導(dao)語：城市人(ren)防工程地質(zhi)勘查探討一文(wen)來(lai)源于(yu)網友(you)上傳，不代表本(ben)站觀點，若需(xu)要原創文(wen)章可咨(zi)詢客服老師，歡迎參考。

1城市地面塌陷災害

城市地下空間是以巖土體為介質和環境，地下防空洞所引發的地質災害因地質構造、巖土體性質、工程規模和施工方法而異，核心地質問題是巖土體強度、變形、水文條件以及巖土體與地下結構相互作用下的穩定性問題．一般情況下，由地下防空洞引發的地質災害破壞機制為:上部(荷載、水浸等)作用→洞室頂板受壓變形、巖土體局部屈服變形→洞頂、拱腳及洞腳附近應力集中→頂板彎曲變形(伴有局部脫落)→巖土層發生拉伸或局部剪切破壞→頂拱附近塑性破壞區擴展并與地表貫通→上覆巖土體剪切錯動→洞室破壞→地基基礎懸空→地面變形(不均勻沉降→塌陷→地面裂縫產生)→地表建筑物變形破壞(墻體裂縫、局部傾斜)→危害城市建設、威脅人身財產安全．由于城市地下防空洞是隱蔽的，幾乎無任何外在的直觀信息，如果頂板突然坍塌，時間短暫，一旦發生，造成的后果相當嚴重．例如，大連市某大樓因防空洞塌陷造成基礎懸空;清華大學第三教學樓配電間因防空洞影響產生局部沉降，導致墻體開裂;西寧市人防工程失效產生的(de)地面變形已構(gou)成環(huan)境地質問(wen)題等．

2城市地面塌陷災害勘查與防治(zhi)

2．1工程(cheng)測量與(yu)現場調查相輔(fu)助

在現場進(jin)行細致的調查、記錄(lu)，對災(zai)害區實測定點，掌握原始的基礎資料，為后期的綜合分(fen)析提供直接的依(yi)據和支撐(cheng)，同時也有利于治理方(fang)案的適宜性選擇．

2．2工程物探與鉆探相結合

對城市地下防空洞引發的地質災害進行工程地質勘查，其(qi)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)是查明淺(qian)埋(mai)(mai)洞(dong)室(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)范圍、規模(mo)、賦存的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)質(zhi)條件，提(ti)供圍巖的(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)力學性質(zhi)，分析其(qi)穩定程度(du)，從而(er)判斷其(qi)引發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)質(zhi)災害的(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)害程度(du)，預(yu)(yu)測發(fa)展趨勢(shi)并(bing)提(ti)出(chu)預(yu)(yu)防和(he)治理(li)方案．目(mu)前淺(qian)埋(mai)(mai)洞(dong)室(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)勘(kan)查手段較多，一(yi)般采用物探加鉆探等綜合勘(kan)查方式，常(chang)用的(de)(de)(de)(de)(de)物探方法有:高密(mi)度(du)電阻率法、地(di)質(zhi)雷達等，數字化(hua)采集設備及專業處理(li)軟件等都對淺(qian)埋(mai)(mai)地(di)下(xia)洞(dong)室(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)面勘(kan)測定位(wei)提(ti)供了條件．在(zai)物探的(de)(de)(de)(de)(de)基礎上，再通過鉆探驗證，可進一(yi)步(bu)對淺(qian)埋(mai)(mai)洞(dong)室(shi)做精確、合理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)定位(wei)和(he)探查，對物探成(cheng)果也可做出(chu)準確的(de)(de)(de)(de)(de)解譯．

