濟南市新舊動能轉換先行區地質條件概述與分析

何巧靈，趙波，魏汝明，程愛華

(1.濟南市勘察測繪研究院，山東 濟南 250000； 2.山東省路橋集團有限公司，山東 濟南 25000)

1 引 言

濟南市新舊動能轉換先行區位于濟南市主城區北部、黃河兩岸，其規劃范圍南至小清河、北至徒駭河、東至章丘、西至齊河，總面積 1 030 km2。

濟南市實施北跨東延、攜河發展，在黃河沿岸高起點、高標準、高水平規劃建設濟南市新舊動能轉換先行區，集聚集約創新要素資源，發展高端高效新興產業，打造開放合作新平臺，創新城市管理模式，綜合提升基礎設施和公共服務水平，建設現代綠色智慧新城。

濟南市勘察測繪研究院于2017年5月以來，先后完成了濟南新舊動能轉換先行區規劃勘察、濟南新舊動能轉換先行區引爆區安置東區、西區、新舊動能轉換先行區數字產業園、濟南新舊動能轉換先行區孫耿街道七村整合安置區工程、都市陽臺二組團C-4地塊項目、C-7地塊項目、濟南萬科濟陽示范區項目、濟陽崔寨安置項目五區等大中型巖土工程勘察項目。

根據上述已完成工程資料，對濟南市新舊動能轉換區的工程地質條件、水文地質及基坑支護、地下水控制及區域地質問題有了較為深刻的了解及認識，對此進行歸納、總結，對于優化勘察設計方案，加快工程建設進度，為類似地質條件的工程項目提供參考依據。

2 工程地質條件

2.1 先行區地貌單元

濟南市新舊動能轉換先行區地貌單元屬(Ⅳ)黃河沖積平原[1]，地形平坦，地勢較低，自然地面標高大部分在 17 m～25 m之間，總體地勢南高北低。在先行區南部，鵲山受燕山期巖漿侵入活動影響而形成。區內主要有：高地(龍崗高地、近河灘高地)、決口扇形地、緩坡平地、背河槽狀洼地、淺平洼地和砂質河槽地六種微地貌類型[2]。

圖1 濟南市地貌圖

2.2 地層結構層組劃分

濟南市新舊動能轉換先行區地層結構[1～10]可劃分為五個層組：全新統填土層組、全新統沖積層組、全新統沖洪積層組、更新統沖洪積層組、白堊系巖漿巖。

地層結構劃分及特征統計如表1所示，典型工程地質剖面圖如圖2所示。

圖2 典型工程地質剖面圖

各巖土層地基承載力特征值及樁基參數建議如表2所示。

先行區地層結構層組劃分 表1

地基承載力特征值及樁基參數建議 表2

3 水文地質條件

3.1 水文地質分區

濟南市新舊動能轉換先行區屬黃河沖積平原孔隙水水文地質區，根據所處位置不同又分為商河水文地質亞區和濟陽水文地質亞區兩個水文地質亞區，如圖3所示。

圖3 濟南市水文地質圖

區內以賦存松散巖類孔隙水為主，根據埋藏深度、承壓性等的不同又可分為淺層潛水～微承壓水(0 m～60 m)、中層承壓水(60 m～200 m)和深層承壓水(>200 m)。

3.2 地下水埋藏條件

調查和分析濟南市勘察測繪研究院在該區完成的勘察報告[3～11]，場地內第四系松散層孔隙潛水埋藏較淺，水位埋深一般位于現狀地面下 1.0 m～4.0 m，水位標高一般為 16.50 m～19.50 m，主要賦存于全新統沖積、沖洪積成因的粉土、砂土中，地下水水位季節性變化幅度約 2.0 m～3.0 m。地下水主要補給方式為大氣降水及地表水補給，通過大氣蒸發、人工開采及向河流進行排泄。先行區內地下水位調查及抗浮水位建議值如表3所示，地下水腐蝕性統計如表4所示。

先行區地下水調查統計表 表3

先行區地下水腐蝕性評價 表4

3.3 多年水位動態

區內地下水受大氣降水和人工開采的影響顯著，水位動態變化過程隨降水量的變化呈現周期性地有規律上升或下降，動態曲線表現為多峰多谷。

地下水的多年水位變化處于動平衡狀態多年動態變化曲線如圖4所示。

文中針對低功耗可穿戴設備[21]，提出了一種低復雜度、高效率的血壓測量算法。此方法通過滑動均勻濾波、周期分割、基線校準、歸一化等處理，識別出特征點并計算出特征值，進而回歸分析建立SBP、DBP各自與特征值的關系表達式，實現無創連續的血壓測量。本文的血壓測量算法與實際的電子血壓計具有較好的一致性，SBP與DBP一致性占比均達到95%以上，且SBP與DBP的精確度分別為0.45±6.57 mmHg和 0.09±4.75 mmHg，滿足血壓標準差不大于8 mmHg的要求。

