謝 芳

（廣東省有色礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中心，廣東 廣州 510080）

擬建工程地處珠江三角洲沖積平原，位于廣州市天河區(qū)，用地范圍內(nèi)原為荒地，場地中部高程約為30m，西側(cè)及東側(cè)高程約25m，中部向兩側(cè)高程緩慢變低。根據(jù)規(guī)劃，建設(shè)內(nèi)容為一棟15層的廣州科技圖書館，高51.90m，占地面積約8127m2，總建筑面積50427m2，其中地上建筑面積26531m2，地下建筑面積23896m2。結(jié)構(gòu)采用鋼框架結(jié)構(gòu)（鋼管混凝土柱）。內(nèi)容包括：地上11層，高51.90m，建筑面積26531m2，設(shè)計(jì)地坪高程為30.00m；地下建筑為4層地下室，開挖深度約23.00m，建筑面積23896m2?；拥装鍢?biāo)高為7.00m，基坑安全等級為一級。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級，地基變形允許值：整體傾斜0.003，相鄰柱基沉降差0.002L。估算工程建設(shè)總投資費(fèi)用約96000萬元。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

擬建工程地處珠江三角洲沖積平原，位于廣州市天河區(qū)老城區(qū)，場地中部高程約為30m，西側(cè)及東側(cè)高程約25m，中部向兩側(cè)高程緩慢變低，項(xiàng)目用地為不規(guī)則形。用地紅線范圍已進(jìn)行圍蔽，無建構(gòu)筑物，被雜草覆蓋。場地四周陡坎外圍已進(jìn)行漿砌塊石支護(hù)。評估區(qū)最高點(diǎn)高程約37m，最低地面標(biāo)高約17m。地形地貌復(fù)雜程度簡單[1]。

1.2 氣象水文

評估區(qū)地處珠江三角洲地區(qū)，屬亞熱帶海洋季風(fēng)氣候。冬季多發(fā)2級～4級北風(fēng)、西北風(fēng)，一般風(fēng)力、風(fēng)向穩(wěn)定。評估區(qū)地處南亞熱帶、熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，終年溫暖濕潤，根據(jù)1981年～2017年氣象統(tǒng)計(jì)資料，年平均氣溫22.28℃，其中以7、8兩月氣溫最高，月平均＞28 ℃，歷史最高溫39.1℃（2004年7月1日）；1、2月份氣溫最低，月平均氣溫在13℃上下。受亞熱帶海洋性氣候影響，區(qū)內(nèi)降雨量極為豐富，年平均降雨量1874.19mm（1981～2018），極端年最大降雨量2939.70mm（2016年），雨季5月～8月降雨量占全年降雨量的60%以上。

評估區(qū)位于廣州市天河區(qū)，區(qū)內(nèi)無地表徑流和水系分布，評估區(qū)內(nèi)既有建筑處在正常使用狀態(tài)中，具備完善的市政排水系統(tǒng)。雖然區(qū)域上河網(wǎng)隸屬珠江水道，但距離較遠(yuǎn)，約4100m。珠江前航道為感潮河流，潮汐類型為不規(guī)則半日潮，每日基本上有二漲二落，往復(fù)流十分明顯，歷年最高潮位7.62m（老雅崗站），百年一遇潮位7.79m，最低潮位3.64m，多年平均潮位7.02m（1950～1990），年平均潮差1.50m，廣州河道除遇較大洪水外，基本受潮流控制，即使在汛期，潮流影響仍很顯著。評估區(qū)地面標(biāo)高大多在25m以上，高出歷年最高潮位17m多，并且珠江防洪堤按100年一遇的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修筑，因此受珠江潮汐的影響較小。

1.3 地層巖石

評估區(qū)區(qū)域上地層主要包括白堊系（K）和第四系（Q）。

其中白堊系大塱山組（Kdl）分布于評估區(qū)西側(cè)、南側(cè)，主要巖性為泥質(zhì)砂巖，傾向約60°，傾角約15°～26°，紅褐色，風(fēng)化較強(qiáng)烈，巖芯呈半巖半土～碎塊狀，遇水易軟化，局部含礫石。巖體破碎，巖質(zhì)極軟，巖體質(zhì)量等級為Ⅴ類。層頂標(biāo)高15.53m～38.91m，層頂埋深0.00m～16.20m，揭露厚度1.80m～36.10m，平均19.04m。第四系（Q）在區(qū)域內(nèi)廣泛分布，主要包括坡積層（Qdl）和殘積層（Qel）。

坡積層（Qdl）：土性主要為粉質(zhì)黏土，紅褐色、黃褐色，硬塑，粘性較差，干強(qiáng)度較差，含較多碎石，為坡積土。層頂標(biāo)高31.23m～42.99m，層頂埋深0.00m，層厚2.90m～16.20m，平均7.36m。