2．3定性分(fen)析與定量(liang)評價相(xiang)統一

勘查定(ding)位之后，就需(xu)要(yao)對地(di)(di)下(xia)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)安(an)全(quan)性(xing)(xing)(xing)等問題進行分(fen)析和(he)(he)評價．經過幾(ji)十年的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，研(yan)究地(di)(di)下(xia)結構(gou)(gou)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)和(he)(he)手段已經越來(lai)越豐富(fu)．淺埋地(di)(di)下(xia)洞室圍(wei)巖穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)分(fen)析和(he)(he)評價經歷(li)了從定(ding)性(xing)(xing)(xing)到定(ding)量的(de)(de)(de)(de)過程，具(ju)體(ti)(ti)評價可概(gai)括為(wei):實(shi)際(ji)洞體(ti)(ti)→幾(ji)何模(mo)型(xing)(xing)→力(li)學(xue)模(mo)型(xing)(xing)→數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)(xing)→計算(suan)(suan)方(fang)法(fa)(fa)→結論(lun)．其(qi)核心內容是數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)(xing)、計算(suan)(suan)方(fang)法(fa)(fa)以及(ji)力(li)學(xue)模(mo)型(xing)(xing)模(mo)擬的(de)(de)(de)(de)研(yan)究，近幾(ji)年來(lai)，隨著計算(suan)(suan)機的(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)應(ying)用(yong)，數(shu)值(zhi)模(mo)擬分(fen)析方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)運用(yong)越來(lai)越多．定(ding)性(xing)(xing)(xing)分(fen)析方(fang)法(fa)(fa)適用(yong)于初勘階段選擇場地(di)(di)及(ji)一般(ban)工(gong)(gong)(gong)程，洞室圍(wei)巖穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)定(ding)性(xing)(xing)(xing)分(fen)析方(fang)法(fa)(fa)主要(yao)有(you)綜合分(fen)析法(fa)(fa)、工(gong)(gong)(gong)程類比(bi)法(fa)(fa)等．定(ding)量分(fen)析法(fa)(fa)有(you)荷載傳(chuan)遞(di)線(xian)交匯法(fa)(fa)、頂板厚跨比(bi)法(fa)(fa)、結構(gou)(gou)力(li)學(xue)近似分(fen)析法(fa)(fa)(按(an)梁板抗(kang)彎估算(suan)(suan)安(an)全(quan)厚度和(he)(he)按(an)梁板抗(kang)剪估算(suan)(suan)安(an)全(quan)厚度)、普氏壓力(li)拱理論(lun)分(fen)析法(fa)(fa)等，在具(ju)體(ti)(ti)確定(ding)圍(wei)巖穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)時，還需(xu)依靠現(xian)場工(gong)(gong)(gong)程人員的(de)(de)(de)(de)經驗．此(ci)外，隨著現(xian)代化(hua)的(de)(de)(de)(de)計算(suan)(suan)手段和(he)(he)計算(suan)(suan)工(gong)(gong)(gong)具(ju)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，具(ju)有(you)考慮各種因素(su)、描(miao)述材料非線(xian)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)幾(ji)何非線(xian)性(xing)(xing)(xing)等能力(li)和(he)(he)特點的(de)(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)分(fen)析方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)較為(wei)廣泛(fan)，其(qi)分(fen)析方(fang)法(fa)(fa)和(he)(he)成果(guo)更接近工(gong)(gong)(gong)程實(shi)際(ji)，成為(wei)近年來(lai)的(de)(de)(de)(de)方(fang)向和(he)(he)趨勢(shi)．

