近海建筑场地抽水试验方法及成果分析

李海燕 吴庆保

(1.陕西省靖边县水政与水资源办公室,陕西靖边 718599;2.辽宁省地质勘查院,辽宁大连 116100)

1 工程区域地质概况

拟建项目位于某滨海场地。场地基坑设计地平标高为-17.90米(主楼区筏板厚度约6米,裙楼及地下车库筏板约2.0米),根据现有场地标高3.17～10.55米,基坑开挖深度27.0～34.0米,属深基坑开挖。其中：北区场地内西侧拟规划建设甲级写字楼、顶级商区、白金五星级酒店和高端海景公寓,主体建筑高度约200米;东侧为商业区。

图1

拟建场地地下水有两种形式：一是赋存于场地第四纪土层中的孔隙水,属于潜水,主要由海水和大气降水补给,主要含水层为素填土、碎石。二是赋存于基岩裂隙中的基岩裂隙水,多存在于中风化板岩、中风化辉绿岩裂隙及两种岩石交汇处。

2 抽水试验钻孔布设

根据相关要求及规定,在勘察场地范围内布设7个抽水试验钻孔,抽水试验钻孔为做基岩载荷试验周边的降井及钻探钻孔。抽水试验钻孔类型为：A型抽水试验孔3个;B型抽水试验孔3个,混合抽水试验1个。

3 实验成果分析

按单孔潜水完整井公式计算：

K--渗透系数(m/d)

R—影响半径(m)

H—初始稳定水位至过滤器底部的含水层深度(m)

h—抽水后稳定水位至过滤器底部的含水层深度(m)

Q—涌水量m3/d

Sw—降深m

rw—钻孔半径m

然后根据试算法计算出R、k值(A、B型均有3组、混合抽水试验1组)。

由于考虑到场地内水位变化收到海潮变化影响,试验记录时,A型抽水试验及混合抽水试验将稳定水位时间调整为1小时,且在1小时内水位降深变化在5 cm范围内即视为稳定。试验后稳定回水时间也只记录2小时的回水深度,以减小潮位变化对试验结果的影响。B型抽水受海潮位影响相对较小,按常规的做法抽水。

4 试验方法及试验结果

4.1 A型抽水试验孔试验方法

(1)管井施工：抽水井施工钻探对第四系松散地层采用冲击或无水干钻取芯方法钻进;基岩采用回转钻进方法。钻孔最初下217mm套管护壁,钻探至强风化岩面以下3.0m(约18m左右),接着下直径为146mm筛管(包滤网),筛管自稳定水面下至强风化岩面,保证不漏水。217 m m与146 m m套管之间下5～20 m m碎石滤料,防止堵塞滤网及筛管,然后抽出217 m m套管,保证筛管与周边水环境自然接触。

表1 抽水试验的结果统计表

(2)洗井：洗井采用空压机与水泵联合洗井,空压机为9m3,洗井水泵为10m3/h,洗井时间为1天。

(3)抽水试验：抽水采用50m3/d水泵,扬程50m,涌水量以提桶法统计,水位测量用万用表量测。

4.2 B型抽水试验孔试验方法

管井施工：抽水井施工钻探对第四系松散地层采用冲击或无水干钻取芯方法钻进;基岩采用回转钻进方法。钻孔最初下217mm套管护壁,钻探至基础底面以下10.0m(约40.0m左右),接着下直径为146mm套管与筛管(包滤网),筛管自强风化岩面下至钻孔底部,强风化岩以上下实管。217mm与146mm套管之间用粘土封闭,防止渗水;217mm与146mm筛管之间下5～20mm碎石滤料,防止堵塞滤网及筛管,然后抽出217 mm套管,保证筛管与周边水环境自然接触。

A、B型抽水试验孔试验详细操作见图1所示。

4.3 混合抽水试验孔试验方法

(1)管井施工：抽水井施工钻探对第四系松散地层采用冲击或无水干钻取芯方法钻进;基岩采用回转钻进方法,钻孔最初下217mm套管护壁,成孔井径直径为146mm,为筛管包滤网,217mm与146mm套管之间下5～20mm碎石滤料。

(2)数据统计：

按单孔潜水完整井公式计算：

5 实验成果分析

综合以上抽水试验结果,场地内7个抽水试验的结果统计如表1。

实验结果表明：场地内地下水水量很大,上层的潜水因与海水相连,渗透性较高,补给力强;场地内的基岩裂隙水量也较大,且因区域内基岩裂隙的发育程度变高及随着深度加深(水头影响),裂隙水有明显的增加趋势。

因此,场地内的各土层渗透性为：A型抽水试验反映的上层土(包括：素填土、淤泥质粉质粘土、碎石、全风化板岩及全风化辉绿岩),综合渗透系数为：R=9.7m;k=8.5m/d;B型抽水试验反映的下层土(包括：强风化岩石、中风化岩石、微风化岩石),综合渗透系数为：R=20.9m;k=0.88m/d：混合抽水反映的场地内土层总的渗透系数为：R=11.6 m;k=2.67m/d。

[1] 中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范GB(GB50007-2002).2002-02-20发布2002-04-01实施[M].中国建筑工业出版社,2002.

[2] 《工程地质手册》编委会.工程地质手册-第4版[M].中国建筑工业出版社,2007.

[3] 中华人民共和国建设部.《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版).2002-01-10发布2002-03-01实施[M].中国建筑工业出版社,2002.

[4] 中华人民共和国水利部.《土工试验方法标准》(GB/T50123 -1999)(2007版).1996-06-10发布1999-10-01实施[M].中国建筑工业出版社,2002.

[5] 中华人民共和国住房和城乡建设部.《建筑地基基础技术规范》(DB21/T907—2015).2011-07-26发布2012-08-01实施[M].中国建筑工业出版社,2012.