【摘要】 以貴州省貴陽市花溪區(qū)七里香溪二期工程基坑開挖施工為例,對基坑開挖活動與鄰近建筑物開裂變形及周邊地面塌陷的影響關(guān)系進行了分析,并針對現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,提出相應(yīng)的防治措施建議,對類似深基坑開挖施工應(yīng)注意的事項提出一些參考性建議。 

【關(guān)鍵字】 深基坑;建筑物;地面塌陷;沉降開裂;爆破振動;涌水; 
  1.引言 
  在城市改造和建設(shè)中,深基坑開挖引起的周圍地表塌陷、沉降開裂、房屋開裂變形等問題越來越受到人們的重視,基坑開挖是一個復(fù)雜的地質(zhì)工程問題,它既設(shè)計基坑的自身強度與穩(wěn)定性,又包含了地質(zhì)環(huán)境和社會影響問題,在基坑開挖過程中,除了要保證基坑的安全,使坑內(nèi)外各種工程順利施工外,還要避免因基坑開挖過程中的坑壁向臨空面卸荷作用、爆破振動、抽排水等活動引起鄰近構(gòu)建筑物破壞而造成重大經(jīng)濟損失及社會影響。 
  2.工程概況 
  七里香溪二期工程包括五棟產(chǎn)權(quán)式酒店,一棟商場及廣場。工程于2013年1月開始進行開挖施工作業(yè),爆破施工作業(yè)時間為1月底~至5月中旬, 從5月中旬至今基坑采用破碎機械冷開挖作業(yè)。實測基坑最底部高程1081.95m,基坑北東側(cè)邊坡底部出現(xiàn)3處突水點(調(diào)查時已安裝3個水閘),最底部突水點高程1082.8m,低于實測的花溪水庫水面高程(1093.67m)10.87m! 
  據(jù)現(xiàn)場調(diào)查訪問,2013年7月中旬至8月5日期間,基坑北東側(cè)邊坡開挖過程中底部出現(xiàn)大量涌水,8月5日,位于基坑北東側(cè)的排污管道出現(xiàn)地面塌陷T1,排污管道水流全部灌入塌坑內(nèi),導(dǎo)致邊坡底部大量出水,施工單位于8月13日~15日期間,沿花溪公園居民住宅樓圍墻外圍打了19個鉆孔,地面塌陷T1靠近基坑側(cè)打了5個鉆孔,在巖土接觸面采用水泥灌漿法灌漿的處置措施,24個鉆孔均未揭露土洞和溶洞,土層厚5~6m。據(jù)收集的灌漿鉆孔記錄表,鉆孔施工過程中多有漏水情況。 
  3.調(diào)查區(qū)地質(zhì)背景條件 
  3.1 氣象及水文 
  調(diào)查區(qū)地處亞熱帶濕潤溫和氣候區(qū)。冬無嚴寒,夏無酷暑,濕潤多雨。多年平均氣溫13.4℃,極端最高氣溫31.6℃,極端最低氣溫-7.3℃,多年平均降雨量1129.8mm,日最大降雨量為133.2mm。降雨多集中在每年的5~8月。約占全年降水量的70%以上,年均發(fā)生暴雨2~3次,多發(fā)生于5~7月。 
  3.2 地形地貌 
  調(diào)查區(qū)位于走向近于南北向的花溪巖溶槽谷內(nèi)的溶蝕緩斜坡地帶。調(diào)查區(qū)地形起伏較小,地形坡度一般5~10°左右。區(qū)內(nèi)地勢總體表現(xiàn)為東高西低,最高點位于調(diào)查區(qū)南東側(cè),海拔高程約1104.5m(原基坑范圍內(nèi)標高為1112m左右的小山頭已開挖),最低點位于七里香溪二期工程基坑底部,海拔高程約1081.95m,相對高差約22.6m。 
  3.3 地層巖性 
  第四系(Q):由雜色雜填土、灰黑色淤泥質(zhì)粘土及褐黃色紅粘土組成,厚0~8m。 
  三疊系下統(tǒng)安順組(T1a):巖性為灰色薄至中厚層白云巖、泥質(zhì)白云巖,節(jié)理裂隙較為發(fā)育,中等風化,局部碎塊狀,分布于F斷層?xùn)|側(cè)。 
  4.地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀 
  4.1 地面塌陷 
  T1:位于基坑北東側(cè)排污溝內(nèi),調(diào)查時已灌漿回填。塌陷坑發(fā)生時平面形態(tài)呈圓形,直徑2m,深2.5m,發(fā)生時間2013年8月5日。 
  T2:平面形態(tài)呈圓形,直徑2.2m,深1.7m,水深0.7m,發(fā)生時間2013年8月8日。 
  4.2 地面塌陷 
  L1:位于基坑?xùn)|側(cè)住宅樓停車場內(nèi),裂縫走向30°,長22m,寬1~3mm,發(fā)生時間2013年8月15日。 