2．4城市地面塌陷災害防治

對于防(fang)(fang)(fang)空洞(dong)引發的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)面塌陷災害防(fang)(fang)(fang)治，應結合現場地(di)(di)質條(tiao)(tiao)件(jian)、防(fang)(fang)(fang)空洞(dong)的(de)(de)(de)(de)現狀以(yi)及(ji)建筑(zhu)(zhu)物基(ji)(ji)(ji)(ji)底(di)壓(ya)(ya)力等多(duo)種不同(tong)情況(kuang)，綜合考慮(lv)采(cai)(cai)取防(fang)(fang)(fang)治措施(shi)．由于不同(tong)工(gong)程所處(chu)(chu)地(di)(di)質、水文(wen)環境條(tiao)(tiao)件(jian)和(he)(he)防(fang)(fang)(fang)空洞(dong)形(xing)式有較大差(cha)異，可(ke)采(cai)(cai)用(yong)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)較多(duo)，處(chu)(chu)理(li)效果差(cha)別較大．因此，需要(yao)根據具體情況(kuang)選擇合理(li)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)，方(fang)法(fa)是否(fou)得當(dang)將(jiang)關系到(dao)工(gong)程建設(she)的(de)(de)(de)(de)經濟合理(li)性與建筑(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)安全性．若(ruo)地(di)(di)下防(fang)(fang)(fang)空洞(dong)洞(dong)頂距離基(ji)(ji)(ji)(ji)礎(chu)底(di)面較淺，洞(dong)頂覆土不足以(yi)承(cheng)(cheng)受上部結構(gou)傳來(lai)的(de)(de)(de)(de)荷(he)載(zai)，防(fang)(fang)(fang)空洞(dong)又無利用(yong)和(he)(he)加(jia)固價值(zhi)，上部存在擬建建筑(zhu)(zhu)時(shi)，一(yi)般可(ke)采(cai)(cai)用(yong)揭露(lu)回填壓(ya)(ya)實的(de)(de)(de)(de)辦法(fa)進(jin)行處(chu)(chu)理(li)，即(ji)采(cai)(cai)用(yong)灰土夯(hang)填壓(ya)(ya)實等方(fang)法(fa)，加(jia)強(qiang)地(di)(di)基(ji)(ji)(ji)(ji)土強(qiang)度，提高地(di)(di)基(ji)(ji)(ji)(ji)承(cheng)(cheng)載(zai)力．若(ruo)防(fang)(fang)(fang)空洞(dong)上方(fang)存在正(zheng)常使用(yong)建筑(zhu)(zhu)設(she)備，為不破壞原(yuan)有基(ji)(ji)(ji)(ji)礎(chu)，需盡(jin)可(ke)能(neng)小地(di)(di)擾動地(di)(di)基(ji)(ji)(ji)(ji)土，可(ke)選擇樁(zhuang)基(ji)(ji)(ji)(ji)加(jia)固法(fa)．即(ji)用(yong)基(ji)(ji)(ji)(ji)礎(chu)外(wai)擴(kuo)承(cheng)(cheng)臺梁+托換(huan)樁(zhuang)的(de)(de)(de)(de)加(jia)固處(chu)(chu)理(li)方(fang)案，將(jiang)基(ji)(ji)(ji)(ji)礎(chu)上的(de)(de)(de)(de)荷(he)載(zai)擴(kuo)散傳至(zhi)承(cheng)(cheng)臺梁，再由承(cheng)(cheng)臺梁通(tong)過托換(huan)樁(zhuang)(灌注樁(zhuang))傳至(zhi)深部較硬地(di)(di)層來(lai)加(jia)固處(chu)(chu)理(li)．

3工程實例

3．1工程概況

鄭(zheng)州市(shi)某(mou)小(xiao)區(qu)建于(yu)20世紀70年(nian)代(dai)，建筑(zhu)區(qu)存在(zai)地(di)下防空(kong)洞，因(yin)年(nian)代(dai)久遠，地(di)下防空(kong)洞發生一(yi)定程度的(de)破壞(huai)，引(yin)發了地(di)面塌陷(xian)，造成(cheng)地(di)面住宅樓墻體裂(lie)縫發育并貫通，威脅住戶安全．由于(yu)資料(liao)記載缺失，且沒有統一(yi)的(de)標準和圖(tu)紙，僅搜集到早期簡(jian)要的(de)手繪(hui)圖(tu)紙．因(yin)此，在(zai)治理(li)之前必須進行勘查(cha)工作，查(cha)明場區(qu)的(de)工程地(di)質(zhi)(zhi)條件以及淺埋(mai)洞室的(de)位置，分(fen)析地(di)面塌陷(xian)的(de)成(cheng)因(yin)、分(fen)布范圍和規(gui)模、發展趨勢及對建筑(zhu)物的(de)危害(hai)情況，為(wei)治理(li)工程設計提供地(di)質(zhi)(zhi)依據．

