撫州市城市地下綜合管廊巖土工程勘察與評價(jià)

朱文彩，王楚陽

(湖北省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院,湖北 武漢 430050)

1 概述

撫州市汝水南大道城市地下綜合管廊位于撫河右岸的撫州市高新區(qū),沿新建汝水南大道敷設(shè),全長3.545 km,設(shè)計(jì)采用地下單層單艙結(jié)構(gòu)形式(斷面結(jié)構(gòu)尺寸3.6 m×3.55 m),基坑擬采用明挖法施工,土釘墻支護(hù),基坑標(biāo)準(zhǔn)段寬度為5.4 m,深度為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場址區(qū)工程地質(zhì)條件,提供基坑開挖和降水設(shè)計(jì)所需的巖土工程參數(shù),建議支護(hù)方式,評價(jià)基坑開挖、降水對鄰近工程的影響[1]。

2 場址區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

綜合管廊沿線屬?zèng)_積平原地貌,為撫河Ⅲ級(jí)階地,地勢較平坦,原始地面高程在42.0 m～66.0 m之間。2017年10月～11月勘察期間,新建汝水南大道已經(jīng)動(dòng)工建設(shè),絕大部分路段已經(jīng)挖填至設(shè)計(jì)路面標(biāo)高附近,勘察于挖填后的地面進(jìn)行。

2.2 地層巖性

據(jù)鉆孔資料,場地地層主要為第四系全新統(tǒng)填土(Qml)和沖洪積層(Qal+pl),第三系新余群泥巖、泥質(zhì)粉砂巖(E1)。

①素填土:修路填筑,主要成分為紫紅色網(wǎng)紋紅土及礫砂,經(jīng)初步壓實(shí),厚度0.5 m～4.1 m。

②粉質(zhì)黏土:紫紅色網(wǎng)紋紅土,稍濕,硬塑狀,層頂埋深0.5 m～4.1 m,厚度1.2 m～9.5 m。

③細(xì)砂:棕黃色,稍密,濕～飽和,分選較好,層頂埋深1.0 m～7.4 m,厚度0.60 m～7.40 m。

④礫砂:棕黃色,飽和,中密,偶見直徑5 cm～10 cm黏性土團(tuán)塊,層頂埋深2.4 m～9.7 m,厚度0.50 m～4.40 m。

⑤強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:紫紅色,為極軟巖,層頂埋深7.5 m～14.5 m,厚度1.20 m～10.3 m。

⑥中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:紫紅色,為軟巖,層頂埋深8.3 m～15.0 m,未鉆穿。

2.3 水文地質(zhì)條件

綜合管廊線路距離撫河100 m～400 m,基底高程比撫河50年一遇最高洪水高5 m左右,線路區(qū)有十多個(gè)直徑10 m～20 m小池塘。

場址區(qū)靠近撫河,地下水類型可分為三類:1)上層滯水,主要賦存于上部黏性土層中,雨季局部分布,水量小,易于疏干,對工程影響小;2)孔隙水,主要分布于細(xì)砂層、礫砂層中,因含水層透水性強(qiáng),與撫河水連通,水位受河水位漲落影響顯著;3)基巖裂隙水,主要賦存于基巖風(fēng)化裂隙中,因巖體裂隙不發(fā)育,水量貧乏,對工程影響不大。

2.4 區(qū)域穩(wěn)定性與地震

區(qū)內(nèi)在晚更新世和全新世地層中沒有發(fā)現(xiàn)其沉積厚度或巖相突變地段,無活動(dòng)斷裂。

撫州市歷史上發(fā)生多次有感地震,最大為1999年樂安4.0級(jí)地震。根據(jù)抗震規(guī)范,場區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,設(shè)計(jì)特征周期為0.35 s。

3 巖土工程勘察

3.1 勘察手段及方法

根據(jù)相關(guān)勘察規(guī)范和任務(wù)書,巖土工程勘察采用資料收集、鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探等多種手段進(jìn)行,勘探點(diǎn)間距25 m,鉆孔進(jìn)入基底以下8 m～12 m,共完成鉆孔95個(gè)、靜力觸探孔48個(gè),勘探點(diǎn)間距和深度等滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

3.2 土工試驗(yàn)及原位測試成果

場址區(qū)地層中素填土和細(xì)砂、礫砂土因取樣難度大,僅在現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探實(shí)驗(yàn),室內(nèi)試驗(yàn)針對黏性土和基巖進(jìn)行,試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1～表3。

表1 土層物理力學(xué)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

表2 巖石天然抗壓試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

表3 原位測試成果統(tǒng)計(jì)表

土工試驗(yàn)及原位測試成果表明:①層填土壓實(shí)度為稍密,②層粉質(zhì)黏土為硬塑狀,③層細(xì)砂呈稍密狀,④層礫砂呈中密狀,⑤層強(qiáng)風(fēng)化基巖為極軟巖,⑥層中風(fēng)化基巖為軟巖。

3.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)建議值

根據(jù)場區(qū)土工試驗(yàn)及原位測試成果,按照CJJ 56—2012市政工程勘察規(guī)范,并參照臨近場區(qū)巖土工程勘察成果,基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)建議值見表4。

