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摘要:在市政建设中,由于施工对岩层、土体的影响及破坏而产生了各种工程地质问题。文章通过对几种常见的工程地质问题的介绍,分析了各种工程地质灾害的发生机理以及在工程施工中的处理方法,旨在为相关人员提供参考。
关键词:工程地质;市政建设;施工质量控制;表层排水法
中图分类号:U414文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)13-0139-02
一、市政施工中的应力作用
地下的土岩体一直是处于上覆岩(土)层的静压力以及地下构造应力、地下水压的共同作用下,经过长时间的作用,达到暂时的平衡状态。在达到平衡状态的这个过程中由于受到人为挖、运、填等工序因素的影响使应力遭受破坏,岩土层发生塑性流动,应力的任何改变导致了岩土层的疏松、致密以及岩性的不稳、最终在岩土层中出现弯流、弯滑及地面沉降和裂缝等各种地质现象,而断裂作用则会导致岩层的破裂、破碎。这种断裂作用的结果,造成了小到节理大到断层的各种地质现象的产生,并一直存在于地体中,给施工建设造成很大的困难。
二、市政建设中的常见问题分析
(一)市政建设中常见问题的类型及成因
1.地面沉陷。(1)地面沉陷产生的自然原因主要有:1)现代冲积平原,如我国的德洲平原、长江中下游平原等;2)三角洲平原,如珠江三角洲平原,杭州萧山、嘉兴、江苏无锡、苏州的地面沉陷均发生在这种地质环境中;3)断陷盆地,它分为近海(又称滨海)平原(如宁波)和湖冲平原(如西安市、大同市等)。(2)引起地面沉陷发生的人为原因还有:1)抽汲地下水引起的;2)采掘固体矿产引起的;3)开采石油、天然气引起的等。
2.裂缝。裂缝是地表岩土体在自然或人为因素作用下产生开裂、并在地面形成一定长度和宽度的一种地质现象。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。裂缝的成因复杂多样,主要有:(1)地震引起的裂缝;(2)基底断裂活动引起的裂缝;(3)松散土体潜蚀引起的裂缝;(4)黄土湿陷引起的裂缝;(5)胀缩引起的裂缝;(6)地面沉陷引起的裂缝;(7)滑坡引起的裂缝;(8)爆破引起的裂缝。
(二)市政建设地质问题的处理方法
1.垫层法。在市政道路施工中遇到由于地震、基底断裂活动、地面沉陷、滑坡、爆破而引起的裂缝或土体开裂可用垫层法。设置垫层时,可以根据具体情况采用不同的材料,常用的材料有砂或砂砾及灰土,也可用土工格栅、片石挤淤、砂砾垫层综合使用处理。但要求在使用中软基的沉降值不影响设计预期目的。
2.换填法。在市政道路施工中遇到松散土体潜蚀裂缝层及软弱层较浅、且易于挖除不适宜材料时,一般采取挖除换填法,包括受压沉降较大,甚至出现变形的软基和泥沼地带。处理这种地基,开挖前要做好排水防护工作,将开挖出的不适宜材料运走或做处理,然后按要求分层回填,回填材料可视具体情况用砂、砂砾灰土或其它适宜材料。
3.排挤法。当市政道路经过水溏及蓄水较深淤泥地段
时,常遇到含水量高、淤泥压缩性大、淤泥质粘土软基以及水下软基等,对这类软基可采用排挤法来处理。排挤法又可分为:抛石排挤法和爆破排挤法两种。
4.表层排水法。对土质层较好但因含水量过大的黄土湿陷及三角洲平原软土地基,在填土之前,地表面先开挖沟槽,排除地表水,再降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性好的砂砾或碎石。
5.添加剂法。对于因气候干、湿变化,而产生胀缩变形的膨胀土或淤泥质软土时,应掺入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥等。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除使土壤保持一定的含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使淤泥软土发生质的变化,从而促进土体稳定。
