1前言
地裂缝是一种地表岩土体开裂产生破坏的一种地质灾害, 随着地下水开采量加大, 一些地区地裂缝地质灾害呈扩大、加速的发展趋势, 往往造成一片地面建筑开裂破坏, 损失惨重, 甚至造成房屋成为危房, 带来极大的安全隐患, 因此, 对地裂缝地质灾害值得深入研究, 尽量提早避免或减轻地裂缝地质灾害的发生。
本文针对雷州市英利镇、北和镇3个地裂缝地质灾害对比分析研究, 分析地裂缝地质灾害的影响因素, 并针对性的提出防治建议。
2地裂缝地质灾害现状
雷州市英利镇新村、田头村及北和镇徐黄村发生地裂缝地质灾害, 相继造成民房不同程度房裂危害, 而且危害呈逐渐严重趋势, 已造成多座民房成为危房, 引起村民极度恐慌。
(1) 英利镇新村:在调查期间未发现地面地裂缝。主要由于调查期已进入雨季, 且地裂缝主要发生于旱季, 雨季有一定程度闭合。发生于民房建筑范围内的地裂缝, 由于受建筑物地基基础所限制影响, 地面裂缝规模相对较小, 但导致民房发生不同程度的墙壁拉裂。经调查统计, 新村村近几年来由于地裂缝危害, 目前发生拉裂较明显的房子共有7座。
(2) 英利镇田头村:发现地裂缝1组, 由多条相互连接、交叉的地裂缝组成, 平面分布特征沿进村道路延伸分布, 基本呈线状, 延伸长度约10~50m, 裂缝面呈不规则锯齿状, 裂缝宽度一般为1~7cm, 地裂缝深度推测有0.5~1.0m, 地裂缝主要发生于旱季, 雨季有一定程度闭合。发生于民房建筑范围内的地裂缝, 由于受建筑物地基基础所限制影响, 地面裂缝规模相对较小, 但导致民房发生不同程度的墙壁拉裂。经调查统计, 田头村近几年来由于地裂缝危害, 目前发生拉裂较明显的房子共有7座。
(3) 北和镇徐黄村:据调查访问, 近几年来, 徐黄村地表陆续发生地裂缝, 规模大小不一。调查期间仅发现路面开裂, 地裂缝基本呈线状, 延伸长度约10-30m, 裂缝面呈不规则锯齿状, 裂缝宽度一般为1-3cm, 地裂缝深度推测有0.5-1.0m。经调查统计, 徐黄村近几年来由于地裂缝危害, 目前发生拉裂较明显的房子共有30座。
3工程地质条件对比分析
(1) 气象水文及地形地貌
3个地裂缝地质灾害点分别位于雷州市英利镇新村、田头村及北和镇徐黄村, 相距20~46km, 均位于雷州市南部。
3个点均为亚热带湿润气候区, 气候特征表现为风害多、雷暴频、雨量集中、旱长、夏季长而冬季短、温和潮湿、基本无霜期。
英利镇新村地貌为火山岩剥蚀台地, 位于火山口盆地内, 为近圆形的洼地。四周火山垣高20~50m。中间洼地内十分平坦, 地面高程约+138.2~147.9m, 原始地形坡度较缓, 坡度3°~8°;田头村地貌为第四系冲洪积平原, 地形平坦, 地面高程约+14.8~20.2m;北和镇徐黄村为为玄武岩台地, 原始地形平缓, 地面高度3.50~10.50m。
(2) 岩土层工程地质特征
3个地裂缝地质灾害点相距较远, 各个点的岩土层差异较大, 现分别描述如下:
(1) 英利镇新村:上部分布有坡积黏土及残积土, 下部为凝灰岩。其中黏土厚度2.0~3.0m, 灰-灰黑色, 呈可塑状;残积土呈黄色、灰白等杂色, 可塑, 层厚2.5~4.8m;下部凝灰岩工程性质较好, 对地裂缝地质灾害影响较小。
(2) 英利镇田头村:以湛江组海陆相交互沉积地层为主, 表部分布有少量冲洪积层黏土, 厚度2.0~2.8m, 褐红色, 稍湿, 可塑~硬塑;其下为灰黄色黏土, 硬塑状, 厚度2.5~9.1m;再下一层为粉砂, 不具膨胀性, 以及其下地层埋深大, 均对地裂缝地质灾害影响较小。
(3) 北和镇徐黄村:表部为玄武岩残积土, 褐红色、灰黄色, 可塑, 厚度0.70~2.90m;下部为强风化玄武岩, 未揭穿, 工程性质较好。
