赣中新余市某基坑主要工程病害分析
2018-11-12刘高山
摘 要:基坑工程是城市建设的重要组成部分,为建筑安全提供保障。本文选取新余市城南某基坑工程为例,分析建设项目区工程地质条件和工程施工过程中可能出现的工程问题。项目建设区地质条件复杂,主要工程病害包括不均匀沉降、基坑突水、抗浮稳定性等问题。
关键词:基坑工程;软岩;基坑突水
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.096
随着城市化建设加快,城市土地资源紧缺,城市地下空间的开发越发重要,但与此同时基坑工程病害也越发突出。本文选取新余市城南正在施工的某基坑工程为例,结合岩土工程勘察成果,对工程施工过程中可能出现的工程问题进行分析,为其他类似工程提供参考。
1 项目概况
项目区位于新余市城南,为新余市主要商贸区,周边分布有高层住宅、森林公园等,建筑物较多,交通便利。建设场地总面积约3.12万m2,总建筑面积11.7万m2,项目建筑包括主楼、裙房以及两个地下室组成。其中地下室(一层)埋深5.1m;地上裙楼(两层)高约7m;高层建筑(32~33层)高96~99m。
2 地质环境条件
2.1 地形地貌
拟建场地位于新余市城南,场地地貌为低丘岗地地貌,西北部与中部较高,东南部较低,地形较平坦,地势起伏不大,现场地基本整平,地面标高在70.95~79.20m之间。
2.2 地层岩性及其工程特性
场地内主要地层为上部人工填土(Q4ml)、第四系中更新统残坡积粉质粘土(Q2el+dl)组成,下伏基岩为白垩系南雄组(K2n2)泥质粉砂岩。地层根据岩性特征自上而下分为三大层,各层主要特征简要叙述如下:
(1)第四系全新统(Q4ml)人工填土层:灰褐色,稍密,稍湿,成份以粉质粘土为主,含有砾石,局部夹砖块,分布不均匀,系近期填筑,厚度0.00-2.90m,为地表覆盖层。
(2)第四系中更新统(Q2el+dl)残坡积层:粉质粘土,褐黄色,可塑,干强度中等,韧性中等,光泽反应无,无摇震反应,土质较均匀。层顶标高约65.34-79.44m,厚度约0.70-6.70m,该层钻孔揭露,局部为地表覆盖层。
(3)下伏基岩为白垩系南雄组(K2n2)泥质粉砂岩:棕红色,泥砂质结构,层状构造,泥钙质胶结,局部含少量砾石。强风化层岩芯呈土柱状,吸水易软化,失水易崩解,岩质极软,手可掰碎,厚0.50~7.47m;中风化层岩芯呈短柱状,局部呈块状,吸水易软化,失水易崩解,岩质软,锤击较易碎,未揭穿,最大揭穿厚度19.92m。该地层岩体岩质属极软岩,岩体基本质量等级分属Ⅴ类。
各岩土体物理力学性质指标见下表。
2.3 地质构造
项目区基岩为古生代白垩系南雄组,地处扬子准地台与华南褶皱系交接地带萍乡—乐平凹陷带西端,清江红色断裂盆地西段,未见活动断裂,近期无有感地震记录,区域稳定性较好。地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱周期为0.35s,地震烈度小于Ⅵ度。
2.4 水文地质
2.4.1 地下水类型
地下水主要由第四系孔隙潜水和基岩裂隙水组成。
(1)第四系孔隙潜水。该含水层主要由粉质粘土中的孔隙水及土层与基岩接触带水组成,主要接受大气降雨及场地生活用水补给,为微弱-弱透水层,赋水量小,水位变化较大,且随季节的变化而变化,年变幅为1.0~3.0m。天然稳定水位标高为63.74~77.02m,水位随地形的起伏变化较大。
(2)基岩孔隙裂隙水。该层含水层主要由泥质粉砂岩组成,赋存于基岩孔隙裂隙中,据钻探可知,泥质粉砂岩裂隙不发育,泥钙质胶结,其富水性和导水性均较差,埋藏较深,且受构造控制,具有一定的分带性和不均性。