  L2:位于基坑南東側(cè)居民住宅樓墻角處,裂縫呈直線,走向30°,長7m,寬2~3mm,房屋基礎(chǔ)沉降 
  1-~2cm,發(fā)生時間2013年8月8日。 
  5.住宅樓開裂及周邊地質(zhì)災(zāi)害與基坑開挖施工活動的影響關(guān)系分析 
  區(qū)內(nèi)第四系覆土厚度一般為5~6m,場地原始靜止水位1094.8m,水位埋深0.1~3.3m,均位于第四系松散土層中。七里香溪二期工程東側(cè)基坑邊坡附近發(fā)育有近南北向的區(qū)域性花溪逆斷層F,為阻水斷層。斷層西側(cè)出露地層為三疊系中統(tǒng)花溪組的泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r夾泥巖,其泥頁巖為相對隔水層,而斷層?xùn)|側(cè)出露地層為富水性中等~豐富的三疊系下統(tǒng)安順組(T1a)白云巖,泥質(zhì)白云巖,其節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體結(jié)構(gòu)完整性差,且基坑北東側(cè)邊坡臨近花溪南湖。由于北東側(cè)基坑邊坡開挖揭穿斷層破碎帶,破壞了斷層原有的阻水性,導(dǎo)致大量地下水沿白云巖、泥質(zhì)白云巖的溶蝕裂隙、構(gòu)造裂縫向基坑北東側(cè)邊坡底部徑流排泄,造成地下水位下降,水動力條件發(fā)生急劇變化。 
  5.1 基坑疏排水影響范圍的確定 
  采用“大井法”計算基坑疏排水影響范圍,其計算公式為: 。 
  S―水位降深(m),取12m,區(qū)內(nèi)地下水靜止水位標高為1094.8m,實測北東側(cè)基坑最底部突水點高程1082.8m,水位降深S=1094.8-1082.8=12m;H―含水層厚度(m),取29.2m,區(qū)內(nèi)最高點位于調(diào)查區(qū)基坑已挖小山頭,海拔高程為1112m,實測基坑最底部突水點高程1082.8m,含水層厚度H=1112-1082.8=29.2m;K―滲透系數(shù)(m/d),取0.6m/d,結(jié)合實地地面環(huán)境地質(zhì)調(diào)查情況及《七里香溪二期基坑邊坡巖土工程勘察(詳勘)》資料綜合分析后,取滲透系數(shù)K為0.6m/d。經(jīng)計算, 該范圍為基坑疏排水造成水均衡破壞范圍,處于該范圍內(nèi)的居民房屋或地表將會因基坑疏排水活動導(dǎo)致房屋地基失水,從而造成房屋出現(xiàn)開裂,地表發(fā)生地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害。 
  5.2 住宅樓開裂及周邊地質(zhì)災(zāi)害與基坑開挖施工活動的影響關(guān)系 
  通過對基坑開挖過程中疏排水、爆破振動影響距離的計算結(jié)果,編制出了基坑疏排水及爆破振動影響范圍平面圖,并結(jié)合基坑?xùn)|側(cè)住宅樓的空間分布位置、開裂特征及地質(zhì)災(zāi)害分布、發(fā)育特征分析研究后認為:基坑?xùn)|側(cè)住宅樓開裂及地面塌陷T1-T3、地裂縫L1-L2與基坑開挖施工活動有關(guān)。 
  6.防治措施建議 
  6.1 建議加強對居民房屋裂縫動態(tài)變化情況監(jiān)測。 
  6.2 建議對七里香溪二期工程四周基坑邊坡及底板采取有效防水措施,防止基坑邊坡及底板大量涌水。 
  7.結(jié)語 
  深基坑開挖是一項過程復(fù)雜,且施工工期較長的工作,在深基坑開挖前,須對基坑鄰近地帶開展詳細的巖土工程勘察及水文地質(zhì)調(diào)查,除了須對坑壁及時采取切實有效的支護措施之外,還需對基坑邊坡變形情況加強監(jiān)測,以最大限度的減小基坑開挖活動對鄰近構(gòu)建筑物的破壞和引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害而造成重大經(jīng)濟損失及社會影響。 
  參考文獻 
  [1] 中國工程爆破協(xié)會.爆破安全規(guī)程(GB6722-2003). 
  [2] 貴州地質(zhì)工程勘察院,貴陽市花溪區(qū)七里香溪二期工程基坑開挖與周邊地面塌陷及花溪公園、花溪區(qū)供電局居民住宅樓、花溪區(qū)供電局辦公樓開裂關(guān)系技術(shù)鑒定報告.2013.08.