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1、.基坑抗突涌稳定性分析及处理方法(图)【摘要】随着城市建设的飞速发展,高层建筑的地下室基坑开挖深度随之增加,由此而产生的基坑边坡的稳定性问题、基底隆起问题以及基坑突涌问题等越来越受到广泛关注。特别是承压水条件下的基坑突涌问题,安全隐患大,处理困难。本文结合工程实例简要介绍基坑突涌发生的机理,以及发生突涌后采取的处理方法和有效措施。 【关键词】承压水;基坑突涌;稳定性分析;处理方法 1.前言 近年来,城市建设日新月异,高层建筑拔地而起,为更好的利用城市土地资源,满足国家抗震要求,高层建筑地下室的基坑开挖深度逐渐增加,随之而产生的基坑边坡支护问题、基底隆起问题以及基
2、坑突涌问题等受到工程技术人员的普遍关注。 济南是山东省省会城市,素有“泉城”美誉,城因泉名,泉以水生,泉水复涌,城魂归来。济南泉水数量之多,在中国城市之中,可谓罕见。泉水是济南的象征,是济南的特色和灵魂。泉是济南文化的渊源,也是济南的骄傲和自豪。但济南的高层建筑群大多位于泉水保护区范围内,为节水保泉,深基坑施工前应进行保泉方案论证,针对基坑开挖施工过程中产生的基坑突涌等问题应及时采取措施,以防对泉水产生不良影响。 2...工程概况 香港恒隆地产拟建的济南市恒隆广场项目位于黑虎泉西路以北、泉城路以南、榜棚街以东、天地坛街以西的区域,为济南市重点招商引资项
3、目,建设场地西距趵突泉东门约500m,四周由趵突泉、珍珠泉、五龙潭和黑虎泉四大泉群环绕,位于济南市泉水保护区范围之内,场地的水文地质条件极其复杂,根据勘察资料,场地内地下水主要有:第四系潜水、风化裂隙水和基岩裂隙水。 本工程地下2层,地上7层。基坑开挖形状总体呈近似矩形。场区地形较为平坦,自然地坪标高在30.95～31.59之间。建筑物总高度为45m,±0.00标高相当于绝对标高为31.30m。地下室开挖面积为46248.39m2,基坑开挖周长为925.53m,开挖深度为12.10m,土石方量为56万m3,设计抗浮锚杆4000多棵。基坑支护设计方案既要保证基坑的安全与稳定
4、,又要最大限度的减少基坑开挖后对周边环境的影响。根据周边环境条件,结合国内外大型基坑的先进设计施工经验和工程结构顾问公司的概念性设计要求,本基坑支护方案总体上采用支护排桩加内支撑的支护结构体系。见图1。 由于基坑开挖深度较大,基坑开挖过程中控制与预防地下承压水是基坑支护和土方开挖的关键。特别是在抗浮锚杆施工过程中,由于场地内存在承压水,泉水的出露标高可达26.49m,施工过程中穿透隔水底板产生突涌的可能性非常大。 考虑到基坑底部的隔水层厚度不均,经计算,局部厚度不能满足抗渗流、抗突涌稳定性验算,本工程经过地质雷达检测,对局部隔水层厚度不能满足设计要求的部位采用了注浆加
5、固处理。但我单位在该工程的抗浮锚杆施工中,620号锚杆在施工至8m时突然出现大量涌水(见图2),据初步估算,涌水量可达65m3/h。为了节水保泉,从而又不影响工程继续施工,必须尽快采取积极有效的措施处理发生的基坑突涌问题。..3.场地岩土工程条件 3.1地层结构。 场地地层条件较为复杂,层位变化较大,原始地貌单元属第四系冲、洪积地貌单元。根据钻探揭露,场区内地层可分为10层。地层物理力学性质参数如表1。.. 3.2水文地质条件。 根据含水层的性质及赋存条件,本场区地下水分为3种类型:上部碎石层(胶结砾岩)和填土内的第四系潜水、中部闪长岩内赋存于风化裂隙、构造裂隙内
6、的承压水和下部奥陶系灰岩内存在的基岩裂隙承压水。上部第四系潜水来源主要为大气降水和上升泉水的侧向的补给,渗透系数为1.1×10-5～5.3×10-3cm/s,同时场区内的该层潜水还受到距场区南侧约30m的护城河内的常年流水的侧向补给影响较强;中部的风化裂隙水来源主要来自地下径流及第四系渗透补给,该层渗透系数为5.86×10-3～9.85×10-4cm/s;下部的基岩裂隙水来源主要受大气降水和南部山区地下水径流入渗补给,局部由于连通裂隙存在而使基岩裂隙水与上层潜水局部联系较强,根据现场抽水试验井抽水测试,一般揭露该含水层后单井涌水量大于5000m3/d。 ..4.基坑突涌的发生
7、机理 4.1..济南泉水的形成机理。现代地质工作者调查研究认为,济南泉水来源于市区南部山区。在南部山区灰岩出露和裂隙岩溶发育的地方,吸收大量的大气降水和地表径流,渗人地下形成了丰富的裂隙岩溶水。这些裂隙岩溶水,受基底太古界变质岩的隔阻,沿单斜构造岩层的倾斜方向,向北作水平运动,由于可溶性灰岩,经过多次构造运动和长期溶蚀,岩溶地貌发育,形成地下潜流,至城区遇到侵入岩岩体的阻挡和断层堵截。燕山期辉长岩——闪长岩侵入体,质地细密,岩质坚硬,隔水性能好,千佛山断块西有通过纬一路的千佛山断层;东有穿过解
