近海建筑場地抽水試驗方法及成果分析

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.遼寧省地質勘查院,遼寧大連 116100)

1 工程區域地質概況

擬建項目位于某濱海場地。場地基坑設計地平標高為-17.90米(主樓區筏板厚度約6米,裙樓及地下車庫筏板約2.0米),根據現有場地標高3.17～10.55米,基坑開挖深度27.0～34.0米,屬深基坑開挖。其中：北區場地內西側擬規劃建設甲級寫字樓、頂級商區、白金五星級酒店和高端海景公寓,主體建筑高度約200米;東側為商業區。

圖1

擬建場地地下水有兩種形式：一是賦存于場地第四紀土層中的孔隙水,屬于潛水,主要由海水和大氣降水補給,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,多存在于中風化板巖、中風化輝綠巖裂隙及兩種巖石交匯處。

2 抽水試驗鉆孔布設

根據相關要求及規定,在勘察場地范圍內布設7個抽水試驗鉆孔,抽水試驗鉆孔為做基巖載荷試驗周邊的降井及鉆探鉆孔。抽水試驗鉆孔類型為：A型抽水試驗孔3個;B型抽水試驗孔3個,混合抽水試驗1個。

3 實驗成果分析

按單孔潛水完整井公式計算：

K--滲透系數(m/d)

R—影響半徑(m)

H—初始穩定水位至過濾器底部的含水層深度(m)

h—抽水后穩定水位至過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

然后根據試算法計算出R、k值(A、B型均有3組、混合抽水試驗1組)。

由于考慮到場地內水位變化收到海潮變化影響,試驗記錄時,A型抽水試驗及混合抽水試驗將穩定水位時間調整為1小時,且在1小時內水位降深變化在5 cm范圍內即視為穩定。試驗后穩定回水時間也只記錄2小時的回水深度,以減小潮位變化對試驗結果的影響。B型抽水受海潮位影響相對較小,按常規的做法抽水。

4 試驗方法及試驗結果

4.1 A型抽水試驗孔試驗方法

(1)管井施工：抽水井施工鉆探對第四系松散地層采用沖擊或無水干鉆取芯方法鉆進;基巖采用回轉鉆進方法。鉆孔最初下217mm套管護壁,鉆探至強風化巖面以下3.0m(約18m左右),接著下直徑為146mm篩管(包濾網),篩管自穩定水面下至強風化巖面,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,防止堵塞濾網及篩管,然后抽出217 m m套管,保證篩管與周邊水環境自然接觸。

表1 抽水試驗的結果統計表

(2)洗井：洗井采用空壓機與水泵聯合洗井,空壓機為9m3,洗井水泵為10m3/h,洗井時間為1天。

(3)抽水試驗：抽水采用50m3/d水泵,揚程50m,涌水量以提桶法統計,水位測量用萬用表量測。

4.2 B型抽水試驗孔試驗方法

管井施工：抽水井施工鉆探對第四系松散地層采用沖擊或無水干鉆取芯方法鉆進;基巖采用回轉鉆進方法。鉆孔最初下217mm套管護壁,鉆探至基礎底面以下10.0m(約40.0m左右),接著下直徑為146mm套管與篩管(包濾網),篩管自強風化巖面下至鉆孔底部,強風化巖以上下實管。217mm與146mm套管之間用粘土封閉,防止滲水;217mm與146mm篩管之間下5～20mm碎石濾料,防止堵塞濾網及篩管,然后抽出217 mm套管,保證篩管與周邊水環境自然接觸。

A、B型抽水試驗孔試驗詳細操作見圖1所示。

4.3 混合抽水試驗孔試驗方法

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

(2)數據統計：

按單孔潛水完整井公式計算：

5 實驗成果分析

綜合以上抽水試驗結果,場地內7個抽水試驗的結果統計如表1。

實驗結果表明：場地內地下水水量很大,上層的潛水因與海水相連,滲透性較高,補給力強;場地內的基巖裂隙水量也較大,且因區域內基巖裂隙的發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。

因此,場地內的各土層滲透性為：A型抽水試驗反映的上層土(包括：素填土、淤泥質粉質粘土、碎石、全風化板巖及全風化輝綠巖),綜合滲透系數為：R=9.7m;k=8.5m/d;B型抽水試驗反映的下層土(包括：強風化巖石、中風化巖石、微風化巖石),綜合滲透系數為：R=20.9m;k=0.88m/d：混合抽水反映的場地內土層總的滲透系數為：R=11.6 m;k=2.67m/d。

[1] 中華人民共和國建設部.建筑地基基礎設計規范GB(GB50007-2002).2002-02-20發布2002-04-01實施[M].中國建筑工業出版社,2002.

[2] 《工程地質手冊》編委會.工程地質手冊-第4版[M].中國建筑工業出版社,2007.

[3] 中華人民共和國建設部.《巖土工程勘察規范》(GB50021—2001)(2009年版).2002-01-10發布2002-03-01實施[M].中國建筑工業出版社,2002.

[4] 中華人民共和國水利部.《土工試驗方法標準》(GB/T50123 -1999)(2007版).1996-06-10發布1999-10-01實施[M].中國建筑工業出版社,2002.

[5] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.《建筑地基基礎技術規范》(DB21/T907—2015).2011-07-26發布2012-08-01實施[M].中國建筑工業出版社,2012.