各土层的主要物理力学指标见表2-1。
(3) 水文地质条件
(1) 英利镇新村:浅层分布火山岩类孔洞裂隙水, 富水性与基岩孔洞、裂隙发育密切相关, 差异性较大。新村勘查区火山岩类孔洞裂隙水获得降水补给后, 首先表现为调节储存, 流向明显受地形限制, 产生水平径流和垂直径流, 水平径流是以火山锥为中心, 呈放射状流动, 径流条件良好;垂直径流是在水头压力作用下, 越流补给下伏承压水。玄武岩孔洞裂隙水一部分在玄武岩台地前缘溢出形成泉水;另一部分垂直或侧向补给孔隙承压水和人工开采。调查期间, 新村地下水埋深4.30~8.20m, 雨后水位迅速上升2m, 由于随着季节地下水位变化加大, 也引起地基胀缩性土的不均匀胀缩变形加剧, 导致地裂缝和房裂发生和发展。
(2) 英利镇田头村:浅层分布主要为松散岩类孔隙水, 主要赋存于砂层中, 富水性较好。主要接受大气降雨入渗补给, 地下水的径流排泄与地形地貌、地层岩性和人工开采密切相关, 勘查区地形为海积平原, 地形平坦, 水力坡度较缓, 地下水部分垂直渗透越流补给中层承压水, 部分侧向径流放心由地势高往低径流, 径流速度较慢, 并主要以开采、蒸腾的形式排泄。勘察期间, 地下水埋深7.20~7.80m, 田头村勘查区及其附近居民生产生活和饲养用水均采用打简易水井开采层松散岩类空隙水, 近年来, 随着开采量的增加, 水位动态变化加剧, 水位下降幅度增大, 尤其在干旱年和枯水季节, 部分民井水位下降巨大, 同时由于随着季节地下水位变化加大, 也引起地基胀缩性土的不均匀胀缩变形加剧, 导致地裂缝和房裂发生和发展。
(3) 北和镇徐黄村:地下水类型主要为基岩裂隙水, 富水性与裂隙发育及孔洞发育密切相关。主要接受大气降雨入渗补给, 地下水的径流排泄与地形地貌、地层岩性和人工开采密切相关, 勘查区地形为玄武岩台地, 坡度一般小于10°, 水力坡度较缓, 地下水部分垂直渗透越流补给中层承压水, 部分侧向径流方向由地势高往低径流, 径流速度较慢, 并主要以开采的形式排泄。调查期间地下水位埋深2.1~5.3m, 村民多用简易水井开采生产生活用水, 与田头村情况相似, 村民水井加剧了地下水动态变化。
4地裂缝地质灾害影响因素对比分析
该3个地裂缝地质灾害点相距较远, 地形地貌、地层岩性、地下水等地质条件都有较大的差异性, 因此, 从中找出其共性的影响因素, 即可比较直观的突出地裂缝地质灾害的影响因素。
(1) 首先从地层岩性因素分析, 3个地质灾害点, 地层有冲洪积形成的、有残积形成的、有海陆相沉积形成的, 其中2个点下部为火山岩基岩, 可见其差异性比较大。但是比较物理力学性质, 即可发现3个点有直接的共性, 上部地层具有膨胀性, 特别是表层2~3m, 自由膨胀率均大于50%, 特别是新村表层土达到74%, 达到中等膨胀潜势;比较英利镇新村与田头村, 由上往下自由膨胀率逐渐减小。因此, 膨胀性岩土是地裂缝地质灾害发生的根本因素, 特别是表层土层具有膨胀性, 是造成地面开裂、房屋受损的最直接的根本因素。
(2) 其次, 从水文地质条件影响因素分析, 膨胀岩土是由于具有亲水矿物成分, 湿度变化时体积也会有较大的变化, 并且变形受到约束时会产生较大的内应力。因此, 地下水的变化是导致膨胀土变形的直接因素。3个地裂缝地质灾害点, 地下水类型不同, 其中新村及徐黄村以火山岩基岩裂隙水为主, 富水性与基岩裂隙、孔洞发育情况密切相关, 一般为弱~中等富水性, 田头村以松散岩类孔隙水为主, 主要赋存于湛江组砂层中, 一般为微承压水, 富水性一般为中等~强。虽然地下水类型不同, 但比较发现, 3个点地下水动态变化均比较大, 由于上部地层均为黏性土, 富水性差, 地形平坦, 地表径流弱, 降雨后地下水位迅速上升, 雨后又慢慢下降, 调查期间, 发现3个地灾点地下水位虽然埋深不同, 但均位于膨胀性土层以下或靠近底部, 在新村调查期间有短时降雨, 降雨后地下水迅速上升达2m, 因此, 地下水动态变化较大, 且使上部膨胀性岩土含水量交替变化, 是直接诱发地面开裂、房屋受损的因素之一。
