層被第四系，上泥盆統所覆蓋，向斜走向NW-SE，呈彎月形，延伸長45 km、寬6～8 km，屬線狀褶皺。向斜核部為下石炭統大塘組羅城段（C13）、下石炭統大塘組寺門段（C12）、下石炭統大塘組黃金段（C11），翼部為下石炭統巖關組上段（C1y3）、下石炭統巖關組下段（C11）及上泥盆統灰巖（D3）。出露加里東期和印支期花崗巖體（地質部廣西壯族自治區地質局1∶20 萬桂林幅區域地質測量報告書，1969）。斷層錯斷寒武系至侏羅系，斷距數百米至千余米，由北往南變小，破碎帶寬數米至十多米，角礫巖、硅化、黃鐵礦化，為大斷裂且屬非全新世活動斷裂。

1.3 地形地貌

評估區為河流階地，海拔標高+151.24～+152.10m，高差0.84 m，地形坡度小于5°。評估區現狀用地主要為學校、街道和居民區。

1.4 地層（圖2）

1.4.1 第四系

（1）填土（Q4ml）：填土分布于評估區，呈黃色，可塑粘性土，含少量圓礫、卵石、碎石。土層厚度1.45 m，多位于頂部。

（2）卵石（Q4al+pl）卵石層位于填土層下方，沖洪積黃褐色卵石層，亞圓形，含卵石50％～60％，直徑20～180 mm，母巖成分為砂巖、石英砂巖，中-微風化，其間多為砂、礫充填，稍密狀。

1.4.2 上泥盆統（D3）

為評估區下伏地層，未見出露；評估區西部600m山體為灰白色灰巖，中厚層狀構造，節理裂隙較發育，產狀115°∠31°，總厚度337～551m。

1.5 巖土類型及工程地質性質（圖3）

圖2 建設項目區域地質圖

（1）卵石單層結構土體

黃褐色，稍密狀，卵石直徑2 ～18cm，亞圓形居多，中-微風化，交互排列，接觸緊密，卵石間為礫、砂充填。卵石層地基承載力特征值fak250kPa，工程性能較好，滿足低層建（構）筑地基承載力，可作為地基持力層。場地還分布有填土，屬高壓縮性土，地基承載力特征值fak80 kPa（表1），需要處理才能滿足低層建（構）筑地基承載力要求，（廣西建設項目地質災害危險性評估規程培訓班培訓材料匯編，2017；DBJ/T45-002廣西壯族自治區巖土工程勘察規范，2011）。

（2）中厚層狀中等巖溶化較硬灰巖

由上泥盆統（D3）灰巖組成，呈灰白色，亮晶結構，中厚層狀構造。單軸飽和抗壓強度(Rw)為47.64 MPa，平均值47.64 MPa，標準值35.00 MPa，屬較硬巖，巖石承載力特征值fak為5000 kpa，可作為優良的樁基持力層及地基持力下臥層，工程地質性能和工程力學性能良好（GB50007-建筑地基基礎設計規范，2011;常士驃，2006）。具有可溶性，可能發育溶洞、溶隙，且巖面起伏亦較大，可能產生巖溶塌陷等地質災害，工程地質性質較差。

圖3 A-A’工程剖面示意圖

1.6 水文地質條件

根據《1∶20萬桂林幅綜合水文地質圖》（廣西水文地質工程地質隊，1983），地下水類型整體可分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水兩種類型。松散巖類孔隙水主要為沖洪積層松散巖類孔隙水，儲存、運移在第四系沖洪積卵石層孔隙中。

碳酸鹽巖類裂隙溶洞水主要賦存于評估區上泥炭統（D3）灰巖中，裂隙溶洞水水量10～50L/s的泉或地下河枯流量占流量的50%以上，水量中等。地下水水化學類型HCO3-Ca。pH值6.8～7.4，礦化度180～250 mg/L，總硬度1.16度～4.01度，對鋼筋及混凝土具有微腐蝕性。

