某大型商務(wù)區(qū)內(nèi)超深超大基坑群地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查及危險(xiǎn)性評(píng)估

周磊

上海申元巖土工程有限公司

一、工程概況

某工程位于上海市青浦區(qū)，國家會(huì)展中心西北側(cè)，位于上海虹橋商務(wù)區(qū)域。工程總占地面積約11萬m2，總建筑面積61萬m2[1]，本項(xiàng)目屬“建筑工程”中“群體建筑”子項(xiàng)[2]，由五個(gè)地塊（五處大面積基坑）組成，各地塊均下設(shè)有三層地下室，基坑開挖深度在13.25～17 m（一級(jí)基坑），各地塊地下室之間以地下通道相連通。評(píng)估范圍按用地紅線外擴(kuò)約200 m，評(píng)估面積約為64 萬 m2。

本工程主要為地上多幢高層辦公樓及多層商業(yè)裙樓等組成，地下為3 層地下室。高層建筑采用框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，多層商業(yè)裙樓采用框架結(jié)構(gòu)。地上建筑及地下室均采用鉆孔灌注樁。

二、環(huán)境條件

（一）周邊環(huán)境條件

場(chǎng)地以南為蟠中東路，距離本工程最近約14 m。蟠中東路南側(cè)為待建地塊，目前為空地。場(chǎng)地東側(cè)為諸光路，距離本工程最近約32.5 m。諸光路以東為國家會(huì)展中心，距離本項(xiàng)目最近約140 m。場(chǎng)地西側(cè)為東向陽河，距離本工程最近約20 m。場(chǎng)地北側(cè)為崧澤大道（市政主干道）及在建軌交17 號(hào)線中國博覽會(huì)北站，距離本工程最近約為22 m(圖1)。

圖1 場(chǎng)地位置示意圖

（二）地質(zhì)環(huán)境條件

評(píng)估區(qū)位于上海市青浦區(qū)，屬濱海平原地貌類型[3]。評(píng)估區(qū)內(nèi)分布的河流主要為東向陽河，屬太湖流域黃浦江水系[4]。評(píng)估區(qū)基巖埋藏深度在260-280 m 之間，巖性為侏羅系上統(tǒng)壽昌組火山巖、火山碎屑巖等。評(píng)估區(qū)內(nèi)有F2 太倉-奉賢斷裂穿過，鄰近區(qū)域分布的斷裂尚有：F26青浦－龍華斷裂、F21 大場(chǎng)-九亭斷裂等[5]。

擬建場(chǎng)區(qū)80.45 m 深度范圍內(nèi)為第四紀(jì)沉積物，主要由粘性土、粉（砂）性土組成。淺層流塑～軟塑的粘性土層在應(yīng)力狀態(tài)改變的情況下，極易產(chǎn)生變形、破壞；粉（砂）性土層在地下水作用下易形成流砂或突涌。這些都是影響基坑安全的主要土層[6]。項(xiàng)目所在區(qū)域地基土分布情況見圖2。

圖2 工程地質(zhì)剖面圖

三、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀調(diào)查

（一）地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種的確定

根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)規(guī)程》（DGJ08-2007-2016），上海地區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害為地面沉降、地基變形、邊坡失穩(wěn)、砂土液化、水土突涌、岸帶沖淤、淺層天然氣、水土污染等地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種[2]。根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)規(guī)定條文，確定本區(qū)域可能存在的地質(zhì)災(zāi)害為：邊坡失穩(wěn)、地基變形、水土突涌、砂土液化以及地面沉降。

（二）地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

1.邊坡失穩(wěn)現(xiàn)狀評(píng)估

評(píng)估區(qū)內(nèi)分布有地鐵17 號(hào)線中國博覽會(huì)北站、國家會(huì)展中心等。在基坑開挖過程中采取了合理有效的圍護(hù)及降、排水等措施，上述工程建設(shè)過程中結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定，未發(fā)生邊坡失穩(wěn)。