三、对市政工程施工的几点建议
工程施工开始阶段,应对区域的地质调查做到精细、全面,对于地质构造的分布、地面沉陷、各种断裂或裂缝等的连通性则要做到精细、全面的调查。区内的水文地质、岩土类型、地质构造、地形地貌等地质条件以及隔水层、导水层与工作层的关系的调查做到不出问题。
在施工过程中,本着安全第一的原则,做好支护、防护措施。对于边坡、井巷周围岩石的稳定性,地应力的检测做到随时观察,不留死角。
施工人员应该加深对各种灾害发生前的现象的了解,及时预报工程地质灾害的预测。
四、结语
在市政工程中,地质体的复杂性以及不确定性,给人类的生命财产安全带来了很大的隐患。因此加强对地下构造状况的研究,在工程施工中引进先进科技对解决上述工程地质灾害的发生起到重要的作用。为适应可持续发展的战略需要,未来地质工程领域将重点发展堆填与开挖地质作用研究、从事复杂地质环境条件下的工程地质勘查、地下工程、软基处理和深基坑支护、国防建设及海港码头建设、特种矿产的开采与利用、地质灾害防治与地质环境保护、非开挖技术、矿山(田)工程地质与环境地质、城市工程地质、新能源的勘察与开发、重大科学研究项目、中国原生地质环境与可持续发展等方面。减少甚至杜绝工程地质灾害的发生是一项关系诸多生命、财产安全的大事,应引起重视。
参考文献
[1]谢仁海.构造地质学[M].中国矿业大学出版社,1953.
[2]李智毅.工程地质学概论[M].中国地质大学出版社,2007.
[3]黄润秋,等.地质工程专业发展战略研究[R].地质灾害与环境保护,2009,20(1).
[4]王哲,易发成.我国地质灾害区划及其研究现状[J].中国矿业,2006,15(10).
[5]陈练武.耀州区地质灾害分区特征及防治对策[J].地球科学与环境学报,2004,26(3).
作者简介:余贤高 (1962-),男,浙江淳安人,淳安华远古建工程有限公司总工程师,研究方向:地质灾害治理、爆破以及爆破对地质灾害治理和环境的影响、地质滑坡体防治中的关键技术及处理方法。
关键词:工程地质;市政建设;施工质量控制;表层排水法
中图分类号:U414文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)13-0139-02
一、市政施工中的应力作用
地下的土岩体一直是处于上覆岩(土)层的静压力以及地下构造应力、地下水压的共同作用下,经过长时间的作用,达到暂时的平衡状态。在达到平衡状态的这个过程中由于受到人为挖、运、填等工序因素的影响使应力遭受破坏,岩土层发生塑性流动,应力的任何改变导致了岩土层的疏松、致密以及岩性的不稳、最终在岩土层中出现弯流、弯滑及地面沉降和裂缝等各种地质现象,而断裂作用则会导致岩层的破裂、破碎。这种断裂作用的结果,造成了小到节理大到断层的各种地质现象的产生,并一直存在于地体中,给施工建设造成很大的困难。
二、市政建设中的常见问题分析
(一)市政建设中常见问题的类型及成因
1.地面沉陷。(1)地面沉陷产生的自然原因主要有:1)现代冲积平原,如我国的德洲平原、长江中下游平原等;2)三角洲平原,如珠江三角洲平原,杭州萧山、嘉兴、江苏无锡、苏州的地面沉陷均发生在这种地质环境中;3)断陷盆地,它分为近海(又称滨海)平原(如宁波)和湖冲平原(如西安市、大同市等)。(2)引起地面沉陷发生的人为原因还有:1)抽汲地下水引起的;2)采掘固体矿产引起的;3)开采石油、天然气引起的等。
2.裂缝。裂缝是地表岩土体在自然或人为因素作用下产生开裂、并在地面形成一定长度和宽度的一种地质现象。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。裂缝的成因复杂多样,主要有:(1)地震引起的裂缝;(2)基底断裂活动引起的裂缝;(3)松散土体潜蚀引起的裂缝;(4)黄土湿陷引起的裂缝;(5)胀缩引起的裂缝;(6)地面沉陷引起的裂缝;(7)滑坡引起的裂缝;(8)爆破引起的裂缝。
