近海建筑場(chǎng)地抽水試驗(yàn)方法及成果分析

李海燕 吳慶保

(1.陜西省靖邊縣水政與水資源辦公室,陜西靖邊 718599;2.遼寧省地質(zhì)勘查院,遼寧大連 116100)

1 工程區(qū)域地質(zhì)概況

擬建項(xiàng)目位于某濱海場(chǎng)地。場(chǎng)地基坑設(shè)計(jì)地平標(biāo)高為-17.90米(主樓區(qū)筏板厚度約6米,裙樓及地下車庫(kù)筏板約2.0米),根據(jù)現(xiàn)有場(chǎng)地標(biāo)高3.17～10.55米,基坑開挖深度27.0～34.0米,屬深基坑開挖。其中：北區(qū)場(chǎng)地內(nèi)西側(cè)擬規(guī)劃建設(shè)甲級(jí)寫字樓、頂級(jí)商區(qū)、白金五星級(jí)酒店和高端海景公寓,主體建筑高度約200米;東側(cè)為商業(yè)區(qū)。

圖1

擬建場(chǎng)地地下水有兩種形式：一是賦存于場(chǎng)地第四紀(jì)土層中的孔隙水,屬于潛水,主要由海水和大氣降水補(bǔ)給,主要含水層為素填土、碎石。二是賦存于基巖裂隙中的基巖裂隙水,多存在于中風(fēng)化板巖、中風(fēng)化輝綠巖裂隙及兩種巖石交匯處。

2 抽水試驗(yàn)鉆孔布設(shè)

根據(jù)相關(guān)要求及規(guī)定,在勘察場(chǎng)地范圍內(nèi)布設(shè)7個(gè)抽水試驗(yàn)鉆孔,抽水試驗(yàn)鉆孔為做基巖載荷試驗(yàn)周邊的降井及鉆探鉆孔。抽水試驗(yàn)鉆孔類型為：A型抽水試驗(yàn)孔3個(gè);B型抽水試驗(yàn)孔3個(gè),混合抽水試驗(yàn)1個(gè)。

3 實(shí)驗(yàn)成果分析

按單孔潛水完整井公式計(jì)算：

K--滲透系數(shù)(m/d)

R—影響半徑(m)

H—初始穩(wěn)定水位至過(guò)濾器底部的含水層深度(m)

h—抽水后穩(wěn)定水位至過(guò)濾器底部的含水層深度(m)

Q—涌水量m3/d

Sw—降深m

rw—鉆孔半徑m

然后根據(jù)試算法計(jì)算出R、k值(A、B型均有3組、混合抽水試驗(yàn)1組)。

由于考慮到場(chǎng)地內(nèi)水位變化收到海潮變化影響,試驗(yàn)記錄時(shí),A型抽水試驗(yàn)及混合抽水試驗(yàn)將穩(wěn)定水位時(shí)間調(diào)整為1小時(shí),且在1小時(shí)內(nèi)水位降深變化在5 cm范圍內(nèi)即視為穩(wěn)定。試驗(yàn)后穩(wěn)定回水時(shí)間也只記錄2小時(shí)的回水深度,以減小潮位變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。B型抽水受海潮位影響相對(duì)較小,按常規(guī)的做法抽水。

4 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)結(jié)果

4.1 A型抽水試驗(yàn)孔試驗(yàn)方法

(1)管井施工：抽水井施工鉆探對(duì)第四系松散地層采用沖擊或無(wú)水干鉆取芯方法鉆進(jìn);基巖采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。鉆孔最初下217mm套管護(hù)壁,鉆探至強(qiáng)風(fēng)化巖面以下3.0m(約18m左右),接著下直徑為146mm篩管(包濾網(wǎng)),篩管自穩(wěn)定水面下至強(qiáng)風(fēng)化巖面,保證不漏水。217 m m與146 m m套管之間下5～20 m m碎石濾料,防止堵塞濾網(wǎng)及篩管,然后抽出217 m m套管,保證篩管與周邊水環(huán)境自然接觸。

表1 抽水試驗(yàn)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

(2)洗井：洗井采用空壓機(jī)與水泵聯(lián)合洗井,空壓機(jī)為9m3,洗井水泵為10m3/h,洗井時(shí)間為1天。

(3)抽水試驗(yàn)：抽水采用50m3/d水泵,揚(yáng)程50m,涌水量以提桶法統(tǒng)計(jì),水位測(cè)量用萬(wàn)用表量測(cè)。

4.2 B型抽水試驗(yàn)孔試驗(yàn)方法

管井施工：抽水井施工鉆探對(duì)第四系松散地層采用沖擊或無(wú)水干鉆取芯方法鉆進(jìn);基巖采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。鉆孔最初下217mm套管護(hù)壁,鉆探至基礎(chǔ)底面以下10.0m(約40.0m左右),接著下直徑為146mm套管與篩管(包濾網(wǎng)),篩管自強(qiáng)風(fēng)化巖面下至鉆孔底部,強(qiáng)風(fēng)化巖以上下實(shí)管。217mm與146mm套管之間用粘土封閉,防止?jié)B水;217mm與146mm篩管之間下5～20mm碎石濾料,防止堵塞濾網(wǎng)及篩管,然后抽出217 mm套管,保證篩管與周邊水環(huán)境自然接觸。

A、B型抽水試驗(yàn)孔試驗(yàn)詳細(xì)操作見圖1所示。

4.3 混合抽水試驗(yàn)孔試驗(yàn)方法

(1)管井施工：抽水井施工鉆探對(duì)第四系松散地層采用沖擊或無(wú)水干鉆取芯方法鉆進(jìn);基巖采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法,鉆孔最初下217mm套管護(hù)壁,成孔井徑直徑為146mm,為篩管包濾網(wǎng),217mm與146mm套管之間下5～20mm碎石濾料。

(2)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：

按單孔潛水完整井公式計(jì)算：

5 實(shí)驗(yàn)成果分析

綜合以上抽水試驗(yàn)結(jié)果,場(chǎng)地內(nèi)7個(gè)抽水試驗(yàn)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表1。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：場(chǎng)地內(nèi)地下水水量很大,上層的潛水因與海水相連,滲透性較高,補(bǔ)給力強(qiáng);場(chǎng)地內(nèi)的基巖裂隙水量也較大,且因區(qū)域內(nèi)基巖裂隙的發(fā)育程度變高及隨著深度加深(水頭影響),裂隙水有明顯的增加趨勢(shì)。

因此,場(chǎng)地內(nèi)的各土層滲透性為：A型抽水試驗(yàn)反映的上層土(包括：素填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、碎石、全風(fēng)化板巖及全風(fēng)化輝綠巖),綜合滲透系數(shù)為：R=9.7m;k=8.5m/d;B型抽水試驗(yàn)反映的下層土(包括：強(qiáng)風(fēng)化巖石、中風(fēng)化巖石、微風(fēng)化巖石),綜合滲透系數(shù)為：R=20.9m;k=0.88m/d：混合抽水反映的場(chǎng)地內(nèi)土層總的滲透系數(shù)為：R=11.6 m;k=2.67m/d。

[1] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB(GB50007-2002).2002-02-20發(fā)布2002-04-01實(shí)施[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

[2] 《工程地質(zhì)手冊(cè)》編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)-第4版[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

[3] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)(2009年版).2002-01-10發(fā)布2002-03-01實(shí)施[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

[4] 中華人民共和國(guó)水利部.《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123 -1999)(2007版).1996-06-10發(fā)布1999-10-01實(shí)施[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

[5] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》(DB21/T907—2015).2011-07-26發(fā)布2012-08-01實(shí)施[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012.