表1 項目建設場地巖土體參數建議值表

注：帶※取值為經驗值

1.7 人類工程活動對地質環境的影響。

河流階地相對高差0.84m，地形坡度＜5°。學校建校時，未產生挖填方邊坡，工程建設不會產生挖填方邊坡，開挖基坑深度2 m土質邊坡。

2 現狀地質災害評估

2.1 工程建設中可能引發地質災害

（1）基坑崩塌：擬建教學綜合樓采用獨立基礎，基礎施工形成獨立基礎承臺基坑，方形，深度2m、基坑壁由填土構成，局部為卵石層。可能引發基坑崩塌。

（2）地基不均勻沉降：場地分布有一定厚度填土，可能會引發地基不均勻沉降。

2.2 工程建成后可能引發或加劇地質災害預測

評估區內巖溶中等發育，第四系土層厚10～20m，地下水位變動位置主要位于卵石層。野外現場調查和巖土工程勘察本區未存在巖溶洼地、落水洞、地下河、溶洞等巖溶現象，不排除整個學校下伏灰巖地段存在巖溶土洞、溶洞、溶隙等可能性。基坑開挖擾動形成巖溶塌陷,且在巖溶發育地區，覆蓋層松散土體在自然因素或者人為因素影響下，塌落、擴展，形成地表塌陷的現象（潘天錄等，2020）。危害建設場地東部和南部居民樓和居民、項目北部耕地、項目西部村道和水渠、以及學校師生，受威脅人數60～80人，可能造成的直接經濟損失200～400萬元。預測工程建設中可能引發或加劇巖溶塌陷地質災害可能性中等，危害程度中等，危險性中等。

3 地質災害防治措施

（1）基坑開挖完畢后進行機械插釬，進一步查明地基下隱伏土洞或者軟弱土存在，若發現巖溶土洞、溶洞，可采取灌漿、碎石充填進行治理；

（2）做好區內地下水動態監測。需進行地下水抽排，應控制抽水孔深度和抽水強度，避免過量抽水引發巖溶塌陷；

（3）基礎施工防止大規模震動引發巖溶塌陷；

（4）建材堆放在穩定位置，避免引發巖溶塌陷；

（5）加強巡視和監測，發現巖溶塌陷應設置警示標志并及時治理。

地質部廣西壯族自治區地質局1∶20 萬桂林幅區域地質測量報告書[R]，1969．

GB50007. 建筑地基基礎設計規范[S]. 2011.

常士驃，張蘇民. 工程地質手冊[K]．北京：中國建筑工業出版社，2006．

廣西水文地質工程地質隊1∶20 萬桂林幅區域水文地質普查報告[R]. 1983．

DB45/T1625. 廣西建設項目地質災害危險性評估規程[S]. 2017

廣西地質學會. 廣西建設項目地質災害危險性評估規程培訓班培訓材料匯編[G]. 2017.

DBJ/T45-002. 廣西壯族自治區巖土工程勘察規范[S]. 2011.

潘天錄，李小飛，靳文斌，李建華. 2020. 水南灣巖溶塌陷成因分析及防治措施建議[J]. 四川地質學報，40(04)：647-650.

Characteristics of Geohazards in Construction Project of the Jiantou Primary School, Lianhua Town, Gongcheng County and Their Control Measures

YANG Jun-ru LI Huan-zhang MA Long-fei CUI Yu

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

The construction project of the Jiantou Primary School, Lianhua Town, Gongcheng County lies in a karst collapse area. This paper has a discuss on genetic mechanism of the karst collapse and estimates the influence of the karst collapse on the construction project and puts forward such control measures as groundwater dynamic monitoring, waterproofing, drainage, grouting and gravel filling.

geohazard; karst collapse; construction project; control measure; Jiantou Primary School

P694

A

1006-0995（2022）01-0097-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.01.019

2021-06-04

楊珺茹（1997— ），女，重慶市萬州區人，研究生在讀，研究方向：構造地質學