济南市新旧动能转换先行区地质条件概述与分析

何巧灵，赵波，魏汝明，程爱华

(1.济南市勘察测绘研究院，山东 济南 250000； 2.山东省路桥集团有限公司，山东 济南 25000)

1 引 言

济南市新旧动能转换先行区位于济南市主城区北部、黄河两岸，其规划范围南至小清河、北至徒骇河、东至章丘、西至齐河，总面积 1 030 km2。

济南市实施北跨东延、携河发展，在黄河沿岸高起点、高标准、高水平规划建设济南市新旧动能转换先行区，集聚集约创新要素资源，发展高端高效新兴产业，打造开放合作新平台，创新城市管理模式，综合提升基础设施和公共服务水平，建设现代绿色智慧新城。

济南市勘察测绘研究院于2017年5月以来，先后完成了济南新旧动能转换先行区规划勘察、济南新旧动能转换先行区引爆区安置东区、西区、新旧动能转换先行区数字产业园、济南新旧动能转换先行区孙耿街道七村整合安置区工程、都市阳台二组团C-4地块项目、C-7地块项目、济南万科济阳示范区项目、济阳崔寨安置项目五区等大中型岩土工程勘察项目。

根据上述已完成工程资料，对济南市新旧动能转换区的工程地质条件、水文地质及基坑支护、地下水控制及区域地质问题有了较为深刻的了解及认识，对此进行归纳、总结，对于优化勘察设计方案，加快工程建设进度，为类似地质条件的工程项目提供参考依据。

2 工程地质条件

2.1 先行区地貌单元

济南市新旧动能转换先行区地貌单元属(Ⅳ)黄河冲积平原[1]，地形平坦，地势较低，自然地面标高大部分在 17 m～25 m之间，总体地势南高北低。在先行区南部，鹊山受燕山期岩浆侵入活动影响而形成。区内主要有：高地(龙岗高地、近河滩高地)、决口扇形地、缓坡平地、背河槽状洼地、浅平洼地和砂质河槽地六种微地貌类型[2]。

图1 济南市地貌图

2.2 地层结构层组划分

济南市新旧动能转换先行区地层结构[1～10]可划分为五个层组：全新统填土层组、全新统冲积层组、全新统冲洪积层组、更新统冲洪积层组、白垩系岩浆岩。

地层结构划分及特征统计如表1所示，典型工程地质剖面图如图2所示。

图2 典型工程地质剖面图

各岩土层地基承载力特征值及桩基参数建议如表2所示。

先行区地层结构层组划分 表1

地基承载力特征值及桩基参数建议 表2

3 水文地质条件

3.1 水文地质分区

济南市新旧动能转换先行区属黄河冲积平原孔隙水水文地质区，根据所处位置不同又分为商河水文地质亚区和济阳水文地质亚区两个水文地质亚区，如图3所示。

图3 济南市水文地质图

区内以赋存松散岩类孔隙水为主，根据埋藏深度、承压性等的不同又可分为浅层潜水～微承压水(0 m～60 m)、中层承压水(60 m～200 m)和深层承压水(>200 m)。

3.2 地下水埋藏条件

调查和分析济南市勘察测绘研究院在该区完成的勘察报告[3～11]，场地内第四系松散层孔隙潜水埋藏较浅，水位埋深一般位于现状地面下 1.0 m～4.0 m，水位标高一般为 16.50 m～19.50 m，主要赋存于全新统冲积、冲洪积成因的粉土、砂土中，地下水水位季节性变化幅度约 2.0 m～3.0 m。地下水主要补给方式为大气降水及地表水补给，通过大气蒸发、人工开采及向河流进行排泄。先行区内地下水位调查及抗浮水位建议值如表3所示，地下水腐蚀性统计如表4所示。

先行区地下水调查统计表 表3

先行区地下水腐蚀性评价 表4

3.3 多年水位动态

区内地下水受大气降水和人工开采的影响显著，水位动态变化过程随降水量的变化呈现周期性地有规律上升或下降，动态曲线表现为多峰多谷。

地下水的多年水位变化处于动平衡状态多年动态变化曲线如图4所示。

文中针对低功耗可穿戴设备[21]，提出了一种低复杂度、高效率的血压测量算法。此方法通过滑动均匀滤波、周期分割、基线校准、归一化等处理，识别出特征点并计算出特征值，进而回归分析建立SBP、DBP各自与特征值的关系表达式，实现无创连续的血压测量。本文的血压测量算法与实际的电子血压计具有较好的一致性，SBP与DBP一致性占比均达到95%以上，且SBP与DBP的精确度分别为0.45±6.57 mmHg和 0.09±4.75 mmHg，满足血压标准差不大于8 mmHg的要求。

