西安地区基坑降水
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西安地裂缝概况西安地裂缝是西安市主要的地质灾害之一。
自西安发现地裂缝以来,迄今为止在南起长安- 临潼断裂,北到孙家湾新房村西起西户高速东侧东到灞桥范围内出现有多条地裂缝带;西安规划区已基本查清的11条活动地裂缝。
西安地裂缝分出露地裂缝和隐伏地裂缝两种, 多呈带状分布, 地裂缝的分布与西安原始古地貌有密切的关系, 地裂缝都出现在古梁的南坡, 分布在古梁到古洼的地貌转折部位。
根据多年来对西安地裂缝的研究, 西安地裂缝具有以下主要特征: 相邻地裂缝间距为6~ 2 0km, 平面形态呈不等间距平行排列。
近似平行于临潼长安断裂,。
地裂缝具有很好的延伸性,每条地裂缝的延伸长度长达数公里至数十公里, 其活动方式是缓慢的蠕动方式, 地裂缝上盘下降, 下盘相对上升。
修订后的《西安地裂缝场地勘察与工程设计规程》, 新规程中, 根据勘探标志层的不同, 将西安地裂缝场地分为一、二、三类。
一类场地的主要特点是: 场地内的地裂缝是活动的, 在地表已形成破裂, 有些场地地表破裂有较长的延伸距离。
在这类场地进行地裂缝勘察时, 可以通过现场地裂缝调查的方法, 追踪地表破裂的延伸方向、延伸距离, 选择典型破裂点, 测量其平面坐标。
对地面破裂受到掩埋的场地, 可以采用槽探的方法揭露出地裂缝,根据地裂缝的倾向、倾角, 确定地裂缝延伸到地面的位置并测量其坐标数值。
二类场地的主要特点是:②地内的地裂缝现今没有活动, 或活动产生的地表破裂已被人类工程活动掩埋。
②场地内埋藏有上更新统或中更新统红褐色古土壤。
在这类场地进行地裂缝勘察时, 采用以钻探为主的勘探方法, 查明上更新统或中更新统红褐色古土壤的产状和错断位置, 测定其延伸到地面后的地裂缝位置和坐标数值。
不符合一类场、二类场地条件的地裂缝场地都可属于三类场地。
三类场地主要特点是: ①埋藏深度40~ 80 m的中更新统河湖相地层。
② 60~ 500 m深度内有可连续追索的6个人工地震反射层组。
西安穿越浐河阶地湿陷性黄土区基坑施工降水控制技术【摘要】基坑降水是基坑工程中的重要内容,合理选取水文地质参数是基坑降水设计与施工的基础,对降水效果的预估是基坑降水成败的关键,降水试验是解决基坑降水问题的有效手段。
论文以西安穿越浐河阶地湿陷性黄土区基坑施工为依托,探讨湿陷性黄土地区基坑降水施工综合技术,达到安全可靠、质量优良、确保工期、效益明显和环水保达标的目的;并为今后湿陷性黄土地区基坑的降水设计、施工积累宝贵的经验,具有良好的经济、社会效益。
【关键词】基坑工程、降水施工、湿陷性黄土、控制技术中图分类号:tv551.4 文献标识码:a 文章编号:黄土是一种区域性特殊土,在我国西北等地区有广泛分布。
随着我国社会和经济的快速持续发展,特别是国家西部大开发建设的实施。
在西部黄土区域城市的建筑物和人口密集区进行的地下空间的开发和利用已经成为目前社会发展的重要趋势,如地下铁路、建筑物地下室、地下车库等,对岩土工程深基坑工程提出许多新问题。
其中主要包括基坑开挖和降水可能引起的基坑侧壁的稳定性问题和周边环境的稳定与变形。
这些年这方面的工程事故很多,深基坑工程的安全已经成为土木工程行业安全监管的重点。
我国的黄土分布面积较广、厚度较大、层次较齐全,并具有特殊成分和特定工程性质特性。
在特殊的自然条件和地质构造背景下,黄土区基坑形成了源、梁、筛、阶地等地形地貌。
西安地区主要分布为黄土,而梁洼地貌较多。
在西安许多基坑工程都需要进行降水,但一般民用建筑基坑工程降水的降深不会超过10米,降水难度不大,降水所引起的地面和周边建筑物的沉降也不大。
