孙成玉
中建一局集团安装工程有限公司 北京大兴 102600
摘要:本文对湿陷性黄土地区海绵城市建设雨水渗蓄引发的环境地质灾害风险问题进行了全面的探讨,并且结合实际情况提出了一些可行的建议。希望通过本文可以为相关工作提供一些参考。
关键词:湿陷性黄土地区;海绵城市建设;雨水渗蓄;风险防控
引言:
我国幅员辽阔,地域宽广,各个地区的地质周边环境等各有区别。因此在海绵城市建设中,要根据不同地区的实际情况采取针对性的措施对其进行建设,特别是对于一些湿陷性黄土膨胀土等特殊地质而言更是如此。在海绵城市建设时重点强调雨水的“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施,这些要求和源头径流总量-峰值-污染综合管控等要求不谋而合,并且进一步增加了下垫面雨水停留时间与渗蓄总量。
1湿陷性黄土地区海绵城市建设再认知
相对于其他地区而言,我国湿陷性黄土地质分布较为广泛,并且主要集中于一些干旱、半干旱气候区。在自然状态下,孔隙率较高,湿性较低,这些特性是其随着时间的流逝产生湿陷的重要原因。湿陷性黄土主要以粉粒为主,其中粗粉土颗粒较多,同时含有少量的黏土以及细沙等。在海绵城市建设的过程当中,有关于湿陷性黄土地区能否建设海绵城市总是备受争议,归结起来主要的原因有以下两个方面:
首先,当前依然缺乏对黄土湿陷性致灾机理及触发条件的认知。在海绵城市实际建设时,一般来说都是将含水率以及载荷压力作为触发实现变形的重要因素,并且对其进行有效控制,一旦自重湿陷性黄土含水率超过一定程度时就会发生显著性的附加沉降。
其次,缺乏对海绵与水设施构造及运行原理的认识。为了使海绵城市的建设工作得以完成,当前人们经过多年的发展已经设计出了多种海绵雨水设施。除了绿色屋顶以及蓄水池等设施外,源头小区以及市政公路大多数都采用一些浅表性的设施。通过全面评估后发现,一旦雨水渗入到地面,将会对建筑基础以及路面结构造成一定的损害。在此情况下,工作人员一方面要设计安全防护距离,而一方面应该对全透型设施进行谨慎使用。图1为典型生物滞留设施结构示意图。
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图1 典型生物滞留设施结构示意
2湿陷性黄土场地海绵城市建设与评估
在对海绵城市专项规划以及项目勘察设计中,应该根据实际情况展开预评估工作。在实际进行中应该涵盖以下几个方面的内容:
第一,场地环境分析。要委派工作人员开展全面的勘察活动,确定拟建场地的具体地质条件等。这一工作的进行将会直接关系到海绵雨水设施选择以及结构形式等等。
第二,开展适用性海绵城市技术措施分析。根据海绵城市在建设中的严格要求对场地竖向及下地面进行有效分析,并且合理规划汇水分区的具体位置,对设施进行有效选择。
第三,对场地海绵化建设的安全风险进行预判。通过数值模型的合理利用,分析建设方案对相邻建筑物稳定性的影响。在实际评价中,可以采用GeoStudio、ABAQUS等软件保障工作的合理性。
3湿陷性黄土场地海绵城市建设风险防控典型措施
3.1主动消除湿陷性法
国家相关部门明确出台相应政策,根据建筑物的具体类别及其他因素给出了几类典型地基处理方法及其适用范围。
3.1设置安全防护距离法
如建设现场范围宽广,为了保障各项设施的安全运行应该为海绵设施与建筑物之间留下足够的安全防护距离。国家相关标准中明确规定了不同情况下的防护距离,这一标准可以有效指引各类海绵设施的布置工作。如果在建设工作实际进行时,由于其他因素的影响难以保障安全防护距离,则可以采用以下两种方式对海绵设施进行间接防护:
第一,有效避开邻近绿地,将屋面以及地面在雨水来临之际所产生的径流通过一些防渗型传输设施将其引入到开放空间的公共绿地当中进行集中储蓄。
第二,可以在海绵设施靠近建筑物的一侧额外增加一些防渗措施,有效改变雨水径流路径对建筑物地基场的影响,充分减少设施与建筑物之间的基础水平防护距离。
3.2贯穿湿陷性黄土层法
当整个建设场地的湿陷性黄土层较厚时,可以通过贯穿法合理的布置海绵设施。
3.3防渗处理法
当建设区域内湿陷性黄土层远超一般厚度时,很难保证建筑物与海绵设施之间的安全防护距离。这时要进一步加大对各类海绵设施的防渗处理力度,保障其功能能够正常发挥。具体的防渗措施包括材料防渗还有结构防渗。为了保障防渗效果,施工人员通常将这两种方法进行联合使用。材料房胜多用HDPE膜、GCL防水毯等等。而结构防渗则常常利用一些防水墙砖、钢筋混凝土防渗挡墙等等。在对防渗技术实际利用时,具体的防渗膜以及防渗挡墙材料所能发挥的性能可以参照国家相关技术规范进行有效选取。防渗膜的具体物理参数可以根据场地湿陷等级等进行有效选择。在具体施工时,工作人员应该注意质量以及平整度等等合理对各项工序进行有序组织,在最大程度上保障施工质量。对于一些湿陷风险较高的地区,工作人员还应该额外加强对渗漏风险点的强化处理工作。例如,在道路沿与HDPE防渗膜进行连接时,为了保障防渗膜不会在使用中遭受破坏,需要将膜外延的10~15厘米与路的边沿进行紧密地搭接,同时要保障上部第一层路基压实度不得小于0.94。
3.5湿陷变形观测与处置
为了让海绵城市的防护体系变得更加完善,如果某些设施出现事故隐患要及时进行有效的预警工作,尽可能地将损失降到最低。为了做到这一点,要有效地结合设计与评估工作最终结果对自重湿陷性场地上的一些重要的建筑工程加大变形观测与处置力度。根据实际情况制定有效的监测与紧急处置预案,将其纳入到湿陷性场地海绵城市建设运维工作当中。具体地观测对象有建筑物以及各类海绵城市的设施的变形程度等等。在对建筑物进行监测时应该重点关注以下几个方面的内容:分别是基础沉降量、倾斜、位移等等。而海绵设施应该重点检测结构是否发生变形,附属构造物是否发生沉降等。
4结束语
要想使湿陷性黄土地区海绵城市雨水渗蓄风险防控工作进行得更加有成效,就要以系统性的思维对其进行有效防控。以立体的思维针对不同情况制定合理的防护措施,从而为海绵城市建设工作的顺利进行提供全面的技术保障。
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