抚州市城市地下综合管廊岩土工程勘察与评价

2021-11-23朱文彩王楚阳

山西建筑 2021年23期

朱文彩，王楚阳

(湖北省水文地质工程地质勘察院,湖北武汉 430050)

1 概述

抚州市汝水南大道城市地下综合管廊位于抚河右岸的抚州市高新区,沿新建汝水南大道敷设,全长3.545 km,设计采用地下单层单舱结构形式(断面结构尺寸3.6 m×3.55 m),基坑拟采用明挖法施工,土钉墙支护,基坑标准段宽度为5.4 m,深度为6.25 m～6.55 m,管廊地板高程40.28 m～56.0 m。勘察主要目的是查明场址区工程地质条件,提供基坑开挖和降水设计所需的岩土工程参数,建议支护方式,评价基坑开挖、降水对邻近工程的影响[1]。

2 场址区工程地质条件

2.1 地形地貌

综合管廊沿线属冲积平原地貌,为抚河Ⅲ级阶地,地势较平坦,原始地面高程在42.0 m～66.0 m之间。2017年10月～11月勘察期间,新建汝水南大道已经动工建设,绝大部分路段已经挖填至设计路面标高附近,勘察于挖填后的地面进行。

2.2 地层岩性

据钻孔资料,场地地层主要为第四系全新统填土(Qml)和冲洪积层(Qal+pl),第三系新余群泥岩、泥质粉砂岩(E1)。

①素填土:修路填筑,主要成分为紫红色网纹红土及砾砂,经初步压实,厚度0.5 m～4.1 m。

②粉质黏土:紫红色网纹红土,稍湿,硬塑状,层顶埋深0.5 m～4.1 m,厚度1.2 m～9.5 m。

③细砂:棕黄色,稍密,湿～饱和,分选较好,层顶埋深1.0 m～7.4 m,厚度0.60 m～7.40 m。

④砾砂:棕黄色,饱和,中密,偶见直径5 cm～10 cm黏性土团块,层顶埋深2.4 m～9.7 m,厚度0.50 m～4.40 m。

⑤强风化泥质粉砂岩:紫红色,为极软岩,层顶埋深7.5 m～14.5 m,厚度1.20 m～10.3 m。

⑥中风化泥质粉砂岩:紫红色,为软岩,层顶埋深8.3 m～15.0 m,未钻穿。

2.3 水文地质条件

综合管廊线路距离抚河100 m～400 m,基底高程比抚河50年一遇最高洪水高5 m左右,线路区有十多个直径10 m～20 m小池塘。

场址区靠近抚河,地下水类型可分为三类:1)上层滞水,主要赋存于上部黏性土层中,雨季局部分布,水量小,易于疏干,对工程影响小;2)孔隙水,主要分布于细砂层、砾砂层中,因含水层透水性强,与抚河水连通,水位受河水位涨落影响显著;3)基岩裂隙水,主要赋存于基岩风化裂隙中,因岩体裂隙不发育,水量贫乏,对工程影响不大。

2.4 区域稳定性与地震

区内在晚更新世和全新世地层中没有发现其沉积厚度或岩相突变地段,无活动断裂。

抚州市历史上发生多次有感地震,最大为1999年乐安4.0级地震。根据抗震规范,场区的抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组,设计特征周期为0.35 s。

3 岩土工程勘察

3.1 勘察手段及方法

根据相关勘察规范和任务书,岩土工程勘察采用资料收集、钻探、标准贯入试验、静力触探等多种手段进行,勘探点间距25 m,钻孔进入基底以下8 m～12 m,共完成钻孔95个、静力触探孔48个,勘探点间距和深度等满足设计要求[2]。

3.2 土工试验及原位测试成果

场址区地层中素填土和细砂、砾砂土因取样难度大,仅在现场进行标准贯入和静力触探实验,室内试验针对黏性土和基岩进行,试验结果统计见表1～表3。

表1 土层物理力学试验成果统计表

表2 岩石天然抗压试验成果统计表

表3 原位测试成果统计表

土工试验及原位测试成果表明:①层填土压实度为稍密,②层粉质黏土为硬塑状,③层细砂呈稍密状,④层砾砂呈中密状,⑤层强风化基岩为极软岩,⑥层中风化基岩为软岩。

3.3 基坑支护设计参数建议值

根据场区土工试验及原位测试成果,按照CJJ 56—2012市政工程勘察规范,并参照临近场区岩土工程勘察成果,基坑支护设计参数建议值见表4。

表4 基坑支护设计参数建议值

4 场址区工程地质条件评价

4.1 场地适宜性评价

拟建建筑场区的抗震设防烈度为6度,可不考虑地震砂土液化和软土震陷[3];下伏基岩为第三系新余群泥质粉砂岩,属非可溶岩,上部为硬塑状黏土层和稍密～中密砂土,层面坡度小于10%,属均匀场地[4];场地无崩滑流等不良地质现象。场地稳定,适宜综合管廊工程建设。

4.2 基坑开挖支护形式

汝水南大道城市地下综合管廊工程场地基坑周边环境简单;开挖深度6.25 m～6.55 m,属于深基坑;浅部有易于流淅形成流沙的砂土层,地下水对基坑工程有一定影响。根据相关规范,其工程重要性等级为二级,场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级[5]。

场址区附近200 m范围内均属于近期拆迁区域,除在建道路与拟建管廊外,无其他建(构)筑物及地下管线存在,具有放坡场地,且基坑变形对周边环境影响不大,建议基坑开挖采用施工速度快、工期短、费用低、易保证施工质量的明挖法施工,放坡开挖。

根据基坑支护规范,基坑开挖放坡坡率建议值为1∶1.25～1∶1.5,基坑支护可采用钢板桩、挂网锚喷射、土钉墙等。

4.3 基坑开挖及降水对周边环境的影响

场区③层细砂、④层砾砂属于饱和的砂土层,透水性强,黏粒含量低,在地下水作用下易形成流砂,引起基坑侧壁坍塌,不仅影响坑内作业,还存在一定安全隐患,宜在开挖前对这两层砂土采用有效隔水和加固处理,如采用粉喷桩、钢板桩等方式处理。

勘察期间观测到场地稳定地下水水位在拟建道路路面以下约5.5 m～6.5 m,区内地下水位年变化幅度约为3 m,即主要于勘察期地下水稳定水位下降1 m和上升2 m的范围内涨落。综合管廊基底高程基本位于勘察期间地下水稳定水位附近或略低于地下水稳定水位,施工期间基坑的降水深度一般为1 m～3 m。基坑侧壁为硬塑状黏性土和密实程度较高的砂土,基坑降水时不易产生沉降变形,基坑降水对周边环境影响不大,可不考虑基坑降水对周边环境的影响。

由于场址区基坑下部为透水性较好的砂性土层,且土层中的潜水与抚河水直接连通,大幅度的基坑降水较为困难,故基坑开挖应尽量避开抚河高水位季节,并提前做好基坑内的截排水工作。

降雨时赋存于场地表层的土中的上层滞水是施工期间基坑内积水的主要来源,应采取及时引排上层滞水,基坑场地周边硬化、修建防浪墙、坑内积水及时抽排等措施减小雨水对于施工的影响。