段家灣村房屋災害產生的原因及防治措施

摘 要：本文對段家灣村房屋災害的現狀進行了詳實的調查，對災害產生的原因從內因和外因兩方面進行了較為詳盡的分析，并針對災害程度的不一提出了不同的處理措施的優缺點、適用條件和建議。

關鍵詞：災害 時空特點 致災因素 防治方案

1 工程概況

段家灣村位于寶雞市馮家山水庫庫尾，千河右岸。位于千河二級階地后緣和三級階地前緣，場地建筑物主要為1層民用建筑，屬丙類建筑。部分民房近年來不同程度的出現了地面不均勻沉陷，房屋拉裂現象，對居民的人身財產安全造成很大的影響。

2 區域構造穩定性及地震基本烈度

工程區位于祁呂賀“山”字型構造體系與隴西構造體系的復合部位，基底構造形跡復雜，斷裂較為發育，對本區有影響的區域活動斷裂有：新集川—啞柏斷裂（F1）、八渡—虢鎮—眉縣—戶縣深斷裂帶（F2）、桃園—龜川斷裂（F3）、寶雞—武功—咸陽—渭南斷裂帶（F4）、渭河盆地南緣秦嶺山前斷裂帶（F5）等5條。

工程區50km范圍內有記載的最大地震為公元前780年岐山6～7級地震。100km范圍內有史記載最大地震為1544年眉縣發生的5.5級地震。

根據1：400萬《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001） 分析，工程區地震動峰值加速度為0.15g，地震動反應譜特征周期為0.40s，相應的地震基本烈度為Ⅶ度。工程區地處黃土塬區前緣地帶，基底斷裂構造位于以南，構造單元屬基本穩定的地塊上。

3 場地工程地質條件

3.1地質概況

場地位于千河右岸，屬千河二級階地及三級階地前緣，河谷兩岸分布有不對稱一～三級基座階地階地堆積二元結構明顯：上部為黃土、黃土狀壤土，下部為砂礫石。

工程區出露的地層主要為：第四系松散堆積物：黃土、砂礫石和第三系泥巖及寒武系灰巖。

地下水類型為第四系孔隙潛水基巖裂隙潛水兩種。

3.2地基土的濕陷性評價

場地濕陷性土層濕陷深度為7～12m。二級階地堆積的Q3黃土屬自重濕陷性土層，場地的濕陷類型屬非自重濕陷性場地，濕陷等級Ⅱ級（中等）。

三級階地堆積的Q2黃土狀壤土屬濕陷性土層，場地的濕陷類型屬自重濕陷性場地，地基濕陷等級Ⅱ級（中等）。

3.3環境水及土的腐蝕性評價

段家灣村居民住宅區地下水位埋深8.60～16.45m，相應地下水位高程708.02～708.67m，地下水及河水對混凝土和鋼筋混凝土結構中的鋼筋腐蝕等級均為微腐蝕性；場地地基土對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋均具微腐蝕性。

4 工程區地質災害分析及評價

4.1居民區房屋拉裂現狀調查和分區

地質調查共調查了96戶，有55戶村民住房和宅基地不同程度的出現沉陷和拉裂。根據房屋裂縫的分布數量、裂縫寬度、深度、延伸長度及房屋的拉裂程度等，將村民住宅區災害分為重、中、輕三個區。

Ⅰ區為重災區，位于段家灣村二組和村委會所在地，距庫岸坡緣50～100m，發現有四條拉張裂縫，裂縫的一般寬度1.0～3.0cm，最大寬度10.0cm，裂縫深度一般1.2～1.6m，最大2.5m，裂縫延伸長度110～200m；

Ⅱ區為災害中等區，災害點位于段家灣一組所在地，距庫岸坡緣120～130m，發現拉張裂縫三條，裂縫的一般寬度1.0～2.0cm，最大寬度7.0cm，裂縫深度一般1.0～1.2m，最大1.8m，裂縫延伸長度130～150m；

Ⅲ區為災害輕微區，災害點位于段家灣三組所在地，距庫岸坡緣130m左右，發現裂縫兩條，裂縫一般寬度0.2～0.5cm，最大寬度1.0cm，裂縫深度一般0.6～1.0m，最大1.3m，裂縫延伸長度90～110m。

各災害點拉張裂縫總的特點基本平行水庫岸邊，走向WNN，裂縫上寬下窄，裂面起伏不平，呈張性性質。裂縫的規模與距水邊線的距離相關，距水邊線最近的Ⅰ區裂縫深度大，而距離較遠的Ⅲ區裂縫最小。