在近几年进行的西安地铁工程中,有些地铁车站基坑深度在30米左右,降水的降深有超过20米的,二00七年西安地铁二号线陆续开工后,降水工程遇到诸如基坑涌水、涌砂、坑壁坍塌等多种困难,影响施工安全和进度,因而急需对大幅度降水可能遇到的问题和进行探讨研究。
1. 湿陷性黄土地区穿越浐河阶地基坑工程概况西安市从20世纪90年代初开始筹划、研究发展城市快速轨道交通。
·岩土工程·地基基础·文章编号:1009-6825(2013)04-0039-02西安市护城河附近某工程降水设计实录收稿日期:2012-11-11作者简介:呼建斌(1965-),男,高级工程师呼建斌(西北综合勘察设计研究院,陕西西安710003)摘要:对西安市护城河附近某降水工程的相关情况进行了介绍,并确定了相应的降水设计参数;随后通过计算分别得出基坑出水量和干扰井的出水量,依据降水规范中预测模型对其进行预测;最后从降水井施工与安装和降水过程中注意的问题两个方面给出了相应的要求及建议。
关键词:基坑,降水设计,管井法中图分类号:TU463文献标识码:A1工程概况西安市护城河附近某降水工程环城西苑北内,东临护城河,西临环城西路,拟建建筑物地上2层,高度9m ,地下1层,框架结构。
基坑上沿长度为51.20m ,宽度为34.00m ,基坑开挖深度9.90m (基坑顶绝对标高397.40m ,基底绝对标高387.50m )。
拟建场地东侧距护城河约30m ,勘察期间护城河水面绝对标高约392.00m ,依据地下水的流通性和勘察报告(勘察水位绝对标高为388.39m 388.49m ),结合水位年变化幅度(约3.00m )等综合考虑设定降水水位绝对标高为391.33m 。
为保证基础施工,水位应降至基坑底面以下不小于1.0m ,因此,基坑内水位降深不小于4.83m (绝对标高386.50m )。
2岩土工程条件2.1场地位置、地形地貌根据勘察报告,场地经人工整平后地势平坦,地面标高介于397.07m 398.53m 之间。
地貌单元属皂河二级阶地。
2.2地层根据勘察报告,拟建场地地基土的组成自上而下为:人工填土;第四系全新统冲洪积黄土状土、冲积粉质粘土、砂类土;上更新系及中更新系冲积粉质粘土及砂类土等。
2.3水文地质条件依据勘察报告,场地内主要地层为第四系晚更新世风积、残积层,其地下水位埋藏较深。
关键词单井涌水量
0.前言
莲湖路抽水试验是西安地铁降水研究课题的一个组成,场地位于西安市地铁一号线洒金桥~北大街区间北侧的一片空场地内,模拟基坑平面呈14m×21m长方形,基坑外环形布置降水井10眼,井深均为50m,间距8m,由基坑中心向东、北两方向布置观测孔21个,井深30m~50m,并在模拟基坑周边及建筑物布置沉降观测点。
图1场地平面布置图
1.地质条件
西安市莲湖路降水试验场地位于地铁一号线洒金桥~北大街区间,属皂河三级阶地地貌,场地50m范围内主要地层为第四系堆积物,即全新统人工填土、上更新统风积黄土、残积古土壤、中更新统风积黄土、残积古土壤、冲积粉质粘土夹中粗砂透镜体组成。
2.水文地质条件
潜水含水层的补给主要来自侧向径流和大气降水入渗补给;地下水的总体流向与西安地区地形基本一致,由东南流向西北,地下水的排泄方式以侧向径流为主。
试验场地位于城区以内,地下水位年内变幅在0.5~1.5m之间,多年水位变化微弱,此段地下水受降水、绿化灌溉、蒸发等因素影响相对较小,水位变化缓慢。
莲湖路场地地下水位埋深6.7~7.8m(自孔口算起),高程394.65~395.02m,含水层厚度约50m,含水岩性主要为弱透水的黄土和粉质粘土,富水性弱。
在42.9~43.8m段有薄层中粗砂透镜体呈不规则分布,厚度1.2~2.6m不等,砂层厚度由西向东逐渐变薄,颗粒由西向东逐渐变细。