表4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)建議值

4 場址區(qū)工程地質(zhì)條件評價(jià)

4.1 場地適宜性評價(jià)

擬建建筑場區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6度,可不考慮地震砂土液化和軟土震陷[3];下伏基巖為第三系新余群泥質(zhì)粉砂巖,屬非可溶巖,上部為硬塑狀黏土層和稍密～中密砂土,層面坡度小于10%,屬均勻場地[4];場地?zé)o崩滑流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。場地穩(wěn)定,適宜綜合管廊工程建設(shè)。

4.2 基坑開挖支護(hù)形式

汝水南大道城市地下綜合管廊工程場地基坑周邊環(huán)境簡單;開挖深度6.25 m～6.55 m,屬于深基坑;淺部有易于流淅形成流沙的砂土層,地下水對基坑工程有一定影響。根據(jù)相關(guān)規(guī)范,其工程重要性等級(jí)為二級(jí),場地復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí),地基復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)[5]。

場址區(qū)附近200 m范圍內(nèi)均屬于近期拆遷區(qū)域,除在建道路與擬建管廊外,無其他建(構(gòu))筑物及地下管線存在,具有放坡場地,且基坑變形對周邊環(huán)境影響不大,建議基坑開挖采用施工速度快、工期短、費(fèi)用低、易保證施工質(zhì)量的明挖法施工,放坡開挖。

根據(jù)基坑支護(hù)規(guī)范,基坑開挖放坡坡率建議值為1∶1.25～1∶1.5,基坑支護(hù)可采用鋼板樁、掛網(wǎng)錨噴射、土釘墻等。

4.3 基坑開挖及降水對周邊環(huán)境的影響

場區(qū)③層細(xì)砂、④層礫砂屬于飽和的砂土層,透水性強(qiáng),黏粒含量低,在地下水作用下易形成流砂,引起基坑側(cè)壁坍塌,不僅影響坑內(nèi)作業(yè),還存在一定安全隱患,宜在開挖前對這兩層砂土采用有效隔水和加固處理,如采用粉噴樁、鋼板樁等方式處理。

勘察期間觀測到場地穩(wěn)定地下水水位在擬建道路路面以下約5.5 m～6.5 m,區(qū)內(nèi)地下水位年變化幅度約為3 m,即主要于勘察期地下水穩(wěn)定水位下降1 m和上升2 m的范圍內(nèi)漲落。綜合管廊基底高程基本位于勘察期間地下水穩(wěn)定水位附近或略低于地下水穩(wěn)定水位,施工期間基坑的降水深度一般為1 m～3 m。基坑側(cè)壁為硬塑狀黏性土和密實(shí)程度較高的砂土,基坑降水時(shí)不易產(chǎn)生沉降變形,基坑降水對周邊環(huán)境影響不大,可不考慮基坑降水對周邊環(huán)境的影響。

由于場址區(qū)基坑下部為透水性較好的砂性土層,且土層中的潛水與撫河水直接連通,大幅度的基坑降水較為困難,故基坑開挖應(yīng)盡量避開撫河高水位季節(jié),并提前做好基坑內(nèi)的截排水工作。

降雨時(shí)賦存于場地表層的土中的上層滯水是施工期間基坑內(nèi)積水的主要來源,應(yīng)采取及時(shí)引排上層滯水,基坑場地周邊硬化、修建防浪墻、坑內(nèi)積水及時(shí)抽排等措施減小雨水對于施工的影響。

5 結(jié)語

1)汝水南大道城市地下綜合管廊工程場地均勻穩(wěn)定,適宜工程建設(shè)。

2)綜合管廊基坑開挖深度為6.25 m～6.55 m,可不考慮降水對周邊環(huán)境的影響,有放坡空間,建議采用放坡開挖,采用鋼板樁、土釘墻或掛網(wǎng)錨噴支護(hù)。

3)基坑放坡開挖時(shí),在流砂易發(fā)區(qū)段可采用鋼板樁加內(nèi)支撐的支護(hù)措施,并作好基坑截排水工作。

4)強(qiáng)降雨會(huì)造成地區(qū)域下水位上升,影響基坑側(cè)壁的穩(wěn)定性,且基坑側(cè)壁的土層浸水時(shí)間越長,軟化越厲害,強(qiáng)度越低,建議基坑開挖應(yīng)盡量避開雨季或豐水季節(jié),并盡量較少暴露時(shí)間[6-7]。

5)施工期間應(yīng)嚴(yán)格控制堆土離基坑邊緣的距離以及堆土高度。

6)綜合管廊位于地下水變動(dòng)帶內(nèi),考慮到綜合管理埋深較大、運(yùn)營期較長,且市政道路、綜合管廊建設(shè)完成后,周邊場區(qū)將會(huì)以路面高程為基準(zhǔn)進(jìn)行場地整平和城市建設(shè),故建議運(yùn)行階段極端條件下綜合管廊地下水抗浮設(shè)計(jì)水位按照設(shè)計(jì)路面高程以下0.5 m執(zhí)行。