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1、271地块基坑工程对苏州轨道交通1号线工程影响技术评估报告2011年1月目录1研究背景12研究依据12.12.1 管理性文件12.22.2技术评估合同12.32.3工程设计相关成果及依据文件13工程水文地质23.1工程地质概况23.2水文地质概况43.2.1地表水43.2.2潜水 43.2.3微承压水53.2.4承压水53.2.5地下水、土对建筑材料腐蚀性53.3不良地质作用63.4有关土质参数64271号地块基坑围护方案与地铁车站结构84.1围护方案104.1.1围护方案104.1.2施工工序124.2地铁车站结构135271号地块基坑对轨道交通1号线影响评估165.1计算内容和工况165.
2、1.1计算工况165.1.2计算内容165.2地质断面选取165.3计算分析及主要步骤195.4计算模型及参数235.4.1计算软件的选取235.4.2本构关系及参数255.5有限元模型及边界条件275.6计算成果及分析365.7结论466基坑施工风险及对工程的施工要求476.1对影响风险因素的分析识别476.1.1基坑施工对地铁结构安全的影响476.1.2基坑施工对地铁结构安全影响的危险因素分析476.2基坑工程对施工的要求507控制目标的确定及对271地块基坑工程的建议527.1围护结构位移控制目标的确定527.1.1地铁安全保护区及保护指标527.1.2监测目标的确定537.2对271地
3、块基坑工程的建议531 研究背景271地块项目北侧紧临轨道交通1号线。基坑的开挖、支护等过程会改变土体应力状态，引发建筑的位移和内力变化。地铁主体结构已经完工，它对变位十分敏感，为了确保地铁主体土建结构的安全，需要评估基坑的开挖、支护及回拆等过程对地铁主体结构造成的影响。2 研究依据2.1 2.1 管理性文件苏州市政府、建设局及轨道公司的相关文件。2.2 2.2技术评估合同271号地块基坑施工对地铁安全影响评价工作协议书2.3 2.3工程设计相关成果及依据文件（1）苏州轨道交通一号线工程华池街站星湖街站区间岩土工程详细勘察报告（勘察编号：2007-K-521）。（2）苏州市轨道交通1号线星海街
4、站主体结构施工图设计（2008.11）（3）苏州工业园区九龙仓苏州超高层项目工程勘察报告(详勘阶段)(2010.03.15)（4）苏州市271地块超高层项目基坑围护设计方案（2011.1）3 工程水文地质3.1 工程地质概况根据本次详勘揭露地层资料，拟建场地187m 深度范围内的地基土均为第四系早更新世Q1 及其后期的沉积土层，属第四纪湖沼相、河泛相、河口海湾相、滨海相、河口三角洲相、湖相、河床相、冲积相松散沉积物，主要由粘性土、粉性土及砂土组成。根据本次详勘揭露地层资料，拟建场地地基土分布有以下特点：（1）第四系全新统Q4 土层：第1 层填土（Q43），松散，大部分区域以粘性土为主，含碎石及
5、植物根茎等杂物；场地北侧近地铁施工区域及场地中部道路区域上部为混凝土地坪；场地南侧暗浜区域该层中局部含大量碎砖、碎石等建筑垃圾杂物，成分复杂。第2 层浜土（Q43），以粘性土为主，含大量黑色有机质及腐植物，明浜以淤泥为主，主要分布于明浜、塘底部。（2）第四系上更新统Q3 土层：第1 层灰黄灰绿色粘土（Q38-2），呈可塑状态，层面埋深约1.04.2m（相应标高约2.23-0.78m），含氧化铁条纹及铁锰质结核，局部以粉质粘土为主，明、暗浜分布区域该层缺失或厚度较薄。第2 层草黄兰灰色粉质粘土夹粘质粉土（Q38-2），呈可塑硬塑状态，层面埋深约2.55.5m（层面标高-0.73-2.61m 左右
6、），含氧化铁条纹及铁锰质结核，底部以粉性土为主，土质不均。第1 层灰色砂质粉土（Q37），呈稍密中密状态，层面埋深约6.09.0m（层面标高-3.15-6.00m 左右），含云母，层顶夹粘质粉土，局部夹多量薄层粘性土，下部以粉砂为主，土质不均。第2 层灰色粉砂（Q37），呈中密状态，层面埋深约10.012.8m（层面标高-7.76-9.58m 左右），含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，局部夹薄层粘性土，土质不均。第层灰色粉质粘土（Q36），呈软塑可塑状态，层面埋深约13.416.7m（层面标高-10.33-13.49m 左右），含云母、有机质，局部夹多量粉性土，土质不均。第1 层暗绿色粉质
7、粘土（Q34），呈可塑硬塑状态，层面埋深约为20.123.0m（层面标高-16.83-19.67m 左右），含氧化铁条纹及铁锰质结核，土质较好。第2 层草黄灰色粉质粘土夹粘质粉土（Q34），呈可塑状态，层面埋深约24.526.9m（层面标高-22.08-23.87m 左右），含云母，粉质粘土与粘质粉土呈互层状分布，约31m 以下以粘性土为主，土质尚可。第层灰色粘质粉土夹粉质粘土（Q33），呈中密密实状态，层面埋深约为29.835.1m 左右（层面标高-26.70-31.77m 左右），含云母，夹多量薄层粘性土，土质不均。第1 层灰色粉质粘土（Q32），呈可塑状态，层面埋深约40.043.0m（