殘積層（Qel）：土性主要為砂質(zhì)粘性土，黃褐色，可塑、硬塑，含較多粉細(xì)砂，為花崗巖風(fēng)化殘積土，遇水易軟化、崩解。層頂標(biāo)高18.28m～34.51m，層頂埋深0.70m～11.60m，層厚2.90m～14.10m，平均7.48m。

評估區(qū)內(nèi)基巖為中侏羅世聯(lián)和序列同和單元（J2T），為中、粗粒斑狀黑云母二長花崗巖，灰白色，成分及結(jié)構(gòu)不均勻，局部見有暗色包體及榍石[2]。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造與不良地質(zhì)作用

根據(jù)收集的評估區(qū)勘察資料及現(xiàn)場調(diào)查，評估區(qū)范圍內(nèi)無揭露斷層通過，未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造蹤跡，亦未見構(gòu)造破碎帶或巖體扭曲構(gòu)造跡象，未見褶皺斷裂。

1.5 水文地質(zhì)概況

評估區(qū)地下水類型可劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩類，其中松散巖類孔隙水廣泛賦存于區(qū)內(nèi)第四系土層中，主要含水層為第四系雜填土層（Qml），松散巖類孔隙水主要存在素填土層（Qml）以及粉質(zhì)黏土（Qdl）和砂質(zhì)黏性土層（Qel）中，富水性貧乏?；鶐r裂隙水的含水層為白堊系泥質(zhì)砂巖(Kdl)和中侏羅世聯(lián)和序列同和單元（J2T）強(qiáng)風(fēng)化巖，富水性屬貧乏～中等，富水性不均。

評估區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來源來自于大氣降雨，每年4～9月份是地下水的補(bǔ)給期，10月至次年3月為地下水的消耗期和排泄期。評估區(qū)4.1km外有珠江前航道，故豐水期第四系松散巖類孔隙水含水層也接受周圍河水的補(bǔ)給，旱季則以潛流的方式向珠江前航道排泄?；鶐r裂隙水主要受同一含水層滲透補(bǔ)給，同時(shí)也接受松散巖類孔隙水的越流補(bǔ)給。

地下水逕流條件受地形限制，本場地南高北低，其運(yùn)移方向是由南向北流，逕流途徑較長。地下水排泄途徑為民井開采及地表蒸發(fā)。地下水排泄不暢，水交替循環(huán)緩慢。

本場區(qū)地下水動態(tài)變化主要受大氣降雨的影響，地下水年變化幅度不大，一般為0.45m～1.50m。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料和勘察資料，松散巖類孔隙水地下穩(wěn)定水位埋深一般在2.40m～13.40m之間，埋藏較淺，水位變化反應(yīng)迅速；承壓型基巖裂隙水由于滲入補(bǔ)給時(shí)間較長，往往具滯后現(xiàn)象。

1.6 人類工程活動情況

評估區(qū)原始地貌位于珠江三角洲沖積平原，在漫長歲月中由于不間斷的工程活動形成今天的城區(qū)格局，極大改變了原有的地形地貌。而且隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，周邊的舊城改造工程也不斷加劇，主要工程活動有建筑安裝工程、交通工程等，南部為金穎大廈，有兩層地下室，基坑開挖深度約10m。這已經(jīng)改變了原有的地質(zhì)環(huán)境條件包括地形地貌、巖土體工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，并將繼續(xù)改變地質(zhì)環(huán)境條件。因此人類工程活動影響地質(zhì)環(huán)境程度強(qiáng)烈。未來人類工程活動如填土、基坑開挖等可能會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，故人類工程活動屬于地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)的激發(fā)因素。

2 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測分析及綜合分區(qū)評估

2.1 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測分析

根據(jù)評估區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件和擬建工程的特征，預(yù)測工程建設(shè)可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害為地面沉降和崩塌/滑坡，工程建設(shè)可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害為地面沉降和崩塌/滑坡。

（1）崩塌/滑坡：工程存在基坑開挖，基坑周長327m，開挖深度23m，在自重和地下水壓力作用下，極易發(fā)生基坑邊坡崩塌/滑坡?；舆吰掳l(fā)生崩塌/滑坡后，巖土體往基坑內(nèi)位移，導(dǎo)致周邊地面下沉開裂，從而致使建筑物基礎(chǔ)或基底差異沉降，引起建構(gòu)筑物開裂、傾斜和管線的破壞等，造成財(cái)產(chǎn)損失，并威脅到居民的生命安全，后果嚴(yán)重；基坑開挖到回填至±0.00的時(shí)間段內(nèi)，均有較多的施工人員和機(jī)械設(shè)備在作業(yè)，基坑邊坡發(fā)生崩塌/滑坡后會導(dǎo)致相關(guān)機(jī)械設(shè)備和地下未完結(jié)構(gòu)工程的報(bào)廢破壞，不但增加施工難度和成本，延長施工周期，并可能傷害到相關(guān)人員，從而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）地面沉降的主要地質(zhì)因素包括兩個(gè)方面：一是用地范圍內(nèi)第四系沖積層和殘積層厚度較大，且厚度變化大，以致在填土或其它地面荷載的作用下，會產(chǎn)生壓縮沉降，而且不同部位的壓縮量會有差異，造成地基不均勻沉降；二是新近填土處于松散欠固結(jié)狀態(tài)，在上部荷載和自重的作用下會發(fā)生較大的壓縮固結(jié)，從而產(chǎn)生沉降，降雨淋濾加快這一進(jìn)程，地基土的總沉降量與填土層厚度呈正相關(guān)關(guān)系，填土層厚度越大，總沉降量也越大，填土層厚度差異越大，引起的不均勻沉降也越明顯，因此，工程建設(shè)中填方土體也是造成地面沉降的一個(gè)較重要原因。

