广州港南沙港区地质灾害危险性评估(6)

2018-12-22 18:56

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?s——沉降计算经验系数;

n ——地基变形计算深度范围内划分的土层数,本次计算的压缩层按均匀各向

同性均质处理;

Esi —— 基础底面下第i层土的压缩模量MPa; Zi —— 基础底面至第i层土的距离;

?I

——基础底面计算点至第i层土底面范围内平均附加应力系数;

Po—— 对应于荷载标准值时的基础底面处的附加应力(kPa)。

计算地面沉降宽度取50m,基础底面附加压力Po取180 kPa。

压缩土层参数:1、人工填土(吹填土):E(1)=1.700MPa,H(1)=5m;2、淤泥:E(2)=1.843MPa,H(2)=11.5m。

将上述参数代入计算得:Z=18.0m,S(1)=170.8mm,S(2)=426.2mm,

?S'=587.2mm,E=1.771MPa,?=1.4,S=822.0mm。

s由计算可知,软土压缩最终沉降量约822mm,影响厚度达18m,故底面埋深16.5以内的软土对地面路基危害是相当大的。由于软土沉降的影响因素较复杂,上述计算仅是粗略的定量分析,有些参数取值进行了简化,如集装箱堆放荷载和车辆行驶动荷载除对软土产生附加压力外,其振动作用可破坏软土的结构联接,降低土的强度。另外,地震亦可使软土产生震陷,从而使软土侧向滑移、沉降,最终导致地面(路面)不均匀沉降。

评估区软土(包括吹填土)广泛分布,其中吹填土厚度大于5.0m(全部吹填完成后),海河沉积软土(淤泥类土)厚11.30m。其分布范围广,厚度大,呈流塑状、灵敏度高、稳定性差。如地基处理不当,潜在发生地基不均匀沉陷的可能很大。特别在码头作业、办公等主体工程区,预测地基不均匀沉陷灾害强发育,危害大,危险性大。预留场地区(包括预留堆场)及道路区和附属设施区,预测其地基不均匀沉陷灾害发育程度中等,危害中等,潜在危险性中等。

2、港池水下开挖滑坡

港池开挖区近期停泊水域标高设计为-13.0m,码头结构设计按-17.0m标高进行,在这个标高范围内,土层从上而下有:人工填土、淤泥、淤泥质粘土、细

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砂(中砂)、粘土等,其稳定性差,大多呈流动~流塑状态,在这些土层中开挖会造成滑坡。预测陆域(码头)向港池滑坡地质灾害强发育,危害大,危险性大;预测伶仃航道向港池滑坡地质灾害强发育,地质环境可能受到破坏程度为轻度破坏,对场地稳定性影响程度小,可能造成的经济损失小,故危害小,危险性小。

3、 码头堤岸崩塌

评估区码头堤岸下卧层为软弱淤泥土层,工程地质条件差,再加之地处珠江口,浪浊和风暴潮冲刷可能会导致码头堤岸崩塌,预测码头作业区引发崩塌地质灾害的可能性大,危害大,危险性大;其它堤围地段危害小,危险性小。

二、工程建设可能遭受地质灾害危险性的预测

1、桩基失稳

评估区软土、松散砂层厚度大,其承载力低,不宜作桩基础的持力层,如作桩基础持力层会因承载力不够或震动作用下砂土层失稳及砂土层扰动触变,蠕动产生负摩阻力而使桩基失稳下沉。能作持力层的层位,亦因本区的沉积环境复杂,存在着软弱土夹层或透镜体,承载力不均匀,因而亦会引起不均匀沉降问题。预测地质灾害危害性大,潜在危险性大。

2、饱和砂土液化

根据工程地质勘察报告,评估区地面(地下水位)以下细砂呈饱和松散状态,层厚0.3~4.8m,顶板埋深5.8~12.10m;根据《广东省地震烈度区划图》评估区地震基本烈度为Ⅶ。按《岩土工程勘察规范》的要求,在Ⅶ以上的强震区,需对埋深20m以内的饱和砂土进行液化判断。判别公式如下:

Ncr?N0?0.9?0.1?ds?dw??Ncr?N0(2.4?0.1ds)式中:

3?c (ds≤15m)

3?c (15≤ds≤20)

Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值, N0——液化判别标准贯入锤击数基准值,

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ds——饱和土标准贯入点深度(m), dw——地下水位深度(m),

ρ0——粘粒含量百分率,当小于3或为砂土时取3。

对于可液化土层,按下式计算的液化指数(ILE)来确定液化等级:

ILE??(1?i?1nNi)diWi Ncri式中:

ILE —— 液化指数,

N —— 在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数; Ni、Ncri —— 分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值; di—— i点所代表的土层厚度(m);

Wi ——土层单位土层厚度的影响权函数(m)。

-1

根据液化的有关计算,细砂的液化指数为1~13,根据砂土液化等级分级标准(表9),细砂为轻微~中等液化。预测细砂层产生砂土液化的可能性较大,地质灾害中等发育,危害性中等,危险性中等。

砂土液化等级分级标准 表9 液化等级 判别深度为15m时的液化指数 判别深度为20m时的液化指数 轻微 0<ILE<5 0<ILE<6 中等 5<ILE<15 6<ILE<18 严重 ILE>15 ILE>18

3、码头航道淤积

评估区海域(码头航道),根据现场调查及资料显示,拟建码头区域属淤积区,龙穴岛孖沙处的年平均含砂量约0.15~0.20kg/m3,主要为悬移质泥砂,泥砂来源主要来自上游。孖沙围垦区由于受蕉门来砂的影响,其泥砂回淤强度为0.6~1.0m/a。从图5与图6近50年的变化可知,本区为淤积区,现代构造运动的迹象亦表明本区为淤积区。预测码头淤积灾害弱发育,危害性小,危险性小。

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4、环境水腐蚀

通过对评估区环境水(地下水和海水)的水样进行水质分析,其结果:Cl-=8284~8528mg/L,(K++Na+)=4601~4640mg/L,侵蚀CO2=0.01mg/L,PH值=7.0~7.5,水化学类型为Cl-Na型水。

本区场地环境类型属Ⅱ类,场地地下水(地表水)在强透水层中对钢筋混凝土有强腐蚀。考虑到环境水腐蚀较易防治,预测其对工程危害小,潜在危险性小。

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第五章 地质灾害危险性综合评估及防治措施

一、地质灾害危险性综合评估原则及量化指标的确定

现场调查结果表明,评估区已发生地质灾害类型简单,主要有堤围崩塌、软基沉陷和航道淤积。具有数量少,地质灾害规模小,发育弱,危害小,危险性小等特点。但是,根据评估区环境地质条件分析,预测评估区工程建设引发或加剧的地质灾害有:软土沉陷、港池滑坡、码头堤坝崩塌;工程建设可能遭受的地质灾害有:桩基失稳;饱和砂土液化、码头航道淤积、环境水腐蚀。参照广东省国土资源厅《广东省地质灾害危险性评估实施细则》(试行)(粤国土资发[2004]237号),关于地质灾害危险性综合评估分区原则(表10)。

地质灾害危险性分级表 表10

评价要求 危险性 分级 危险性大区 复杂~中等 中等~简单 简单 大 中等~小 小 大~中等 大~中等 小 大~中等 大~中等 小 地质环境条件复杂性程度 地质灾害危险性程度 灾害点密度 灾害点规模 地质灾害危害程度 受威胁对象 工程或建筑物 城镇或主体建筑 集中居民区或附属建筑物 分散居民区或无其它建筑物 人数 30人以上 潜在经济 损失 1000万元以上 100万元~1000万元 100万元以下 危险性中等 3~30人 3人以下 危险性小区 综合评估区地质灾害现状评估和预测评估进行地质灾害危险性分区,将评估区域划分为:地质灾害危险性大区、危险性中等区和危险性小区三个分区(见附图),具体分区依据如下:

1、危险性大区(Ⅰ):区内潜在地质灾害最少有一种达到危险性大等级,工程建设改变地质环境明显,灾发规模大,需采取专门治理措施,码头区的崩塌,办公区的桩基失稳,港池水下开挖陆域滑坡等地段为危险性大区。

2、危险性中等区(Ⅱ):区内潜在地质灾害最少有一种达到危险性中等级,岩土体稳定性差,工程建设改变地质环境较明显,亦需要采取专门治理措施,堆放区、预留用地区的软土(吹填土)沉陷,饱和砂土液化等地段为危险性中等区。

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