图4 浅层地下水多年动态曲线图

4 工程地质问题

4.1 地下水对工程建设的影响

济南市新旧动能区水文地质条件复杂，第四系松散岩类分布有多个含水层，潜水水位埋藏较浅，地下水对基础工程的设计和施工形成较大的影响：

(1)基坑工程规模大，开挖深度大时，复杂水温地质条件会造成基坑底部隆起、渗流变形、流土、涌土等[12～13]。工程建设应采取降低地下水位措施，并做好止水帷幕，防止周边地下水大面积下降，影响周边建筑物安全。

(2)工程抗浮问题对工程建设的造价影响较大，查明勘区地下水埋藏情况，通过收集水文资料和分析提供合理的地下室抗浮设防水位。

(4)浅层地下水有机污染平面上呈点状分布，在组分上呈现复合污染特征，且有机物检出率、超标率具有明显的季节性，检出率丰水期>枯水期，最大超标倍数丰水期>枯水期。[12]

4.2 液化土的影响

目前，济南市按照地震烈度Ⅶ度进行抗震设防[11]，调查和分析济南市勘察测绘研究院在该区完成的勘察报告，济南市新旧动能区地面下 20 m范围内饱和粉土、砂土一般为液化土，液化等级一般为轻微～中等。液化指数及液化等级统计如表5、表6所示。

先行区液化土指标调查统计表 表5

先行区液化土原位测试及液化判别指标统计表 表6

地震作用下，液化土颗粒间急剧上升的孔隙水压力不能及时消散，使得有效压力降低或消失，可能造成地面喷水、冒砂、地陷和建筑物下沉、倾斜等危害，液化判别对于建(构)筑物的安全至关重要。

建议采用加密法(振冲法、振动加密法、挤密碎石桩、强夯法)、换土垫层法、深基础等对液化土进行处理。

4.3 岩土特性对桩基施工影响

(1)先行区位于黄河冲积平原地貌单元，上部地层结构一般为软塑、软可塑的黏性土、粉土，地层承载力偏低，高层建筑需采取地基处理或桩基础形式，采用钻孔灌注桩时，在成孔过程中，桩侧各层粉土及砂土可能会出现坍孔现象，软塑黏性土可能会出现缩孔现象。

(2)采用静压桩时，全新统冲洪积层组砂土、粉土会对沉桩造成一定困难。

(3)桩基选型时应充分考虑地层结构的影响。

4.4 基坑支护结构选型

一般工程项目，基坑开挖范围内土层以粉土、粉砂为主，直立性差。地下水埋藏浅，土层渗透性好，基坑涌水量一般较大。基坑支护结构选型建议如下：

(1)基坑深度小于5 m且周边环境对基坑变形要求较低时，可以采用放坡或者土钉墙支护结构。

(2)当基坑深度5 m～10 m且周边环境对基坑变形要求较低时，建议采用支挡式结构，可考虑采用(复合)土钉墙支护结构，放坡坡比不宜大于1∶0.5；挡土构件建议优先选用工法桩，止水构件和受力构件合二为一；锚索建议优先选用旋喷锚索，可较好地解决普通锚索成孔塌孔及施工过程漏水的问题。

图5 典型支护剖面1

图6 典型支护剖面2

(3)当基坑深度大于10 m或者基坑周边变形要求较高时，建议采用支挡式结构。挡土构件根据土压力的情况具体选用，锚索建议选用旋喷锚索。

5 结 语

城市建设，勘测先行。工程地质、水文地质、环境地质条件影响着建设项目的设计、施工、造价和工期，准确翔实的岩土工程资料为后期设计、施工提供了有力的保障。

通过归纳和总结济南市勘察测绘研究院在济南市新旧动能转换先行区完成的岩土工程勘察项目，对先行区的工程地质条件、水文地质条件有了一定的了解和认识；分析和评价了可能存在的区域地质问题，并提出了解决建议，对区内类似工程的施工有一定的指导意义。