3．2勘查方(fang)案(an)(方(fang)法)制定

由于已有資料相(xiang)對(dui)簡單(dan)，不能滿足(zu)現行地質災害(hai)防治的需求．因(yin)此，本次采用綜(zong)合勘探方法(fa)，以工程地質測繪、工程物探、鉆探以及(ji)土工試驗(yan)為主，并(bing)輔以現場調查(cha)等(deng)手段，對(dui)獲得(de)的數據資料進行綜(zong)合分析．

3．2．1既有建筑物現狀調查

經(jing)(jing)調查，該(gai)小區(qu)住宅(zhai)樓共5層(ceng)，總(zong)高(gao)度約(yue)(yue)15m，條形基礎，磚混結構，埋深1．5m，下設(she)0．3m厚三七灰土(tu)墊(dian)層(ceng)．資(zi)料(liao)顯示(shi)，地(di)(di)下防空洞(dong)洞(dong)寬約(yue)(yue)1．5m，洞(dong)高(gao)約(yue)(yue)2．0m，埋深約(yue)(yue)10．0m，磚砌拱形結構．小區(qu)地(di)(di)面(mian)局部(bu)已發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)塌(ta)陷(xian)脫(tuo)空現象，如圖2所(suo)示(shi)．曾采取素土(tu)輕壓(ya)回填措施，未壓(ya)實．對現狀墻體的裂(lie)(lie)(lie)縫發(fa)(fa)育情(qing)況進行調查，主要(yao)特(te)征(zheng)有:①多處發(fa)(fa)育斜(xie)向(xiang)裂(lie)(lie)(lie)縫，高(gao)端指向(xiang)地(di)(di)面(mian)塌(ta)陷(xian)一側，長度1．0～3．0m，寬度0．5～1．0cm，部(bu)分(fen)裂(lie)(lie)(lie)縫已貫通;②豎(shu)向(xiang)裂(lie)(lie)(lie)縫，主要(yao)分(fen)布在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)沉降的橫、縱墻交接部(bu)位，呈(cheng)撕裂(lie)(lie)(lie)狀．根據(ju)該(gai)建筑(zhu)物發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)裂(lie)(lie)(lie)縫的部(bu)位及(ji)形態，經(jing)(jing)判斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)縫的發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)系地(di)(di)面(mian)塌(ta)陷(xian)導(dao)致(zhi)地(di)(di)基基礎不(bu)均勻沉降所(suo)致(zhi)，且裂(lie)(lie)(lie)縫最(zui)集(ji)中(zhong)的區(qu)域為地(di)(di)面(mian)塌(ta)陷(xian)脫(tuo)空部(bu)位．

3．2．2現場勘探(物探、靜探、鉆(zhan)探等)