2.地基變形現(xiàn)狀評(píng)估

評(píng)估范圍內(nèi)分布的市政道路主要為崧澤大道（高架）、諸光路、蟠中東路等。評(píng)估區(qū)分布的建筑物主要為場(chǎng)地東側(cè)的國家會(huì)展中心。其中國家會(huì)展中心展廳為2層，三棟辦公樓和一座五星級(jí)酒店為高層建筑，采用框架－剪力墻、框架結(jié)構(gòu)，樁基基礎(chǔ)。通過實(shí)地踏勘，評(píng)估區(qū)內(nèi)上述道路、地下管線及現(xiàn)有建筑物現(xiàn)狀良好，遭受自身地基沉降或差異沉降危害小。

3.水土突涌現(xiàn)狀評(píng)估

評(píng)估區(qū)內(nèi)第I 承壓含水層層頂埋深最淺約29.3 m[6]。經(jīng)調(diào)查訪問，在建地鐵17 號(hào)線中國博覽會(huì)北站車站、國家會(huì)展中心、連通道基坑，在施工過程中采取了降水、減壓措施，開挖過程中未發(fā)生水土突涌事故。

4.砂土液化現(xiàn)狀評(píng)估

場(chǎng)地20 m 以淺范圍內(nèi)飽和砂質(zhì)粉土層分布，但根據(jù)收集資料場(chǎng)地為不液化場(chǎng)地。上海地區(qū)有記錄的地震的烈度均未超過 6度，尚未地震液化的情況發(fā)生，評(píng)估區(qū)亦無震動(dòng)液化現(xiàn)象記錄。

評(píng)估區(qū)內(nèi)分布的地鐵17 號(hào)線中國博覽會(huì)北站車站、國家會(huì)展中心、場(chǎng)地周邊的管線等基坑開挖施工時(shí)采取了合適的基坑支護(hù)措施，整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行期間未產(chǎn)生砂土液化這一地質(zhì)災(zāi)害。

5.地面沉降現(xiàn)狀評(píng)估

上海地區(qū)地面沉降的主要因素是開采地下水，近年來大規(guī)模的工程活動(dòng)亦成為區(qū)域地面沉降的一個(gè)重要因素。

評(píng)估區(qū)所在的青浦區(qū)第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ承壓含水層近幾十年來均有不同程度的開采，第Ⅲ、Ⅳ承壓含水層為該區(qū)域主要的地下水開采層。由于長期開采地下水，評(píng)估區(qū)及周邊區(qū)域承壓水水位下降，土體有效壓力增加而產(chǎn)生壓縮變形，導(dǎo)致了評(píng)估區(qū)及其附近區(qū)域的地面沉降。

四、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

（一）工程建設(shè)引發(fā)加劇地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)評(píng)估

1.邊坡失穩(wěn)

工程建設(shè)引發(fā)的邊坡失穩(wěn)有基坑邊坡、河岸邊坡兩個(gè)方面。

基坑開挖范圍內(nèi)以粉性土、粘性土為主。評(píng)估區(qū)內(nèi)潛水、第Ⅰ承壓含水層發(fā)育，基坑開挖時(shí)若圍護(hù)等相關(guān)施工措施不當(dāng)，有發(fā)生基坑邊坡失穩(wěn)的可能性，鄰近工程活動(dòng)亦對(duì)基坑邊坡穩(wěn)定有一定的影響。

評(píng)估區(qū)內(nèi)分布的河流主要為西側(cè)的東向陽河。近本場(chǎng)地一側(cè)為人工砌石岸坡，另一側(cè)為土質(zhì)邊坡。基坑邊線距離東向陽河最近約20 m?；邮┕み^程中如圍護(hù)墻出現(xiàn)滲水、涌砂的現(xiàn)象，對(duì)鄰近東向陽河有較大破壞。本區(qū)域邊坡失穩(wěn)的危險(xiǎn)性級(jí)別為中等。

