地面建筑地质环境适宜性评价

城市地面建筑适宜性评价是指一定类型的土地作为地面建筑用地时的适合性。一般是从地质环境角度，将地质环境优劣程度与不同高度、不同形式的地面建(构)筑物建造对地质条件的要求进行比较，以确定土地的适宜度。地面建筑概念涵盖的范围较广，包括了所有地面以上的建(构)筑物。考虑到一些道路或市政工程大多呈点、线性分布，本研究中重点关注面上的地质环境优劣程度，是在大面积、大范围尺度上，对地面建筑地质环境适宜性进行区域性划分。

地面建筑地质环境适宜性评价，可为经济区土地利用规划的制定提供地质学依据，具体表现在:①对规划期间适宜建设地面建筑的土地进行分级，以确定市区、工业区延展方向;②对现有地面建筑用地进行评价分级，为已制定的城市用地规划提出调整建议和意见。

随着珠江二角洲经济区建筑高层化、密集化的趋势日益明显，建筑物荷载的强度和规模越来越大，对地质体的应力状态的改变也越来越强，上部荷载密集使地基土体压密，造成地面变形(地面沉降等)，同时也对建(构)筑物安全性产生不利影响。故有必要基于地质环境角度对珠江二角洲经济区地面建筑开发利用进行适宜性评价，并以此作为城市地质环境承载力和工业地质环境承载力评价的基础。

(一)工作思路

为了使适宜性评价结果能更直接地反映经济区地质环境状况，在明确系统目标和系统环境因素的基础上，从最优化角度出发，利用层次分析法进行指标权重分析，并采用综合指数法分别进行了计算，得到地面建筑地质环境适宜性评价结果(图5-9)。

图5-9 珠二角地面建筑地质环境评价流程图

(二)地面建筑地质环境适宜性评价影响因素

针对珠江二角洲经济区的具体情况，分析其城市发展与地质环境之间的相互影响、制约关系，找出当前珠江二角洲经济区地面建筑建设面临的主要地质环境问题和必要考虑的因素，是评价过程的基础与关键。整理分析珠江二角洲经济区的区域地质、工程地质勘察取得的大量成果资料，综合分析珠江二角洲经济区地面建(构)筑物建设与地质环境之间的相互影响关系，主要考虑以下地质环境要素及因子。

1. 地形地貌

经济区中部为珠江二角洲平原，平原上散布着丘陵、台地和残丘，平原的东、西、北面边缘低山成片。一般来说，不同地貌形成不同的地层结构，使地质环境中的地基持力层以及承压含水层等处于不同的高程以及不同的接触关系。

地形坡度不仅制约着用地布局，并且关系到工程的难易程度，直接决定着工程建设的工程量、建设费用和施工过程中的危险性大小。一般来说，地面坡度越大，平整土地所耗费的人力、物力越多，交通运输也就越不方便，施工的危险性也随之增高。

2. 工程地质条件

场地的工程地质条件一方面直接影响着建筑物的稳定性，另一方面，又影响了工程造价。其相应的评价因子包括:基岩埋深、软土层厚度、易液化砂土分布。

基岩埋深:对工程建设来说，基岩地基比第四系的地基更稳定。基岩的埋深直接决定建筑物的稳定性和基础工程的资金投入量。对于一般低层和多层建筑的基岩直接出露或埋深在3m以内，或对于高层建筑的基岩埋深在10m以内，就可直接将建筑置于基岩上，采用浅基础;若基岩太深，则需采用深基础，将增加工程施工难度和工程造价。

软土层的厚度:软土层强度低，压缩性较高的软弱土层多数含有一定的有机物质。由于软土强度低，沉降量大，建设工程易发生软土地基的沉降问题。珠二角软土分布集中在城镇密集区，自珠江二角洲顶端向河口地带，软土厚度增大、层次增多、固结程度变差，成因由河漫滩相向海相过渡，岩性由淤泥质土相变为淤泥。建于新近沉积的软土分布区的工程建筑，大多受到不同程度软基沉降的影响。

