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城市工程地质勘察中的环境问题
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城市工程地质勘察作为工程地质学的一个重要分支,它是为城市规划、片区开发、旧城改造等工程建设提供地质资料。由于工程建筑与它所处的地质环境均产生着不同性质、不同规模、不同程度的相互作用和相互制约,一方面由于工程建筑的建设,必然在一定程度上破坏和改造着地质环境,从而给周围的地质环境增添了新的有利或不利的因素,改变着原有的地质条件;另一方面则由于拟建场区的施工对周围地质环境的破坏和改造,势必关系到工程建筑的施工条件、造价以及建筑物的稳定性和使用条件。（参考《建筑中文网》）
众所周知,城市工程建设往往是对城市内旧建筑物的一小块、一小片进行局部改造,它素有“寸土寸金”之说,而且受周围富集的已有建筑限制,如何能最大限度的利用土地而又能保证周围建筑物的安全,日益成为城市工程地质勘察的一个重要课题,处理得好,不仅能最大量的获取空间,取得好的经济效益和社会效益,而且能保证周围已有建筑物的安全和稳定;处理不好,可能会由于工程建设的盲目施工,而导致周围环境地质恶化乃至失稳,促使相邻的已有建筑物变形、破坏,给国家造成惨重的损失,现举一个工程实例说明环境地质的相互影响和相互制约关系。
1 工程实例
重庆干电池总厂两条线车间的建设场地位于该厂区内,拟建场区北部紧邻一50m高、70m长的条石堡坎,呈东西向展布,4层技术大楼和职工医院耸立于堡坎上,场区进行了工程地质勘察,并提供了相应的工程地质资料。随后施工单位进场平基整平场地,当地坪标高由原始的302.90m降至设计地坪301.00m时,西部堡坎突然垮塌,顷刻,4层技术大楼和职工医院相继倾伏,致使该厂的生产和生活受到极大影响。为分析事故原因,提供排危抢险施工使用的工程地质资料,受排危抢险指挥部委托,我院对事故区域进行了工程地质勘察,通过地面测绘、调查,并辅以钻探和原位测试,获取了较详尽的工程地质资料,为便于叙述,特沿北部堡坎位置和垂直堡坎方向作两条纵横剖面,剖面分析,紧邻场区北部的高5.0m、长约70m的条石堡坎东部约40m长一段为基岩出露,堡坎直接砌置于基岩上,堡坎西部30m范围内无基岩裸露,资料表明,该段堡坎基础未置于基岩上,而是直接砌置于残坡积粉质粘土上,技术大楼和职工医院以该堡坎为基础,平基整平场地时,将原地面标高303.90m降至301.00m,标高下降近2.0m,致使西部堡坎脚临空,造成基础持力层处的土体向临空方向剪切破坏,从而导致西部堡坎垮塌,并牵引上部建筑破坏、倾伏。采用有附加荷载的圆弧滑动法验算坡顶建筑地基稳定性。
式中:
P 为 基 础 底 面 平 均 压 力 ( k P a ) , 取150kPa;
γ 为土的重度(kN/m3),取21.0kN/m3;
d 为基础埋深(m),取1m;
b为基础宽度(m),取1m;
x 为基础中心线与滑弧圆心O的水平距离(m),取9.5m;
Qi 为第i个土条的重力,其中A为土条面积(kN/m);
β i为第i个土条作用线与滑弧圆心O交点半径R和垂线的夹角(°);
R 为滑弧半径,取14m;?
i为土体抗剪强度,取14°14’;
C i为土体内聚力,取25.9kPa。
计算知斜坡安全系数K=0.912。通过定性分析和理论计算,施工开挖后,该边坡已不稳定,其安全系数仅为0.912。
分析原有勘察资料,我认为资料中有两点不足之处是造成此次事故的主要原因:首先,拟建场区北部高5.0m的条石堡坎与拟建物相距仅1.0m左右,且堡坎上有4层旧建筑物,虽然堡坎东段有岩石露头,表明堡坎是砌置于基岩上,但堡坎西部情况不明,原勘察单位未对该段布置任何工作,成果资料亦无一条地质剖面通过该堡坎,反映拟建物与周围地质环境的相关关系,成果报告中亦未分析施工对该堡坎的影响程度和提出相应的施工组织措施,造成盲目开挖,导致了该堡坎垮塌和上部4层旧建筑物倾伏。
其次,从拟建场区地形分析,该堡坎西部为一条古冲沟,冲沟倾向南西,与该堡坎近于直交,堡坎基础是否下置于冲沟底基岩上,在无地质资料的情况下,应对古冲沟位置布置勘探工作,查清冲沟位置处土层的厚度,堡坎的砌置深度等情况,并提出相应的防范措施。
2 几点体会
通过上述工程实例分析,结合近几年的工程实践,我认为,在城市工程地质勘察中,由于拟建物四周相邻旧建筑物众多,新建设的建筑物镶嵌于嶙次栉毗的旧建筑群中,稍有不慎,或施工措施不当,都可能造成相邻旧建筑物的变形破坏甚至垮塌。因此在工程地质勘察时,对于拟建物与周围地质环境的关系问题,应从以下几个方面开展工作。第一,充分运用工程地质的基础理论,工业与民用建筑的基本知识以及工程勘察的技术和经验,有步骤、有针对性地采取合理、有效的勘察手段及方法,收集环境地质资料及岩体节理裂隙组合关系。己有建筑的基础竣工资料,持力层情况及基础质量。
第二,根据周围环境地质和相邻旧建筑物情况,分析探讨其相互作用及相互制约的形式及作用机理,预测、评价可能产生的工程地质问题。
第三,选择保证工程建设的技术可能性及经济合理性,能利用并改造地质环境的合理措施。
3 结语
城市工程地质勘察中的环境地质问题,是直接影响拟建物建设安全、造价及使用效果的关键问题。只有在实际工作中,充分收集已有的地质资料和相邻旧建筑物的施工竣工资料,进行综合分析、评判,并结合本地区成功的建筑经验,提出合理的施工措施,保证拟建物经济、快速、安全的建设,同时又使相邻旧建筑物安全稳定和环境地质保持稳定甚至加强。从而取得较好的社会效益和经济效益,这是城市工程地质勘察中的首要任务。参考文献
[1] 陈力华,等.多滑面滑坡稳定性分析[J].地下空间与工程学报,2008(6).
[2] 陈铁林,等.裂隙对非饱和土边坡稳定性的影响[J].岩土工程学报,28(2).
[3] 常士骠,等.工程地质手册,(4)[M]. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201001/14198.htm
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