(3) 最后, 从地形地貌、气象、人为等其他因素分析, 3个灾害点地貌类型不同, 但均比较平缓, 不利于地表水的迅速排泄, 而村庄一般建设在相对比较高的、开阔的位置, 地下水一般由村庄向四周慢慢渗流, 造成雨后地下水上升, 又慢慢下降的现象;而村庄内居民一般开采浅层地下水进行生产生活, 又导致地下水动态变化, 旱季时加剧地下水的下降;另外3个灾害点均位于雷州市南部, 气象条件相似, 年蒸发量与年降雨量基本相当, 均在1700mm左右, 但降雨多集中在6~9月份的雨季, 一般占全年降雨量的60~70, 因此, 雨季时地下水上升, 且由于经常降雨使表层膨胀性岩土充分浸水, 而旱季时地下水下降, 降雨量减少, 蒸发量较大, 使表层膨胀性岩土含水量急剧下降, 间接导致土体胀缩变形, 使地面开裂, 房屋受损。从现场房屋受损情况判断, 一般单层老式的砖瓦结构的房屋比较容易受损, 新建的砖混结构房屋不容易受损, 由于新建房屋一般具有钢筋混凝土基础, 刚度大, 不宜变形开裂。
5结论与建议
本文通过对雷州市英利镇新村、田头村及北和镇徐黄村3个地裂缝地质灾害的地质条件分析入手, 较详细的分析了可能使地面开裂变形的影响因素, 综合各种因素, 总结起来基本为两大类, 一类就是根本因素, 一类是诱发因素。根本因素为膨胀性岩土的存在, 是导致地面变形、房屋开裂的根本因素;诱发因素包括直接诱发因素及间接诱发因素, 直接诱发因素为地下水动态变化, 使膨胀性岩土含水量发生变化, 导致胀缩变形, 间接诱发因素包括地形地貌、气象条件以及人为开采地下水等因素, 造成地下水的动态变化, 从而间接影响膨胀性岩土的含水量变化。以本次3个地裂缝地质灾害点为例, 上部均分布有可膨胀性岩土, 自由膨胀率均大于50%, 局部大于70%, 达到中等膨胀潜势, 是发生地裂缝地质灾害的根本因素, 而地下水动态变化是引起膨胀性岩土含水量变化的因素, 气象及人为开采地下水加剧了地下水动态变化, 间接诱发地裂缝地质灾害的发生。
地裂缝地质灾害的发生, 引起房屋发生开裂, 其中许多已经成为危房, 有些房子开裂后, 房主进行补浆填缝处理, 但是很快又会继续开裂。由于是地基土发生膨胀变形引起的开裂, 不建议采取这种简单的补浆填缝方法处理, 建议拆除开裂房屋, 重新进行设计修建, 主要是基础部分必须合理设计, 增加房屋刚度, 基槽深挖, 换填大于0.3m的中粗砂, 采取钢筋混凝土条形基础;另外建议村子进行整体排水设计, 生产生活用水建议采用集中供水的方式, 可采用深层地下水集中供水, 避免加剧浅层地下水的动态变化。
摘要：地裂缝是主要地质灾害的一种, 是指地表岩土体产生开裂并在地面形成一定长度和宽度裂缝的一种地质现象或过程。地裂缝可造成地面建筑的开裂破坏, 根据其形成原因可分为地震裂缝、基底断裂活动裂缝、胀缩裂缝等多种类型, 本文主要针对胀缩裂缝进行研究分析, 并提出治理措施。
关键词：地裂缝,地质灾害,胀缩裂缝,治理
参考文献
[1] 膨胀土地区建筑技术规范 (GB50112—2013) [S]
[2] 岩土工程勘察规范 (GB50021—2001) (2009年版) [S]