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深厚黄土地区基坑渗水原因分析及对策

王进玺
  
安家(建筑与工程)
2021年19期
陇东学院土木工程学院 甘肃 庆阳 745000

摘要:探讨深厚黄土地区基坑渗水原因及防治措施。依托庆阳市西峰区百货大楼改建工程,施工过程中出现了基坑侧壁漏水的工程事故,针对事故进行了事故发生的原因,采用探地雷达检测方法对工程地质情况进行了详细调查,、对事故原因进行了详细分析,研究认为自重湿陷性黄土地基,城市管线布设及雨水渗流是引起事故的主要原因,得出处理地下各种管道、管沟,防止雨水从管沟渗透及对商场原基坑填土层进行处理,防止浸水塌陷的处理措施。结论对同类工程的设计和施工提供了依据。

关键词: 黄土地区;基坑渗水;防治措施

我国黄土面主要分布在西北地区及黄河中游一带,主要分布在陕西、甘肃,是世界上分布最广泛的地区。我国西北特别是甘肃东部庆阳地区,黄土地层最厚,结构完整,分布连续。随着西部大开发的持续推进如银西高铁等大型交通运输项目及高层建筑等工程项目不断落地。基础工程渗水事故也层出不穷,这对工程特别是湿陷性黄土地区的工程结构的正常使用造成了严重的影响,解决深厚黄土地区的基坑渗水问题刻不容缓。杨校辉等采用桩锚支护结构主动改善基坑土体的受力状态,限制基坑侧壁水平位移,在西北黄土地区深基坑支护中得到广泛应用,解决了市区用地紧张和道路交通拥挤的问题[1];杨丽娜等对西安某湿陷性黄土深基坑在强降雨条件下的失稳情况进行了详细地分析,提出了支护结构失稳后抢险及加固的措施[2];邱海兵系统的分析了排桩-锚杆支护结构在黄土地区基坑中的应用,对其支护结构在降雨条件下稳定性进行细致研究[3]。本文以甘肃东部深厚黄土地区基坑渗水为例,研究渗水原因,并提出可行的防治措施,为同类工程的设计和施工提供依据。

1. 工程概况

百货大楼扩建改造项目于2019年5月开工,2020年12月完成了工程基坑大部分支护及坑底基桩施工,由于各种原因停工近半年。2021年5月复工建设。在停工期间,出现大楼扩建改造项目(一期) 东侧周边地面塌陷、基坑侧壁坍塌现象,如图1.1所示。截止目前,每逢下雨,在雨后一定时间内便有雨水从基坑侧壁流出,且已冲破围护结构面,在基坑外侧形成一定规模的空洞,致使在建的百货大楼扩建改造项目基坑围护排桩及附近现有建筑的原支护桩已部分裸露在外。为查明西峰区小什字地下空洞及百货大楼扩建改造项目(一期)基坑侧壁渗水原因,并确定治理方案,消除安全隐患,甘肃土木工程科学研究院有限公司对小什字场地进行了全面调查与检测。

2检测内容及方法

对百货大楼扩建改造项目(一期) 基坑及周边场地踏勘,调查了解基坑侧壁坍塌时间、坍塌过程、塌孔形状等;调查坑周路面异常现象、道路地面塌陷与维护处理情况等。通过实地调查分析该区域地上建筑、地下建筑、地下管线(沟)与基坑间的位置关系。在基坑周边10.0~20.0m范围内采用探地雷达进行普探,找出土体反射信号异常部位。宏观上对地下空洞进行普查,以确定空洞源头,初步分析造成地下空洞的入水口位置。在探地雷大信号异常部位布置勘探孔如图2.1,采用人工洛阳铲开挖结合地质钻探,对地下空洞分布范围进行确定。并调查土体含水量及土质变化情况,查明土体渗水区域及入水口、水流路径。