現(xian)場(chang)(chang)勘探(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是查(cha)明(ming)場(chang)(chang)區的(de)(de)(de)工(gong)程(cheng)(cheng)地(di)(di)質條(tiao)件以(yi)及淺埋(mai)(mai)洞(dong)室的(de)(de)(de)位(wei)置，布設(she)高(gao)密(mi)度(du)電法物(wu)(wu)探(tan)(tan)(tan)、工(gong)程(cheng)(cheng)鉆(zhan)(zhan)孔(kong)、靜力(li)觸探(tan)(tan)(tan)和(he)探(tan)(tan)(tan)坑(keng)．在鉆(zhan)(zhan)孔(kong)內取原狀土(tu)(tu)樣(yang)進行土(tu)(tu)工(gong)試驗(yan)，同時在現(xian)場(chang)(chang)勘探(tan)(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)中加強(qiang)對(dui)軟弱(ruo)地(di)(di)層(ceng)(人工(gong)回填土(tu)(tu)等(deng))的(de)(de)(de)勘探(tan)(tan)(tan)．根(gen)據調查(cha)結果，選擇在地(di)(di)面塌陷(xian)(xian)、建筑物(wu)(wu)墻體裂縫發育較多的(de)(de)(de)區域布設(she)物(wu)(wu)探(tan)(tan)(tan)線，采用溫納裝置測量，電極(ji)間距為(wei)1．0m．根(gen)據物(wu)(wu)探(tan)(tan)(tan)成果解(jie)譯出異(yi)常區位(wei)置和(he)走向，進而在異(yi)常區布置勘探(tan)(tan)(tan)點(dian)，以(yi)提(ti)高(gao)工(gong)效(xiao)．經鉆(zhan)(zhan)探(tan)(tan)(tan)驗(yan)證，淺部(bu)異(yi)常區是淺埋(mai)(mai)排(pai)水(shui)管道局(ju)部(bu)滲(shen)(shen)漏(lou)及地(di)(di)表局(ju)部(bu)下(xia)陷(xian)(xian)積水(shui)所(suo)致，深部(bu)異(yi)常區則為(wei)地(di)(di)下(xia)人防(fang)工(gong)程(cheng)(cheng)塌淤所(suo)致．現(xian)場(chang)(chang)鉆(zhan)(zhan)探(tan)(tan)(tan)與物(wu)(wu)探(tan)(tan)(tan)成果相互驗(yan)證，吻合較好．考慮到需對(dui)現(xian)狀地(di)(di)基(ji)(ji)、基(ji)(ji)礎進行保護，防(fang)止地(di)(di)表水(shui)和(he)地(di)(di)下(xia)水(shui)沿(yan)著(zhu)鉆(zhan)(zhan)孔(kong)、探(tan)(tan)(tan)坑(keng)入滲(shen)(shen)浸泡(pao)地(di)(di)基(ji)(ji)而使其軟化，勘探(tan)(tan)(tan)結束后對(dui)鉆(zhan)(zhan)孔(kong)、探(tan)(tan)(tan)坑(keng)進行黏(nian)性(xing)土(tu)(tu)分層(ceng)回填、壓實．現(xian)場(chang)(chang)勘探(tan)(tan)(tan)驗(yan)證地(di)(di)下(xia)人防(fang)工(gong)程(cheng)(cheng)存在塌落(luo)及泥土(tu)(tu)淤埋(mai)(mai)，查(cha)明(ming)的(de)(de)(de)人防(fang)工(gong)程(cheng)(cheng)位(wei)置、走向以(yi)及不均勻沉降及塌陷(xian)(xian)部(bu)位(wei)情況均與搜集的(de)(de)(de)資料基(ji)(ji)本吻合．

3．2．3室內試驗

根(gen)據資料及現(xian)場(chang)勘探情(qing)況，場(chang)地土自上而下(xia)主(zhu)要(yao)劃分(fen)為7層(ceng)，對(dui)(dui)所取的(de)土樣進(jin)行(xing)了物(wu)理(li)力(li)學試(shi)驗，對(dui)(dui)主(zhu)要(yao)土層(ceng)物(wu)理(li)力(li)學指標進(jin)行(xing)數理(li)統計(ji)。

3．3人防工程圍巖穩(wen)定性分析(xi)