(二)市政建设地质问题的处理方法
1.垫层法。在市政道路施工中遇到由于地震、基底断裂活动、地面沉陷、滑坡、爆破而引起的裂缝或土体开裂可用垫层法。设置垫层时,可以根据具体情况采用不同的材料,常用的材料有砂或砂砾及灰土,也可用土工格栅、片石挤淤、砂砾垫层综合使用处理。但要求在使用中软基的沉降值不影响设计预期目的。
2.换填法。在市政道路施工中遇到松散土体潜蚀裂缝层及软弱层较浅、且易于挖除不适宜材料时,一般采取挖除换填法,包括受压沉降较大,甚至出现变形的软基和泥沼地带。处理这种地基,开挖前要做好排水防护工作,将开挖出的不适宜材料运走或做处理,然后按要求分层回填,回填材料可视具体情况用砂、砂砾灰土或其它适宜材料。
3.排挤法。当市政道路经过水溏及蓄水较深淤泥地段
时,常遇到含水量高、淤泥压缩性大、淤泥质粘土软基以及水下软基等,对这类软基可采用排挤法来处理。排挤法又可分为:抛石排挤法和爆破排挤法两种。
4.表层排水法。对土质层较好但因含水量过大的黄土湿陷及三角洲平原软土地基,在填土之前,地表面先开挖沟槽,排除地表水,再降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性好的砂砾或碎石。
5.添加剂法。对于因气候干、湿变化,而产生胀缩变形的膨胀土或淤泥质软土时,应掺入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥等。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除使土壤保持一定的含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使淤泥软土发生质的变化,从而促进土体稳定。
三、对市政工程施工的几点建议
工程施工开始阶段,应对区域的地质调查做到精细、全面,对于地质构造的分布、地面沉陷、各种断裂或裂缝等的连通性则要做到精细、全面的调查。区内的水文地质、岩土类型、地质构造、地形地貌等地质条件以及隔水层、导水层与工作层的关系的调查做到不出问题。
在施工过程中,本着安全第一的原则,做好支护、防护措施。对于边坡、井巷周围岩石的稳定性,地应力的检测做到随时观察,不留死角。
施工人员应该加深对各种灾害发生前的现象的了解,及时预报工程地质灾害的预测。
四、结语
在市政工程中,地质体的复杂性以及不确定性,给人类的生命财产安全带来了很大的隐患。因此加强对地下构造状况的研究,在工程施工中引进先进科技对解决上述工程地质灾害的发生起到重要的作用。为适应可持续发展的战略需要,未来地质工程领域将重点发展堆填与开挖地质作用研究、从事复杂地质环境条件下的工程地质勘查、地下工程、软基处理和深基坑支护、国防建设及海港码头建设、特种矿产的开采与利用、地质灾害防治与地质环境保护、非开挖技术、矿山(田)工程地质与环境地质、城市工程地质、新能源的勘察与开发、重大科学研究项目、中国原生地质环境与可持续发展等方面。减少甚至杜绝工程地质灾害的发生是一项关系诸多生命、财产安全的大事,应引起重视。
参考文献
[1]谢仁海.构造地质学[M].中国矿业大学出版社,1953.
[2]李智毅.工程地质学概论[M].中国地质大学出版社,2007.
[3]黄润秋,等.地质工程专业发展战略研究[R].地质灾害与环境保护,2009,20(1).
[4]王哲,易发成.我国地质灾害区划及其研究现状[J].中国矿业,2006,15(10).
[5]陈练武.耀州区地质灾害分区特征及防治对策[J].地球科学与环境学报,2004,26(3).
作者简介:余贤高 (1962-),男,浙江淳安人,淳安华远古建工程有限公司总工程师,研究方向:地质灾害治理、爆破以及爆破对地质灾害治理和环境的影响、地质滑坡体防治中的关键技术及处理方法。