3 基坑侧壁坍塌原因分析

通过用地质雷达法对整个区域的初探,经过数据处理,结合收集资料及场地因素等综合分析,出现基坑侧壁渗水的原因主要有以下情况:

1.该场地为一般大厚度自重湿陷性黄土场地,湿陷性等级Ⅰ~Ⅱ级,湿陷程度为轻微~中等。该场地地下水,属潜水型地下水,水位埋深48.70~49.40m,水位标高1352.40m~1353.18m,主要赋存于③-11离石黄土层及以下地层中。该地区降水主要集中在七、八、九三个月,以暴雨形式出现,此时期降水占全年降水量的53.8%,降水强度大,24小时降水量50~99.9mm。大厚度湿陷性黄土场地的土层,在浸水条件下容易发生湿陷,上部土层浸水发生地面湿陷,下部(深部)土层浸水会造成地面塌陷。

2.周围建筑物较多(其中西北侧为在建的百货大楼工程),道路路面之下敷设市政管线十分复杂,有给水、污水、雨水、电力、电信、热力、燃气等,各种管线(沟)较多且有相互交叉现象,其场地排水、地面防水、排水沟、管道敷设、管道和接口等方面不能有效防止雨水渗漏,在下暴雨时管道雨水来不及排出的情况下,会形成管沟积水从管沟渗出或涌出。

3.百货大楼扩建改造项目(一期)基坑在停工期间,西北口北大街地下通道附近路面发生沉降,此次地面坍塌范围约直径10m的圆形坑,深度约7.5m。东侧基坑底部长时间渗流形成管涌通道。大量雨水沿此通道倾泻到基坑内,积水达约1m深,坑内泥浆约300多方。2018年7月份以来,每逢降大雨后约1h,都有雨水从基坑侧壁流出。

4.地质雷达异常区域,其中离围挡一侧异常显示最为明显,往外侧异常呈逐渐减弱的趋势。本次探测到的异常区域面积约980㎡,异常深度大致分布在地面以下7m,且主要分布在靠近围挡处。雷达探测到的异常区域内,地面下0~2m范围一般均为管沟,在地面下5~7m有空洞。现场检查发现,大楼基坑侧壁渗水主要是从地下商业街底板以下流入,底板以上的悬空主要是由于下部冲空后土体坍塌造成,并且土体的坍塌还在继续,没有达到稳定。

4 防治措施建议

路面出现地下空洞的原因是该处填土及黄土层处理不密实浸水湿陷所致。首次引起该范围内土层塌陷形成空洞的地下水流处于地下商场底板之下,其浸水源为自来水;再次出现塌陷形成空洞的浸水水源为雨水。百货大楼扩建改造项目(一期)基坑侧壁渗水原因是自来水管破裂的渗流涌入和雨水的汇集渗透。地下商场原基坑回填土疏松,底板下经处理的地基或古土壤相对隔水,首次自来水跑水或后来的雨水都是通过填土层渗透、塌陷的。

建议检查处理小什字地下各种管道、管沟,尤其是排水(雨水)管沟,使雨水能及时排走,防止雨水从管沟渗透。对商场原基坑填土层进行处理,防止浸水塌陷。

参考文献

1杨校辉, 朱彦鹏, 郭楠,等. 西宁地区几个基坑工程问题分析与处理[J]. 岩土工程学报, 2014, S1(S1):208-208.

2杨丽娜, 戴彦雄. 西安某湿陷性黄土深基坑支护失稳分析及处理[J]. 陕西水利, 2014, 000(001):113-114.

3邱海兵. 降雨入渗对非饱和土基坑围护结构稳定性影响的研究[D]. 西安建筑科技大学.毕毅.  黄土地基湿陷性研究与工程应用中若干问题[J].  土工基础, 1999(03):35-37.

基金项目:甘肃省高等学校创新能力提升项目(2019A-118)

第一作者简介:王进玺(1980-),男,甘肃白银人,讲师,工学硕士,主要从事道路与桥梁工程方向相关研究

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