摘要:地裂缝是一种独特的城市地质灾害,自50年代后期发现,1976年唐山大地震以后活动明显加强,特别是进入80年代以来,由于过量抽汲承压水导致的地裂缝两侧不均匀地面沉降进一步加剧了地裂缝的活动,地裂缝所经之处,地面及地下各类建筑物开裂,破坏路面,错断地下供水、输气管道,危及一些著名文物古迹的安全,不但造成了较大经济损失,也给居民生活带来不便。文中以笔者在西安某处对存在的地裂缝调查为例,揭示了地裂缝常用的勘察方法,为今后地裂缝的普查工作提供思路。
关键词:地裂缝 灾害 勘察
一、西安城区地裂缝概况
根据相关资料,西安地裂缝共有10余条,总体走向NE,彼此以0.6~1.5km的间距近乎平行的分布,它们东起浐河,西至皂河,北起辛家庙,南至电视塔以南,长度约2~15km不等。
西安地裂缝的已有研究成果表明,其活动主要是有断层的构造蠕滑和过量开采地下承压水引起的地面差异沉降所致,后者所产生的位移,是地裂缝位移的主要因素,而前者对后者有一定的时空控制作用。地裂缝的运动以垂直差异运动为主,水平张裂运动次之,水平扭动运动最弱。
二、场地位置及地形地貌
位于西安市雁塔区,东邻天朗·莱茵小镇,南邻昆明路。场地地势整体呈西高东低,勘探点孔口标高介于399.74~402.45m之间。地貌单元属皂河右岸Ⅱ级阶地。
三、场地地裂缝分析
(一)现场调查
此次野外调查拟建场地内局部地段地表有破坏迹象,周边建筑物及围墙亦有破坏迹象。
(二)钻探
本次外业勘探取得2条勘探线,在场地地层深部40.00~80.00m深度范围内揭露了地裂缝标志层(中更新统河湖相地层)的错断情况,其中:
(三)本次外业勘探取得11条勘探线,在场地内13.30~21.00m深度范围内揭露了地裂缝标志层(上更新统古土壤)的分布情况,其中:
(四)A-A’剖面:标志层的层底埋深为13.60~20.70m,相应标高为379.60~386.69m,层底高差为7.09m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为174.20m,古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为4.00m,标志层层底错断5.35m。
(五)B-B’剖面:标志层的层底埋深为13.50~20.40m,相应标高为380.02~386.85m,层底高差为6.83m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为144.70m,古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为3.10m,标志层层底错断6.13m。
(六)C-C’剖面:标志层的层底埋深为13.30~20.50m,相应标高为379.24~387.14m,层底高差为7.90m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为114.40m,古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为3.80m,标志层层底错断6.21m。
(七)D-D’剖面:标志层的层底埋深为13.40~20.50m,相应标高为379.74~386.86m,层底高差为7.12m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为114.70m,上更新统古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为3.50m,标志层层底错断5.91m。
(八)E-E’剖面:标志层的层底埋深为13.40~20.60m,相应标高为379.24~386.89m,层底高差为7.65m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为109.90m,古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为3.70m,标志层层底错断5.14m。
(九)F-F’剖面:标志层的层底埋深为13.70~20.60m,相应标高为379.42~386.67m,层底最大高差为7.25m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为118.00m,古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为4.00m,标志层层底错断5.33m。
(十)G-G’剖面:标志层的层底埋深为14.10~21.00m,相应标高为379.91~386.80m,层底最大高差为6.89m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为109.50m,古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为3.80m,标志层层底错断5.65m。
(十一)H-H’剖面:标志层的层底埋深为14.60~20.40m,相应标高为380.02~386.50m,层底最大高差为6.48m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为140.10m,古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为4.00m,标志层层底错断4.91m。
(十二)I-I’剖面:标志层的层底埋深为14.10~20.50m,相应标高为380.15~386.93m,层底最大高差为6.78m。地层表现为南低北高。该勘探线长度为133.60m,古土壤分布异常段,钻孔加密后,最小孔间距为4.00m,标志层层底错断5.13m。
(十三)J-J’剖面:标志层的层底埋深为13.90~15.40m,相应标高为386.04~387.25m,各层底面均连续,无明显差异,在该剖面内无地裂缝发育通过。
K-K’剖面:标志层的层底埋深为14.00~16.30m,相应标高为386.00~387.22m,各层底面均连续,无明显差异,在该剖面内无地裂缝发育通过。
(四)综合分析
本次外业勘探资料显示,场地内上更新统地层在场地内错断,地下水位在场地内亦有突变,判定f3地裂缝从该场地内发育通过,且经过现场调查走访了解及收集场地附近已有地质资料显示f3地裂缝目前处于活动状态。
本次勘察外业勘探根据钻探结果,工程地质剖面图、勘探点平面位置坐标以及断裂面位置,按照地裂缝倾角80°考虑,并综合考虑地裂缝不同位置的走向,推测本场地地裂缝地面出露点坐标汇总表见表1。
西安f3地裂缝推测的地面出露位置坐标 表1
需要强调说明的是:地裂缝地表出露点坐标与地面高程有直接关系,当拟建场地的地面标高发生变化时,其地表出露点坐标的位置发生变化,应重新进行推测计算。
四、结论及建议
(一)在拟建场地范围内,f3地裂缝从场地内通过,走向大约呈N75°W(详见附录4)。
(二)钻探表明,f3地裂缝为南倾(南盘为上盘,北盘为下盘),f3地裂缝从场地东侧进入,从场地中南部穿出;场地北侧无地裂缝通过。
(三)根据外业调查表明,f3地裂缝目前处于活动状态。
(四)在场地内进行建筑时,建筑物最小避让距离应严格按照《西安地裂缝勘察与工程设计规程》DBJ61-6-2006中表5.1.4(附录7)的规定执行,桩基础避让距离计算时,地裂缝倾角按规范统一取80°,地裂缝地面推测出露点坐标及勘探精度修正值详见上表1。
五、结语
在我国发育的各类地裂缝中,除地裂缝和基底断裂活动裂缝外,其他各类均能人为地加以控制和防御,甚至避免和根除。而对地震裂缝和基底断裂活动裂缝,目前的技术手段还难以抗御。改善人类活动和一些治理措施只能起到一定的减轻作用。在目前的技术水平和认识状况下,各类工程建筑绕、避这类裂缝区段,是一种最为有效的减灾措施。如地裂缝灾害严重的西安市,制订了“地裂区建筑场地勘察设计暂行条例”,规定各类建筑物按其类型和重要程度在地裂缝两侧各避让一定的距离,这对减轻西安的地裂缝灾害起了重要的作用。
参考文献:
【1】GB50021-2001.岩土工程勘察规范[S].北京,中国建筑工业出版社,2009年
【2】DBJ61-6-2006.西安地裂缝场地勘察与工程设计规程[S].西安,人民交通出版社,2005年
作者简介:
1.刘琦(1986-)男,汉族,陕西西安人,信息产业部电子综合勘察研究院,工程师,从事岩土工程相关工作。
2.郭夏涛(1985-),男,汉族,陕西西安人,信息产业部电子综合勘察研究院,工程师,从事岩土工程相关工作。
论文作者:刘琦1,郭夏涛2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
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