2022年整理—深基坑所產(chǎn)生環(huán)境工程地質(zhì)問題及其防治對策

1、深基坑所產(chǎn)生環(huán)境工程地質(zhì)問題及其防治對策1、引言環(huán)境工程地質(zhì)問題的主題是人類工程經(jīng)濟活動引起的地質(zhì)環(huán)境的異常變化。以往對城市環(huán)境工程地質(zhì)問題研究的比擬多的主要是過量開采地下水而引起的地面沉降。近年來，一些特大城市的超高層建筑均有地下室，那么建地下室便需進行基坑的開挖，基坑開挖對周圍地質(zhì)體、環(huán)境、生態(tài)等均產(chǎn)生一定的影響，即會產(chǎn)生一系列的環(huán)境工程地質(zhì)問題，這些問題的嚴重程度與場地的地質(zhì)條件、基坑開挖深度以及周邊的環(huán)境等有關(guān)。下面以南京地區(qū)為例來分析深基坑開挖中的環(huán)境工程地質(zhì)問題。南京位于長江邊，有近四分之三的地域位于長江及秦淮河古河道漫灘區(qū)，地層軟弱，工程地質(zhì)條件復(fù)雜。地層上部以粘性土為主，下部以

2、砂，礫石層為主，自上而下可劃分為雜填土、可塑狀粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、可塑硬塑狀粘土、軟塑狀粉質(zhì)粘土、粉砂或粉土夾軟塑狀粉質(zhì)粘土、粉細砂、細砂，中粗砂，礫砂，碎石土等。這種地層比擬突出的特點是上部粘性土層為軟土層與硬土層互層結(jié)構(gòu)，在軟土層中夾有粉細砂層透鏡體，下部砂層的厚度較大340m厚，為承壓含水層，南京地區(qū)的超高層建筑的地下室一般為一、二層，有的達三層，開挖深度一般超過6.0m.深基坑開挖主要在上部粘性土中進行，設(shè)有二層地下室的深基坑開挖一般都穿過上部粘性土而深入至下部的砂層中。由于南京地區(qū)具有這種特殊的地層結(jié)構(gòu)，因此在深基坑開挖過程中的環(huán)境工程地質(zhì)問題是較為突出。2、環(huán)境工程地質(zhì)問題分析南

3、京地區(qū)深基坑開挖的環(huán)境工程地質(zhì)問題主要為基坑邊坡滑移、基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷、基坑井點降水引起的地面沉降、道路開裂、房屋開裂等。2.1基坑邊坡滑移南京地區(qū)深基坑開挖一般為垂直開挖，邊坡以松軟粘性土為主，在不采取任何有效支護措施的情況下，邊坡會失穩(wěn)而產(chǎn)生滑移或坍塌，有的即使采用支護，如果支護不當，擋墻也會整體位移，使護樁變形，坑底隆起，邊坡會失穩(wěn)而產(chǎn)生滑移。如南京交通銀行，基坑深6.7m，擋土樁為鉆孔樁，其后設(shè)置直徑0.3m的旋噴樁作止水帷幕，地下水位在地表下1.0m處。由于鉆孔樁和止水樁質(zhì)量差，止水帷幕未現(xiàn)成，基坑開挖后，東南角樁間出現(xiàn)大量涌泥和流砂，擋土墻向基坑內(nèi)側(cè)傾斜達0.2m，

4、樁后現(xiàn)成了510cm的地面裂縫，邊坡滑移，使東南面的和平電影院嚴重開裂破壞，被迫停業(yè)撤除。2.2基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷南京地區(qū)的地下水位埋藏較淺，深基坑開挖過程中，改變了原有地下水的平衡狀態(tài)，地下水便向基坑內(nèi)產(chǎn)生流動，尤其是基坑壁或基坑底揭露砂層時，由于砂層的透水性較好，故地下水涌水現(xiàn)象更為嚴重，如不采取控制地下水的措施，那么嚴重影響施工或無法施工。另外，如果砂層中的動水壓力超過砂土本身抗?jié)B能力時，那么松散的砂土?xí)植炕蛘w伴隨地下水一起涌入基坑內(nèi)流砂，上部粘性土層中砂層透鏡體流出后，會在粘性土中產(chǎn)生空洞，假設(shè)空洞較大且距地面較近那么會導(dǎo)致地面沉陷；同時由于地下水位的下降，使土體中孔

5、隙水應(yīng)力降低，有效應(yīng)力增加，土體產(chǎn)生新的壓縮變形，從而使地面產(chǎn)生沉降。如南京軍區(qū)空后制藥廠廠房基坑下面有一薄層不透水層，但該薄層不透水抵擋不住水頭壓力時，現(xiàn)成管涌；南京千帆大廈基坑由于存在連續(xù)厚層粉砂，砂土，選用壓密注漿對止水缺陷補強失效，造成大量漏水、涌砂，引起基坑旁側(cè)局部塌陷。2.3降水引起地面沉降南京地區(qū)很多深基坑在開挖過程中遇到坑底含水砂層，那么在承壓水壓力的作用下，會產(chǎn)生涌水、涌砂現(xiàn)象。如果基坑底為厚度不大的粘性土，承壓含水砂層中的地下水會沖破粘性土層而產(chǎn)生突涌現(xiàn)象即涌水、涌砂。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，南京地區(qū)多采取隔水如帷幕灌漿或降水措施，其中井點降水是深基坑防護中較為經(jīng)濟且效果比擬

6、顯著的方案，因此南京地區(qū)許多超高層建筑均采取了這種控制地下水的措施。但由于抽取地下水使地下水位下降進而引起地面沉降，沉降過大將危及周圍建筑物及道路管線的平安。如南京東正大廈基坑工地西側(cè)在97年11月28日下午發(fā)生長約30m，寬約1.0m，深為2.0m左右的地面塌陷事故，距其深基坑支護結(jié)構(gòu)約為5.0m左右。造成的原因為基坑采用井點降水，周圍地下水位降低，孔隙水壓力減小，有效應(yīng)力增大，引起土層壓密，導(dǎo)致地面沉降。2.4不均勻沉降使房屋和道路開裂由于基坑降水使地下水位降低、有效應(yīng)力增大而使地基產(chǎn)生新的、不均勻的壓縮變形。經(jīng)對相鄰建筑物及道路的變形監(jiān)測，這種變形的不均勻程度隨離基坑距離的減小而增大，當這種不均勻變形超過了建筑物和路面的承受能力時，就會產(chǎn)生破壞而造成房屋和路面的開裂和下沉。如南京國貿(mào)中心基坑，原設(shè)計雙排深層攪拌樁止水，后因施工場地不夠，僅施工一排深層攪拌樁止水，造成基坑開裂，中山東路主干道路面開裂。內(nèi)容總結(jié)1深基坑所產(chǎn)生環(huán)境工程地質(zhì)問題及其防治對策1、引言環(huán)境工程地質(zhì)問題的主題是人類工程經(jīng)濟活動引起的地質(zhì)環(huán)境的異