3．3．1定性分析

根據現場調查情(qing)況(kuang)，結(jie)合勘(kan)查揭(jie)露(lu)的地(di)(di)下(xia)(xia)(xia)土(tu)層情(qing)況(kuang)、地(di)(di)下(xia)(xia)(xia)防(fang)(fang)空洞的分布(bu)及(ji)現狀(zhuang)條件，對其穩定性(xing)進行的定性(xing)分析(xi)如下(xia)(xia)(xia):地(di)(di)下(xia)(xia)(xia)防(fang)(fang)空洞埋深較(jiao)淺，約(yue)10．0m，橫斷面(mian)寬度1．2～1．5m，防(fang)(fang)空洞存在變形，且場地(di)(di)土(tu)層主(zhu)要(yao)為(wei)粉土(tu)、粉質黏(nian)土(tu)，滲透性(xing)較(jiao)強，防(fang)(fang)空洞穩定性(xing)較(jiao)差．

3．3．2定量分析

利(li)用快速拉格朗(lang)日有限差分(fen)法FLAC軟件進行數值模擬定(ding)(ding)量研究(jiu)，分(fen)析驗證地面塌陷地質(zhi)災害與下伏防空洞圍(wei)巖(yan)穩(wen)定(ding)(ding)情(qing)況的相互(hu)關系．

4結語

1)城市地(di)(di)下(xia)防空(kong)洞(dong)引發(fa)的(de)(de)地(di)(di)質災害主(zhu)要為不均勻(yun)沉降(jiang)及(ji)(ji)地(di)(di)面塌(ta)(ta)陷，采用綜(zong)合勘(kan)測方(fang)法———工(gong)(gong)程(cheng)測量、鉆探、靜探以(yi)及(ji)(ji)土工(gong)(gong)試驗，并結(jie)合高密度物探，確(que)定了地(di)(di)下(xia)防空(kong)洞(dong)與(yu)既有建(jian)筑(zhu)物的(de)(de)相(xiang)對位置，查明了既有建(jian)筑(zhu)物基(ji)礎持力(li)層巖(yan)性(xing)特(te)征及(ji)(ji)土的(de)(de)物理力(li)學性(xing)質指(zhi)標，同時(shi)運用FLAC進(jin)行(xing)數(shu)值模擬，綜(zong)合分析地(di)(di)面塌(ta)(ta)陷災害的(de)(de)成因及(ji)(ji)影響(xiang)因素，提(ti)出(chu)符合實際情(qing)況的(de)(de)設(she)計(ji)參數(shu)，為后續的(de)(de)防治措施(shi)(shi)提(ti)供依據(ju)．2)住宅樓裂縫及(ji)(ji)地(di)(di)面塌(ta)(ta)陷的(de)(de)主(zhu)要成因為地(di)(di)下(xia)防空(kong)洞(dong)的(de)(de)破(po)壞(huai)(huai)變(bian)形(xing)以(yi)及(ji)(ji)地(di)(di)基(ji)土水(shui)浸后變(bian)軟、承載(zai)力(li)下(xia)降(jiang)引起的(de)(de)不均勻(yun)沉降(jiang)．該(gai)防空(kong)洞(dong)為磚砌筑(zhu)的(de)(de)拱形(xing)結(jie)構，由于建(jian)設(she)時(shi)間較久，局部出(chu)現變(bian)形(xing)破(po)壞(huai)(huai)，不宜承受(shou)過大荷載(zai)，存在安全(quan)隱(yin)患，需(xu)采取治理措施(shi)(shi)．3)結(jie)合該(gai)工(gong)(gong)程(cheng)特(te)點，建(jian)議(yi)采用基(ji)礎外擴承臺梁+托換樁的(de)(de)加固(gu)處(chu)理方(fang)案;建(jian)筑(zhu)物局部脫空(kong)部位建(jian)議(yi)采用半干(gan)水(shui)泥(ni)砂漿進(jin)行(xing)擠密式(shi)充填，充填后上(shang)部做防滲處(chu)理;對上(shang)部結(jie)構建(jian)議(yi)選取適宜的(de)(de)設(she)計(ji)方(fang)案做加固(gu)性(xing)處(chu)理．

作者(zhe):王迎霜 蘇志軍 單位(wei):中化地(di)質礦山總局(ju)化工地(di)質調查總院