3.单井出水量影响因素分析及评价
A抽水设备
试验初期,因为针对的是黄土地区尚未有过的24.0m大降深,并且要求能快速得出结论服务地铁建设,忽视了场地径流补给的快慢,过大的估计了基坑涌水量,导致试验开始不久就出现掉泵现象,出水量稳定性差,试验中止。
随后,选用了适合本场地地层及径流条件,合适扬程和功率的抽水设备,稳定的电压等,在此后的降水试验中,满足了要求。
B成井洗井
抽水试验准备过程中,采用锅锥施工抽水井,井径800mm,采用严格洗井工艺,进行下井管、投砾等工序;采用汽车钻施工观测孔,井径150mm,简单洗井,裸井。
抽水试验试抽初期,抽水孔水位急剧下窜,临近观测孔水位因土层中地下水来不及疏干,水位变化不明显;但是随着水位下降逐渐缓慢,个别观测孔中水位与两侧水位变化趋势不符,高出很多,采用小型水泵对其进行抽水,见抽即干,分析原因洗井工作不够彻底,孔内外水力联系被泥皮阻隔。
不难推测,如果是抽水井,即便其孔径足够大,因为洗井工作不够严格,抽水试验将达不到目的,工程降水也将无章可循。
C井管
本次抽水试验一并进行抽水试验经济合理性验证,在管材成本上小做文章。
首先试验选取了有信誉的混凝土制管厂预定了一批井管,经现场浮力法测定其空隙率平均值为6%,而自制的钢制井管,其空隙率为20%。
抽水试验中,我们发现5个钢管井与5个混凝土管井之间的出水量并无差异,结论是,在黄土地区,选用混凝土管较经济。
我们要注意,黄土地区土层本身富水性并不大,这种情况下混凝土管与钢管井之间单井出水量的差异并不能显现出来,倘若地貌为漫滩、一级阶地等,地层主要为砂层和粉质粘土,补给通道畅通,水力联系紧密,此时,空隙率大小将直接影响单井出水量。
D地层岩性
抽水试验中期,群井抽水同时段模拟基坑内,场地西部各井较东部各井的出水量大2-4倍。
通过对比分析东西两侧各因素,不难发现,场地局部地质特征的差异是引起此类情况的主导因素。
整个场地在43.0m处有一层不规则分布的中粗砂层,其水平展布由西向东厚度减小,呈楔形,且粒径组成也由西向东逐渐变细,因此东部含水层的水易于疏干且补给通道畅通,导致涌水量某个时段内东西部的差异。
一般来说,岩土工程师对各种地层岩性的富水性都有相当的把握,这里提醒大家,忽视夹层透镜体,无论是粘性土对地下水的隔水作用还是砂土提供给地下水的畅通路径,将会对降水工程造成不小的麻烦。
E抽水时间
抽水试验过程中,进行了2#抽水孔单井抽水试验及2#、4#、6#、9#、10#抽水孔5井的群井抽水试验,流量采用三角堰进行量测,分别通过48小时的观测显示:无论是单井或者是群井抽水,单井涌水量均随时间延长而逐渐减小。
降水初期,单井涌水量为疏干一定平面范围、垂直深度土层内的地下水,以及地下水的侧向补给,待降水漏斗不断的扩展,降深趋于稳定,此时,涌水量仅为边界外的侧向补给(影响半径扩大并趋向定值)。
此时,单井出水量也逐渐趋于稳定值,抽水试验也将达到稳定状态。
了解抽水时间与单井出水量之间的客观关系,将从容把握降水进程。
图2抽水时间与单井出水量关系曲线
4.结论
A随着降水延时,降水漏斗稳定,单井出水量将随时间减小并趋于一个定值;
B易于疏干的K值较大的砂层,补给快,出水量稳定,不易疏干的K值较小的黄土层,补给径流慢,出水量易波动,且稳定较慢;
C适宜的抽水设备是保证降水工程顺利完成的重要因素;
D符合要求的成井、洗井直接影响单井出水量,是决定降水是否可以进行的关键工序;
E合适空隙率的井管,直接决定地层与井内水力联系的畅通及降水工程经济成本。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。