上海某廣場基坑抽水試驗(yàn)分析

崔春雷

(上海海疆工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，上海 200434)

1 工程概況

擬建工程位于上海市虹口區(qū)大連路、周家嘴路、飛虹路所夾地塊，工程由1幢11層～16層主樓和6層裙房、2層裙房及1層地下車庫組成，總建筑面積約55 096 m2，基坑面積約7 500 m2，開挖深度9.95 m，局部電梯井開挖深度達(dá)13.5 m，因基坑開挖可能受到第⑤2層灰色砂質(zhì)粉土層微承壓水的影響，為了了解第⑤2層微承壓水的具體水文地質(zhì)參數(shù)，需進(jìn)行抽水試驗(yàn)。

2 抽水試驗(yàn)布置

根據(jù)擬建工程場區(qū)的水文地質(zhì)條件，此次設(shè)計(jì)采用單井穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，試驗(yàn)井布置為:在基坑內(nèi)第⑤2層中布置了1口抽水管井，4口觀測(cè)井，C1井深為:27 m左右(濾水管5.0 m)，觀測(cè)井G1，G2，G3，G4在抽水井兩個(gè)垂直方向布置，距離抽水井分別為11.63 m，2.75 m，2.28 m，5.70 m，井深均為25 m(濾水管3 m)。

此次抽水試驗(yàn)的主要目的是為查明該場區(qū)⑤2灰色砂質(zhì)粉土含水層水文地質(zhì)條件提供準(zhǔn)確的水文地質(zhì)計(jì)算參數(shù)，為后續(xù)基坑施工開挖提供科學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù)。本次抽水試驗(yàn)包括以下幾個(gè)方面:

1)通過抽水試驗(yàn)前靜止水位的觀測(cè)及抽水后恢復(fù)水位的觀測(cè)，確定場地第⑤2層微承壓水的承壓水頭埋深;2)確定單井出水量，計(jì)算第⑤2層微承壓水的滲透系數(shù)k;3)通過抽水試驗(yàn)，確定場地不同降深下的影響半徑R;4)通過恢復(fù)水位的觀測(cè)，了解第⑤2層微承壓水的恢復(fù)特征。

3 抽水試驗(yàn)成果與分析評(píng)價(jià)

3.1 靜止水頭水位觀測(cè)

試驗(yàn)抽水和正式抽水前，同步觀測(cè)抽水孔和觀測(cè)孔的靜止水位，本次取靜止水頭水位為+0.28 m。

3.2 注水試驗(yàn)確定滲透系數(shù)

此次鉆孔內(nèi)注水試驗(yàn)采用鉆孔降水頭注水試驗(yàn)，在靜水位觀測(cè)后，利用C1井進(jìn)行了一次注水試驗(yàn)，由此計(jì)算第⑤2層微承壓水滲透系數(shù):k=8.79 ×10－4cm/s=0.76 m/d。

3.3 抽水試驗(yàn)確定滲透系數(shù)

1)利用抽水初期資料按非穩(wěn)定流計(jì)算。

此次計(jì)算采用了s—lgt直線圖解法、s—lgr直線圖解法和Thiem公式分別進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表1～表3。

表1 s—lgt直線圖解法計(jì)算結(jié)果

表2 s—lgr直線圖解法計(jì)算結(jié)果

表3 Thiem公式計(jì)算結(jié)果

2)利用抽水穩(wěn)定后資料計(jì)算。

該階段主要采用了以下3種方法分別進(jìn)行計(jì)算:按穩(wěn)定流三個(gè)降深相應(yīng)的流量計(jì)算、利用承壓水非完整井公式計(jì)算和利用裘布依穩(wěn)壓井流公式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表4～表6。

3)利用抽水停泵后水位恢復(fù)資料計(jì)算。

由于恢復(fù)水位的過程排除了抽水過程中一些干擾因素的影響，因此參數(shù)計(jì)算結(jié)果相對(duì)比較可靠，此次計(jì)算主要采用了s—lgt法和法，計(jì)算結(jié)果見表7。

表4 按穩(wěn)定流三個(gè)降深相應(yīng)的流量計(jì)算結(jié)果

表5 承壓水非完整井公式計(jì)算結(jié)果

表6 裘布依穩(wěn)壓井流公式計(jì)算結(jié)果

表7 利用抽水停泵后水位恢復(fù)資料計(jì)算結(jié)果

3.4 第⑤2層微承壓水單孔抽水影響半徑的確定

1)利用以下公式計(jì)算(用兩個(gè)觀測(cè)井資料):

其中，S1，S2均為s—lgr曲線上任意兩點(diǎn)的水位下降值;r1，r2均為兩個(gè)觀測(cè)孔距主井的距離。

根據(jù)式(1)計(jì)算得，第一降深(S=2.16 m):R=32.0 m;第二降深(S=4.24 m):R=46.0 m;第三降深(S=4.89 m):R=50.0 m。

2)利用裘布依穩(wěn)定承壓井流水頭線方程。

應(yīng)用G1，G4孔的實(shí)測(cè)資料，求得影響半徑在20.0 m～42.0 m之間，具體計(jì)算見表8。

表8 利用裘布依穩(wěn)定承壓井流水頭線方程計(jì)算結(jié)果

3.5 第⑤2層微承壓水單孔抽水水位恢復(fù)特征

通過水位恢復(fù)觀測(cè)資料的水位恢復(fù)70%需360 min，水位恢復(fù)90%需2 700 min，水位恢復(fù)迅速。因此，抽水減壓過程中不能停電，需考慮雙電源系統(tǒng)，以預(yù)備突然停電。

4 參數(shù)的選取

4.1 滲透系數(shù)

本次采用多種方法計(jì)算滲透系數(shù)值，最大值21.5×10－4cm/s，最小值6.37 ×10－4cm/s，平均值11.0 ×10－4cm/s，此次設(shè)計(jì)建議取平均值，滲透系數(shù)計(jì)算成果匯總見表9。

表9 滲透系數(shù)成果資料匯總表

4.2 抽水影響半徑

本次采用兩種方法計(jì)算影響半徑，最大值50 m，最小值20 m，建議本工程抽水井降深2 m～6 m以內(nèi)按R=30 m～45 m計(jì)算，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表10。

表10 抽水影響半徑成果資料匯總表

5 結(jié)語

本文針對(duì)具體工程實(shí)例進(jìn)行抽水試驗(yàn)分析，設(shè)計(jì)了合理的抽水試驗(yàn)方案，采用多種途徑和方法計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)，得出的結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映出擬建場地基坑的水文地質(zhì)條件，抽水試驗(yàn)結(jié)果能夠?yàn)閷淼幕咏邓峁┮罁?jù)，對(duì)類似工程也有一定的借鑒意義。

［1］工程地質(zhì)手冊(cè)編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)［M］.第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［2］GB 50021-2009，巖土工程勘察規(guī)范［S］.

［3］DGJ 08-37-2012，巖土工程勘察規(guī)范［S］.

［4］吳林高.工程降水設(shè)計(jì)施工與基坑滲流理論［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［5］沈 馳，張英英.上海11號(hào)線御橋路站抽水試驗(yàn)及方案設(shè)計(jì)［J］.山西建筑，2011，37(31):68-69.

［6］王首智.某高速公路工程地質(zhì)勘察抽水試驗(yàn)探討［J］.山西建筑，2010，36(37):265-266.