2.地基變形

本工程建設(shè)引發(fā)或加劇地基變形主要包括工程本身在附加荷載作用下產(chǎn)生的地基變形和工程施工引發(fā)周邊已有建（構(gòu)）筑物地基變形。

本工程不同建筑物層高不同，荷載差異大，不同結(jié)構(gòu)連接處可能會(huì)產(chǎn)生一定的差異變形。在設(shè)計(jì)時(shí)采取必要的防治措施，防止差異變形量過大對(duì)本工程建設(shè)造成不良影響。

本工程基坑開挖深度及規(guī)模均較大。基坑開挖時(shí)由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形及施工降水，將可能會(huì)對(duì)基坑附近一定范圍已有鄰近道路及地下管線、地鐵及建（構(gòu)）筑物等造成影響。地基變形危險(xiǎn)性中等。

3.水土突涌

本工程地下室為地下3 層，開挖深度13.25-17 m，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，對(duì)第⑦層承壓水的突涌可能性進(jìn)行判別。判別結(jié)果見表1。

表1 第Ⅰ承壓含水層基坑突涌可能性計(jì)算判別表

根據(jù)表1 中結(jié)果，本工程基坑開挖深度13.25 m 時(shí)，不會(huì)引發(fā)承壓水的突涌；當(dāng)基坑開挖深度17 m 時(shí)，會(huì)引發(fā)壓水突涌。地下水突涌一旦發(fā)生，將引起基坑3～4 倍開挖深度范圍內(nèi)的地下水水位的下降，進(jìn)而從而引起地基土應(yīng)力狀態(tài)的變化，產(chǎn)生土體變形，危害建筑物本體及周邊建筑、河道等。水土突涌危險(xiǎn)性中等。

4.砂土液化

地下工程揭露飽和粉（砂）性土層，且存在一定水頭差，則有發(fā)生砂土滲流液化的可能性。本工程地下室開挖深度13.25-17 m，開挖范圍內(nèi)存在第②3 層粉性土[6]。本工程基坑群開挖深度存在較大差異，存在動(dòng)水力壓力差，具有產(chǎn)生滲流液化的水動(dòng)力條件。

如果坑內(nèi)降水不足或圍護(hù)結(jié)構(gòu)不能起到有效隔水作用，基坑開挖可能引發(fā)砂土滲流液化。砂土液化的危險(xiǎn)性級(jí)別中等。

5.地面沉降

場(chǎng)地位于上海市地面沉降重點(diǎn)防治區(qū)域。擬建場(chǎng)地局部處于正常沉積區(qū)，局部古河道切割，在古河道切割區(qū)，第⑥層硬塑粉質(zhì)黏土層缺失，地表以下30 m 范圍內(nèi)以軟弱粘性土為主，基坑降水時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的地面沉降。圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔水帷幕有一定的隔水作用，可減輕地面沉降的危害程度，同時(shí)區(qū)內(nèi)局部分布的⑥層地基土對(duì)降水引起的地面沉降有一定的緩解作用。地面沉降危險(xiǎn)性中等。

（二）場(chǎng)地適宜性評(píng)估

根據(jù)擬建項(xiàng)目擬建物性質(zhì)及工程特點(diǎn)、評(píng)估區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及環(huán)境條件，調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，結(jié)合《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)規(guī)程》（DGJ08-2007-2016）相關(guān)規(guī)定。評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性級(jí)別為中等，工程的建設(shè)是基本適宜的（防治工程難度較大，但效果良好）。

五、結(jié)語

根據(jù)評(píng)估區(qū)及其所處區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件基本特征及其地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)估，結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)，得出以下結(jié)論：

1.評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件等級(jí)為復(fù)雜，工程本身建設(shè)登記為重要，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估等級(jí)確定為一級(jí)。

2.評(píng)估區(qū)災(zāi)害災(zāi)種主要為：邊坡失穩(wěn)、地基變形、水土突涌、砂土液化、地面沉降，危險(xiǎn)性級(jí)別均為中等

3.評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性級(jí)別中等，工程建設(shè)基本適宜的。