圖4 淺層地下水多年動態曲線圖

4 工程地質問題

4.1 地下水對工程建設的影響

濟南市新舊動能區水文地質條件復雜，第四系松散巖類分布有多個含水層，潛水水位埋藏較淺，地下水對基礎工程的設計和施工形成較大的影響：

(1)基坑工程規模大，開挖深度大時，復雜水溫地質條件會造成基坑底部隆起、滲流變形、流土、涌土等[12～13]。工程建設應采取降低地下水位措施，并做好止水帷幕，防止周邊地下水大面積下降，影響周邊建筑物安全。

(2)工程抗浮問題對工程建設的造價影響較大，查明勘區地下水埋藏情況，通過收集水文資料和分析提供合理的地下室抗浮設防水位。

(4)淺層地下水有機污染平面上呈點狀分布，在組分上呈現復合污染特征，且有機物檢出率、超標率具有明顯的季節性，檢出率豐水期>枯水期，最大超標倍數豐水期>枯水期。[12]

4.2 液化土的影響

目前，濟南市按照地震烈度Ⅶ度進行抗震設防[11]，調查和分析濟南市勘察測繪研究院在該區完成的勘察報告，濟南市新舊動能區地面下 20 m范圍內飽和粉土、砂土一般為液化土，液化等級一般為輕微～中等。液化指數及液化等級統計如表5、表6所示。

先行區液化土指標調查統計表 表5

先行區液化土原位測試及液化判別指標統計表 表6

地震作用下，液化土顆粒間急劇上升的孔隙水壓力不能及時消散，使得有效壓力降低或消失，可能造成地面噴水、冒砂、地陷和建筑物下沉、傾斜等危害，液化判別對于建(構)筑物的安全至關重要。

建議采用加密法(振沖法、振動加密法、擠密碎石樁、強夯法)、換土墊層法、深基礎等對液化土進行處理。

4.3 巖土特性對樁基施工影響

(1)先行區位于黃河沖積平原地貌單元，上部地層結構一般為軟塑、軟可塑的黏性土、粉土，地層承載力偏低，高層建筑需采取地基處理或樁基礎形式，采用鉆孔灌注樁時，在成孔過程中，樁側各層粉土及砂土可能會出現坍孔現象，軟塑黏性土可能會出現縮孔現象。

(2)采用靜壓樁時，全新統沖洪積層組砂土、粉土會對沉樁造成一定困難。

(3)樁基選型時應充分考慮地層結構的影響。

4.4 基坑支護結構選型

一般工程項目，基坑開挖范圍內土層以粉土、粉砂為主，直立性差。地下水埋藏淺，土層滲透性好，基坑涌水量一般較大?；又ёo結構選型建議如下：

(1)基坑深度小于5 m且周邊環境對基坑變形要求較低時，可以采用放坡或者土釘墻支護結構。

(2)當基坑深度5 m～10 m且周邊環境對基坑變形要求較低時，建議采用支擋式結構，可考慮采用(復合)土釘墻支護結構，放坡坡比不宜大于1∶0.5；擋土構件建議優先選用工法樁，止水構件和受力構件合二為一；錨索建議優先選用旋噴錨索，可較好地解決普通錨索成孔塌孔及施工過程漏水的問題。

圖5 典型支護剖面1

圖6 典型支護剖面2

(3)當基坑深度大于10 m或者基坑周邊變形要求較高時，建議采用支擋式結構。擋土構件根據土壓力的情況具體選用，錨索建議選用旋噴錨索。

5 結 語

城市建設，勘測先行。工程地質、水文地質、環境地質條件影響著建設項目的設計、施工、造價和工期，準確翔實的巖土工程資料為后期設計、施工提供了有力的保障。

通過歸納和總結濟南市勘察測繪研究院在濟南市新舊動能轉換先行區完成的巖土工程勘察項目，對先行區的工程地質條件、水文地質條件有了一定的了解和認識；分析和評價了可能存在的區域地質問題，并提出了解決建議，對區內類似工程的施工有一定的指導意義。