易液化砂土分布:易液化砂土是指饱和粉砂、细砂和粉土在地震或机械强振的烈度达到Ⅶ度时容易发生液化。易液化砂土主要分布在海积平原、海风积砂堤砂地和江、河沿线冲积平原中。

3. 水文地质条件

水文地质条件与工程建设有着千丝万缕的联系，但关系最为密切是地下水水位的埋深。地下水水位的埋藏深度直接影响建筑场地、地基稳定性与处理的难易程度。与建筑物的关系也非常密切，因为地下水位埋藏浅，影响开挖与建筑施工，不但增加了工程地下部分施工的难度，也增加了排水、防水层等工程费用和投资，还可能引起一些次生灾害如滑坡、地基失效等。

(三)评价单元划分和数据提取

珠江二角洲经济区腹地为二角洲平原，东、西、北部低山丘陵环绕，地层从震旦系至第四系均有出露。本研究中地面建筑地质环境适宜性评价单位采用不规则网格划分法，以各类地质环境条件的突变边界作为单元的边界，如:以地形地貌相对突变边界(如山脊、山谷)为单元边界，以岩性突变边界作为单元边界等。这种方法适用于地形、地质条件变化大的经济区地质环境评价，适合因素离散性大的区域。

地面建筑地质环境适宜性单因子数据将以从各种地质、水文地质、工程地质等基础图件中提取为主。

(四)指标体系建立

地面建筑地质环境适宜性评价要素的确定和相关评价指标的选取是评价的前提。本次研究参考《中国地质调查局工作标准——区域环境地质调查总则》(试行)(DD2004—02)、《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)及工程建筑用地相关的通用标准规范，通过对珠江二角洲经济区已有的地质环境调查成果进行系统整理分析，结合评价区域内不同的地质环境条件和不同高度建筑物对地质条件的要求的差异，进行评价指标状态等级划分。具体的分级原则如下。

(1)适宜性是指对地面建(构)筑物类型建设的适宜程度。相反，限制性则指对地面建(构)筑物类型建设的限制性程度，它们是地质环境质量的两个不同侧面，评价时必须将二者紧密结合起来。

(2)确定评价指标分级标准时，需要在充分的数据统计、资料整理分析的基础上根据具体情况，因地制宜地确定分级标准，另外，还应首先确定出各评价因子的极限临界，即最好状态和最差状态。

根据珠江二角洲经济区的地质环境条件，结合地面建筑与地质环境相互作用机制，选定如下因子进行评价。

重要因子初步确定为地貌类型、地形坡度、基岩埋深、软土层厚度、易液化砂土分布和地下水位埋深6个。各重要因子适宜性分级划分见表5-10。

表5-10 建筑用地地质环境适宜性评价重要因子等级划分及评分

(五)综合评价

1. 评价数学模型

采用层次分析法(AHP)原理确定珠江二角洲经济区地面建筑用地适宜性评价指标的权重，具体的原理和步骤如下。

1)构建判断矩阵

请多位本课题组对地下水防污性能评价有一定研究基础的教师组成专家组，通过资料查阅、调研等工作对影响要素及因子的相对重要性进行评估。将各位专家构造的判断矩阵经集中分析后，得到综合判断矩阵，并由全体专家讨论修改直至所有专家对综合判断矩阵没有意见为止。

2)由判断矩阵计算比较评价因子的相对权值

根据判断矩阵，利用线性代数知识，求出T的最大特征值及所对应的特征向量，所求特征向量即为各评价因素的重要性排序。假设有一同阶正则向量A，使得存在XA=λmaxA，解此特征方程所得到的A经正规化后即为x1，x2，…，xm的权值。

3)检验

由于客观事物的复杂及对事物认识的片面性，构造的判断矩阵不一定是一致性矩阵(也不强求是一致性矩阵)，但当偏离一致性过大时，会导致一些问题的产生。因此得到λmax后，还需进行一致性和随机性检验。

2. 评价结果及分级

统计评价结果PI值的分布，划分适宜性分区标准，分级标准应满足适宜性评价要求和目的，符合区内相同、区间相异原则，分区结果的图面应清晰，不同类型应占一定比例。