张拥军
(湖南省水利水电勘测设计研究总院,湖南 长沙 410007)
对场地进行稳定性及适宜性评价是现行规范中明确规定的一项主要工作内容[1~2],但我国幅员辽阔,区域地形地质条件差异大,加之各工程的具体情况不一,造成规范对评价的具体方法、具体内容、评价标准等难以细化,因此,在实际操作过程中经常出现评价找不到标准、结论因人而异、不便规划设计采用等问题。个人以为,稳定性和适宜性主要涵盖场地安全性与建筑经济性两个方面,在分区与评价的过程中,必须坚持以下原则。
1)把握场地关键环境地质问题
水利工程移民安置点的场地稳定性与适宜性关键取决于场地及周边是否存在大的不良地质体,是否可能发生大的地质灾害,因此,场地周边的滑坡、崩塌、泥石流是重点,应主要采取地表调查、地质测绘等手段,必要时,辅以钻探进行揭露和验证;对场地本身,首先要查明可靠地基持力层的性状、埋深,下部是否存在大面积软弱下卧层、采空区及岩溶塌陷等不良地质现象,主要采用钻探、物探等勘察方法。基于以上收集掌握的地形地貌、岩性、构造、水文等基本条件,从宏观上把握影响场地成立与否的关键环境地质问题、或大的不利因素,并分析其灾害发生的可能性、危害性及治理难度等,对发生几率较小、危害影响可控、治理投资可控的不良地质问题,应纳入潜在的选址范围。
2)评价应考虑场地初始状态、施工期、建成后的全过程
场地从初始状态到建成使用,由于场地平整、蓄水地下水位抬升、库水冲刷、地面硬化等影响,场址水文、工程地质条件将发生变化,原有的地质问题对工程的影响程度可能淡化,亦可能加重,甚至引起新的地质灾害。因此,评价不仅要重点基于场地目前的状态,同时也应该把场址施工与建成使用后的场地状态考虑进去。
3)评价应结合基本设计方案
地基基本地质条件、主要地质问题与基础及其上部结构设计方案相辅相成。以软弱下卧层为例,不同建筑物的荷载对地基要求不同,同一建筑物采用不同基础形式对地基的要求也不一样,当荷载较小或采用整体基础时,下卧层可能并不影响基础沉降及地基稳定。或在场平过程中,软弱层可能全部或部分挖除,换填或其它处理工程量不大;或位于厚的压密回填区,基础应力扩散后,该层的影响也可能并不明显。因此,只有结合初步设计方案,特别是建筑物荷载(层数)大小,选址地质评价才可能切合实际。
4)采用分区评价的基本方法
对大面积移民新址场地,场地周边和场地内各部位的地质条件不尽相同,场地内不同功能的建筑物,其荷载和结构型式各异,因此,稳定性与适宜性评价应采用分区评价的基本方法,即根据场地不同地貌单元、不同区段突出的工程地质特征,并结合各建筑物荷载、基础型式、变形敏感性等,分析各区不良地质条件对建筑地基的影响,这不仅有利于土地的合理利用,也能更好地指导和优化设计布置。
5)坚持综合考虑原则
新址评价要综合考虑安全风险与治理难度,必须确保安全第一,治理投资可控。移民选址不应仅仅看地质条件的好坏,要综合考虑工程的实际情况,如项目规模、投资承受力,社会效益等方面,有的新址地质条件可能缺陷较大,建设成本较高,但若场址地理条件优越,有利于移民群众创业、致富,其场址是有条件的,可以加以利用。
本文建议场地稳定性类别建议按“A 稳定区,B 基本稳定区,C 潜在非稳定区,D 非稳定区”划分为4 挡。若场地可能发生大的地质灾害,或特殊地质问题较为突出时,建议该分区划分为C~D 档;施工期的稳定性主要体现在人工开挖边坡、回填土前缘边坡稳定、回填土沉降、地下水排泄不畅而雍高等方面,但稳定性问题总体不大,并可通过优化设计方案,或采取必要工程措施来降低风险,故宜划为“B~C”;后期主要考虑近库岸场址受蓄水水位抬升影响,引起场地、岸坡水文地质条件改变、冲刷加剧等不利影响后,其稳定性可能发生恶化,根据严重程度划为“B~D”,详见表1。
根据各分区存在的主要不利环境地质因素对工程安全、投资的影响,来判定各区的分项类别,具体档位也应该根据各工程的特点和相对影响的大小来进行调整。各分区最终类别按“就低原则”,即所有评价成果中只要存在“D”,则该区应归入“非稳定区”。
场地适宜性主要考虑:场地稳定条件、场地社会条件、以及场地建设适宜性等三个大的方面。稳定适宜性采用上述场地稳定性评价成果;场地社会条件主要考虑场地的交通、给排水、供电采暖等一系列社会、环境因素。建筑适宜性是从地质的角度看场地是否能很好的满足建筑物的要求,是否有经济的、与建筑物规模相适应的基础型式可选,是否能做到工程规模与投资的匹配性。
表1 场地稳定性分区及评价
场地适宜性对应分为“良好建筑场地(Ⅰ)”、“一般建设场地”(Ⅱ)、“较差建筑场地”(Ⅲ)、“不宜建设场地(Ⅳ)”四类。
场地分区适宜性考虑的主要因素见表2。
表2 场地分区适宜性考虑的主要因素
某集中移民安置点拟安置8 000 多人,占地1 500余亩,呈南北向的条形,与县城毗邻,经济社会条件优越,交通便利,为当地首推移民安置场地,场地拟建建筑物一般为6~7 层,最高12 层,砖混筒结构。
场地为岩溶低山丘陵区,地面高程205~227 m,地貌单元主要为溶蚀洼地及山丘。山间溶蚀洼地上部为冲积堆积物(Q4pal):上部为黄褐色粉质粘土,可塑状,局部软~流塑状,厚度0.3~6.1 m;下部为褐黄色含泥砂卵砾石,中密状,厚2.5~11.9 m。山丘上部为残坡积堆积(Qedl):黄褐色粘土,稍湿,可塑~硬塑状,含少量碎石,厚2~11 m。下部基岩为灰岩、白云质灰岩,岩层倾角12°~18°。
场地岩溶较发育,基岩表面高低起伏,高差可达10 m,表部岩溶形态为石芽和溶蚀沟槽,为软~可塑状粘土充填;基岩面以下分布着大小溶隙、溶洞,钻孔溶洞率13%,钻孔揭露溶洞最大高度7.7 m,多半充填,主要发育深度在基岩面以下10 m 以内,20 m 以下的较少。
场地稳定性分区最终为:东侧中部为“D”类,西北侧为“B”,其它区多为“C”类。
移民新址适宜性分区与评价见表3。
移民选址勘察是水利工程勘察的一部分,而场地稳定性和适宜性评价则是勘察工作的重中之重,应坚持立足场地基本地质情况,结合设计布置方案、场平高程、结构型式、荷载大小等情况,对场地稳定性、地基条件、基础选型等进行综合分析,主要从工程安全性、建筑经济性两个方面进行考虑。结合工程经验,本文对评价内容、方法进行了归总和细化,力求使评价更规范,更具操作性。
表3 移民新址适宜性分区与评价