預(yù)測工程建設(shè)可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害為地面沉降和崩塌/滑坡，其中地面沉降地質(zhì)災(zāi)害潛在的危害小，危險(xiǎn)性小；崩塌/滑坡地質(zhì)災(zāi)害危害程度大，危險(xiǎn)性大。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害綜合分區(qū)

依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評估和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評估結(jié)果，評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件的差異和潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育強(qiáng)度、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度和受災(zāi)體對象及經(jīng)濟(jì)損失等，結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際情況，確定評估區(qū)各區(qū)段危險(xiǎn)性的評估要素（量化指標(biāo)）見表1。

表1 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)表

結(jié)合擬建工程特點(diǎn)和用地范圍，將整個(gè)評估區(qū)劃分為危險(xiǎn)性大區(qū)和危險(xiǎn)性小區(qū)兩個(gè)級別區(qū)。①危險(xiǎn)性大區(qū)：基坑開挖地段，基坑開挖深度23m，關(guān)于基坑影響范圍，考慮按外擴(kuò)2倍基坑深度范圍，即按地下室邊線外擴(kuò)46m范圍內(nèi)的區(qū)域。②危險(xiǎn)性小區(qū)：評估區(qū)內(nèi)紅線以外的其它區(qū)域，面積10666m2，占評估總面積的27.27%。

3 防治措施

3.1 地面沉降防治措施

地面沉降主要是填土和第四系土層的壓縮固結(jié)引起，可采取以下措施進(jìn)行防治：①加強(qiáng)勘察工作，掌握地下軟土層厚度和巖土性能，為設(shè)計(jì)提供充分依據(jù)。②進(jìn)行地基處理專項(xiàng)設(shè)計(jì)：對道路地面沉降可采用復(fù)合地基處理如攪拌樁加固或注漿方式進(jìn)行加固或換填處理以減小沉降；對可能影響到的管線設(shè)置保護(hù)結(jié)構(gòu)，如帷幕止水以防止地面下沉從而減少管線變形開裂，采用剛性樁支擋以防止管線側(cè)向位移等。③通過試驗(yàn)確定填土的最優(yōu)參數(shù)，以保障填土的壓實(shí)質(zhì)量。④加強(qiáng)施工過程質(zhì)量控制，確保質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

3.2 基坑邊坡崩塌/滑坡防治措施

①進(jìn)行科學(xué)的基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)，如利用排樁+內(nèi)支撐進(jìn)行擋土、攪拌樁或旋噴樁止水。②嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行施工。③確保截排水系統(tǒng)的正常使用，雨季施工時(shí)做好防護(hù)措施。④減小或禁止基坑頂附近堆載。⑤基坑開挖嚴(yán)格按照“水平分段垂直分層”的開挖方式進(jìn)行。⑥加強(qiáng)對基坑開挖的安全監(jiān)測，建立應(yīng)急預(yù)案，以預(yù)防和減小基坑邊坡崩塌/滑坡帶來的危害和損失。

4 建議

（1）根據(jù)評估，用地范圍可作為建設(shè)用地，不需要考慮工程避讓方案或另行擇址。

（2）建議建設(shè)單位落實(shí)地質(zhì)災(zāi)害防治工程“三同時(shí)”制度，將地質(zhì)災(zāi)害防治工作貫穿于工程建設(shè)“三同時(shí)”過程中。

（3）基坑支護(hù)及土方開挖施工應(yīng)制訂專項(xiàng)方案和應(yīng)急預(yù)案；施工過程中應(yīng)加強(qiáng)基坑變形監(jiān)測工作，制訂應(yīng)急預(yù)案，以防止或減少基坑崩塌/滑坡所造成的損失。

尤其需要注意的是：擬建工程用地附近地下有寫字樓及其相關(guān)管線，工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)充分考慮到這一不利因素，以免導(dǎo)致工程事故和地質(zhì)災(zāi)害。

根據(jù)調(diào)查，金穎大廈有兩層地下室，基坑開挖深度約10m，基坑底板標(biāo)高高于場地開挖基坑底板標(biāo)高。施工時(shí)應(yīng)注意錨索不能太長，不能延伸至大廈側(cè)壁。

（4）其他建議：在工程施工過程中和施工完成后，應(yīng)注意做好環(huán)境保護(hù)措施，防止塵埃、水土流失及造成環(huán)境污染的不良現(xiàn)象。