2.4.2 地下水的补给、径流、排泄特征
场地内孔隙潜水主要接受大气降雨的补给,尤其是在每年的3-6月份补给量相对充分,属于潜水补给的丰水期。但是每年11月到来年3月份为枯水期,期间潜水以蒸发和向河流排泄为主,水位变幅为1-3m。基岩裂隙水也接受大气降雨补给,同时接受上部孔隙潜水补给,使得基岩裂隙水与第四系孔隙潜水之间的互补性增强。
2.5 不良地质作用及特殊岩土
2.5.1 不良地质作用
现场勘查场地内未发现滑坡、崩塌、采空区、地面塌陷等对工程安全有影响的不良地质现象,同时也未发现暗浜、墓穴等影响地基稳定性的埋藏物。
2.5.2 特殊岩土
场地内的特殊岩土主要为中风化的泥质粉砂岩夹薄层软弱夹层,属极软岩,锤击易碎,吸水易软化,失水易崩解(开裂),多數岩石软化、散裂呈土状、碎屑状。该岩组物理力学性质差,将对工程产生不利影响。
3 主要工程问题及处置措施
3.1 地基不均匀沉降
地基不均匀沉降是基础工程常见问题之一[1],特别是城区建筑物密集区,如若处理不当势必引发重大经济损失和恶劣社会影响。拟建项目位于新余市城区,周边分布有高层住宅;场地岩土主要分布有人工填土、含碎石粉质粘土以及白垩系较软弱泥质粉砂岩。综上所述,松散土体及较软弱岩土为地基不均匀沉降提供了不利条件。
综上分析,为保证地基稳定性,地基基础的选型和持力层的选择显得尤为重要。从技术经济角度考虑,本项目基础类型选用桩基础;根据岩土体的物理力学参数选择中风化泥质粉砂岩作为桩基础持力层。
3.2 基坑突水
基坑突水是基坑工程最为严重的病害,据统计70%以上的基坑事故是由于水害直接或间接造成的[2]。项目建设场地整平标高70.95~79.20m
,地下水稳定水位63.74~77.02m,水位变幅1~3m,基坑开挖深度5.1m。地下水含水层为含碎石粉质粘土、强~中风化泥质粉砂岩,具有微透水性。据地下水动态变化规律,加之勘察期间部分地段正开挖中,坑壁可见明显水湿痕迹,综合分析结合施工经验表明:项目基坑施工开挖过程中可能出现突水现象,严重影响基坑工程的安全运营。建议基坑开挖和施工期间在基坑外围应设置长期的地下水观测点,实时检测基坑外围地下水水位变化,防止工程意外隐患的发生。
3.3 地下室抗浮
项目区地下水接受大气降水和生活用水补给,随季节及地形影响水位变化大,富水性较差。据前述分析,基坑坑底位于地下水水位以下,因此地下室需要考虑抗浮,以保证建筑物的稳定性。考虑建筑物楼层高、水平荷载较大,建议设置抗拔桩或抗浮锚杆进行加固处理,以保证建筑稳定性[3-4]。
4 结论
建设项目区地处城市商贸区,下伏基岩为泥质粉砂岩,属较软岩体,物理力学性质差,对工程安全不利,地质环境复杂。工程建设过程中可能出现的工程问题主要有地基不均匀沉降、基坑突水、地下室抗浮稳定性等问题。综上所述基坑项目建设面临的问题具有多重复杂性,处理难度大,需要综合各方面影响因素进行分析。因此,项目工程建设各个阶段必须严格规范要求进行岩土工程勘察,查明工程区地质环境条件,准确测定岩土的各项物理力学性质指标,为基坑设计、施工及运营提供安全保障。
参考文献:
[1]孙海枫.成都地区几种典型基坑事故应急措施及效果分析[J].四川水泥,2017(12):316-317.
[2]胡展飞,张刚,周健.软土基坑突水基底变形研究[J].地下空间与工程学报,2005,08,1(04):638-641.
[3]康信江,王雯.地下室抗浮中抗拔桩(锚杆)设计的若干问题[J].江苏建筑,2018(02):57-59.
[4]谢劲松.自锁抗浮锚杆在某地下室工程中的应用[J].福建建筑,
2018(03):45-49.
作者简介:刘高山(1972-),男,江西永新人,大专,研究方向:土木工程施工与管理。