8、层面标高-36.66-39.97m 左右），含云母、有机质，局部夹多量薄层粉性土、粉砂，土质不均，厚度较厚，平均厚度约20m。第2 层暗绿色粉质粘土（Q32），呈可塑硬塑状态，层面埋深约61.064.3m（层面标高-57.97-61.27m 左右），含氧化铁条纹及铁锰质结核，土质较好。（3）第四系中更新统Q2 土层：第1 层灰绿灰色粉砂（Q23），呈密实状态，层面埋深约63.666.0m（层面标高-60.56-63.0m 左右），层厚11.013.6m，含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，层顶夹少量薄层粘性土，下部以细砂为主。第2 层灰色含砾粉细砂（Q23），呈密实状态，层面埋深约75.07
9、7.6m（层面标高-71.97-74.45m 左右），层厚5.78.5m，含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，6 号孔及C18 号孔约80.0m 左右夹少量薄层粘性土，局部区域80.0m 以下含较多砾砂和中粗砂，土质不均。基坑底部大部分区域位于(8-1、8-2)粉质粘土层。3.2 水文地质概况3.2.1 地表水苏州地处江南水网区，属长江流域太湖水系，区内地表水系极为发育。一般地表水历史最高水位2.49m，最低水位0.01m，常年平均水位0.88m，近35 年最高水位为2.49m。拟建场地南侧为河道（距离本工程基坑边线仅约20m 左右），勘察期间测得河面水位标高为1.22m（黄海高程）。3.2
10、.2 潜水拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表迳流补给。勘察期间所测得的潜水静止水位埋深一般在0.603.10m 之间，其相应标高为1.84-0.31m。根据苏州地区区域潜水稳定水位资料，苏州地区最高水位为1.332.63m，最低水位为-0.211.35m，变化幅度为1.02.0m，近35 年最高水位为2.50m。潜水与地表水的水力联系：由于地下水与地表水间的相互补给，地下水与地表水间一般存在一定的水力联系，当对潜水层降水时，巨大的水头差会加速地表水对潜水的补给，但对深度基坑，其基坑围护的止水效果一般较好，可基本隔断两者间的水力联系。3.2.3 微承压水拟建场地浅部第1 层砂质粉土及
11、第2 层粉砂为微承压水含水层，属同一组含水层，动态变化同样受到大气降水、地形地貌、地表水体的制约影响，表现为降水入渗型特征。根据苏州区域水文调查资料，该层微承压水历史最高水位为1.74m，近35 年最高水位为1.60m，年变幅为0.80m 左右。本次详勘期间，在拟建场地布置了一个微承压水水位观测孔，勘察期间测得第层微承压水头埋深约为3.103.15m，相应标高-0.08-0.13m。微承压水水质受人类活动影响甚微，仍主要反映原生态环境所特有的变化规律。3.2.4 承压水拟建场地内承压水对本工程有直接影响的为第层中赋存的第一承压水。本次在拟建场地设置一个承压水观测孔，以观测勘察期间第层中承压水水
12、头埋深，测得第层承压水水位埋深为5.005.10m，相应标高为-1.96-2.06m。3.2.5 地下水、土对建筑材料腐蚀性拟建场地周围无地下水污染源，同时本次详勘时在部分钻孔采取地下水样进行水质分析，按国标岩土工程勘察规范（GB50021-2001 及2009 年局部修订版）中有关条文判定，拟建场地地下水对类场地环境下的混凝土有微腐蚀性，在长期浸水环境下，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。苏州地区地下水位较高，地基土呈饱和状态，根据工程经验，若地下水对混凝土有微腐蚀性，则地基土对混凝土亦有微腐蚀性。综上判定：拟建场地地下水和土对类场地环境
13、下的混凝土有微腐蚀性；在长期浸水环境下，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。3.3 不良地质作用根据本次详勘揭露，拟建场地在南侧分布一条东西走向的暗浜（局部地表为水塘）。浜底最大埋深约4.2m（相应标高约-1.0m），暗浜分布区域填土成分复杂、土质软弱（水塘底部为淤泥）。本次现场勘探情况反映，暗浜区域局部在地表下1.44.0m 分布有大量大块混凝土块等建筑垃圾，对本工程基坑围护设计及桩基施工均有一定的不利影响，设计及施工时应引起注意。3.4 有关土质参数根据勘察报告，各土层主要物理力学特性指标见表3-1。表 31 各土层主要物理力学特性
14、指标 层号重度固结快剪(峰值)三轴不固结不排水剪(UU)三轴固结不排水剪(CU)静止土侧压力系数侧向基床反力系数渗透系数室内试验推荐值UUCUCU0khKkN/m3kPakPakPakPaMPacm/scm/scm/s4-118.7 21.5 14.0 55.3 1.0 17.2 18.7 2.2 29.9 0.50 201.0E-64-218.8 19.4 16.1 77.0 0.9 25.6 20.0 5.4 31.5 0.47 305.0E-55-118.7 0.0 29.9 0.38 405.0E-45-218.5 0.0 32.2 0.36 608.0E-4618.5 15.8 19.2 53.1 2.3 17.9 19.5 1.5 31.2 0.50 153.0E-58-119.4 43.8 16.4 122.1 2.2 43.0 20.3