4.2居民住宅區地面和房屋裂縫分布的時空特點

（1）居民住宅區的地面拉裂，房屋損壞多出現在宅基地為半挖半填的三級階地前緣斜坡和二級階地后部地段。地面裂縫的延伸基本平行庫岸走向。

（2）距庫岸坡緣較近（水平距離<100m）地段的居民住宅區地面拉裂，民房損壞相對嚴重，庫岸（二級階地前緣）邊坡平緩段，居民住宅區的地面裂縫寬度、長度相對較小。

（3）居民住宅區的地面拉裂，民房損壞現象有86%發生在每年汛期（7～10月），庫水位降低較大（6～10m）的2012年特別明顯。

（4）局部居民房屋地基持力層大部分為砂礫石，部分為人工填土，勘察時砂礫石層潮濕，房屋地基裂縫位置與地基土層結構變化位置基本一致。

（5）雨水排泄不暢，滯留集中地段的地面有裂縫發生。

4.3致災因素分析

段家灣居民住宅區的地面拉裂，房屋損壞和庫岸變形的原因較多，根據地質調查和勘探試驗資料綜合分析，致災因素可分為內因和外因。主要因素分析如下；

內因：一是民房地基持力層Q3黃土和Q4素填土屬自重濕陷性土層，Q2黃土狀壤土具濕陷性，濕陷起始壓力（Psh≤80kPa）小于民房基礎的實際荷載；二是民房基礎一般為條形基礎，埋深小于1.0m，民房修建時對地基持力層只進行了簡單的表面錘夯，地基土層的濕陷沒有進行處理，個別房屋地基持力層巖相變化大不均勻（大部分為砂礫石，局部為黃土），房屋為磚混結構，沒有采取結構措施。三是庫岸邊坡主要由二級階地堆積的黃土和砂礫石層組成，局部坡面傾角≥40°，部分房屋距離水庫岸邊較近（水平距離≤100m），該位置易產生變形。

外因：一是工程區連續降雨，地表水局部排泄不暢，房屋地基持力層局部飽水，產生濕陷，導致民房地基土層不均勻沉陷變形、拉裂；二是居民區距庫水邊緣較近，其地下水水位變幅受庫水影響較大，由于水庫水位的經常升降，在動水壓力的作用下，地表土層出現蠕變、拉裂，加劇地表濕陷裂縫發育，地表裂縫基本平行水庫岸邊走向，與地下水流向近于垂直的規律性分布。三是庫岸邊坡具二元結構，上部黃土，下部砂礫石層，局部庫岸較陡段，受庫水位升降變幅較大的影響，近岸邊斜坡段水力比降增大，岸邊坡面水位變幅范圍段首先發生滲透變形，庫岸坡緣出現拉裂，在庫水側蝕作用下出現滑塌再造。

5 地質災害防治方案分析及建議

5.1 房屋地基處理方案分析

（1）擠密法

灰土擠密樁法可以處理基礎以下地下水位以上5.0～15.0m厚的濕陷性土，地基黃土（Q3）及黃土狀壤土（Q2）的天然含水量（ω=21.5～22.7%）小于24%，飽和度Sr=61.1～61.2%，位于地下水位以上，適宜采用灰土擠密法進行地基處理，但施工條件有限。應進行專門的灰土擠密樁施工設計和試樁。

（2）換墊方案

建筑場地的濕陷類型按自重濕陷性場地，地基濕陷等級Ⅱ級，按《濕陷性黃土地區建筑規范》GBJ50025-2004第6.1.1及第6.1.5的有關規定，在自重濕陷性黃土場地，處理厚度不應小于2.50m，建議建筑物地基采用整片換墊處理。初步估算換墊處理厚度2.5m時，處理后剩余濕陷量為34.5～477.1mm，大于規范要求；換墊處理厚度6.2m時，處理后剩余濕陷量小于200mm，滿足規范要求。換墊土有素土、灰土、砂石可供比選。建議地基處理后換墊土層的承載力應通過檢測確定。

（3）單液硅化法或堿液加固法

根據場地的工程地質條件，建議段家灣村民房地基的補強加固處理采用單液硅化法或堿液加固法，當采用堿液加固法時應通過現場試驗確定其可行性，由于采用液體溶液，對處理既有建筑物有一定的局限性。

5.2 工程區地質災害防治方案建議

根據段家灣居民區致災因素，建議地質災害防治分區治理，對Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區地表裂縫采用開挖回填處理，對拉裂輕微的民房采用灰土樁加固墻基方案，墻基兩側灰土樁的樁間距0.6～1.0m，處理厚度應≥3.0m，并對房前屋后地表采用嚴格防水措施；對Ⅰ區、Ⅱ區拉裂嚴重的民房應根據實際情況采用局部或全部拆除重建，新建民房的地基處理應采用整片換填墊層，墊層厚度應≥2.5m，并對房前屋后地表采取嚴格防水措施；對Ⅰ區距居民區水平距離≤60m庫岸陡坡段邊坡采用擋墻加固或護坡措施，防止庫岸再造進一步發展，影響居民區安全。

參考文獻：

[1] 《巖土工程勘察規范（2009年版）》（GB50021-2001）.

[2] 《段家灣村房屋災害防治工程地質勘察報告》，韓南石，2015.03.