巖土勘探抽水方法應(yīng)用

1、巖土勘探抽水方法應(yīng)用 近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和工程技術(shù)的日新月異，高樓大廈及地下工程越來越多。為適應(yīng)地下停車場(chǎng)和地下設(shè)施的需要，深基坑及地下隧道在工程建設(shè)中越來越普遍。隨著深基坑的日益增多，地下水的評(píng)價(jià)和治理越來越重要。規(guī)范中明確規(guī)定：當(dāng)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件復(fù)雜，在基坑開挖過程中需要對(duì)地下水進(jìn)行治理(降水或隔滲)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門的水文地質(zhì)勘察。為了提供較準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù)，往往需要進(jìn)行抽水試驗(yàn)等現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)試驗(yàn)。 1抽水試驗(yàn)方法的選擇 抽水試驗(yàn)的方法有多種，可結(jié)合工程特點(diǎn)、試驗(yàn)?zāi)康?、?duì)水文地質(zhì)參數(shù)的精度要求及工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件等因素合理選擇。巖土工程勘察中的抽水試驗(yàn)多采用單孔或帶12個(gè)觀

2、測(cè)孔的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)。抽水試驗(yàn)的鉆孔直徑宜為DO01M(M為含水層厚度)，或利用適宜半徑的工程地質(zhì)鉆孔。抽水孔深度的確定與試驗(yàn)?zāi)康暮偷貙訔l件有關(guān)，對(duì)完整井，一般要求鉆孔深度達(dá)到試驗(yàn)含水層底板以下3-5m以上。根據(jù)進(jìn)水條件，抽水孔可分為完整井和非完整井。完整井揭穿整個(gè)含水層并在整個(gè)含水層厚度都能進(jìn)水(一般情況下，揭穿含水層厚度達(dá)23以上，并在該厚度含水層上都能進(jìn)水的井亦可視為完整井)：非完整井是未揭穿含水層，或雖揭穿含水層，但僅在部分厚度上能進(jìn)水的井。抽水量和水位降深應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟠_定。 2抽水試驗(yàn)的步驟及技術(shù)要求 21設(shè)備儀器的準(zhǔn)備 抽水試驗(yàn)的設(shè)備儀器包括抽水設(shè)備、水位計(jì)、流量

3、計(jì)、溫度計(jì)等。抽水設(shè)備常用的為抽筒、水泵及空壓機(jī)等；水位計(jì)常為測(cè)鐘、電測(cè)水位計(jì)及浮子式自動(dòng)水位儀；流量計(jì)可根據(jù)預(yù)計(jì)水量及現(xiàn)場(chǎng)條件選用，常用的為三角堰、矩形堰、梯形堰、量簡(jiǎn)、流量箱、孔板流量計(jì)等；水溫計(jì)常用溫度表、帶溫度表的測(cè)鐘、水溫儀等。 22成孔 抽水試驗(yàn)的抽水孔和觀測(cè)孔的成孔可與勘察鉆孔相結(jié)合，一般選擇最佳抽水試驗(yàn)部位的勘察鉆孔作為抽水孔，施工時(shí)按抽水試驗(yàn)要求的孔徑和孔深成孔，并嚴(yán)格控制成孔的垂直度。觀測(cè)孔一般布置在與地下水流向垂直的方向上，其與抽水孔的距離隨含水層厚度、影響半徑及降深而定，一般為12倍含水層厚度。在野外工作中，為方便施工，抽水孑L可采用巖土工程勘察中常用的d150mm鉆頭

4、成孔，鉆至設(shè)計(jì)深度后，下入b146mm套管。清孔后下入用鋼絲網(wǎng)包扎的bl08mm濾管(濾管可僅放置于含水層段，其余段可用普通套管代替)，然后拔出b146mm套管即完成成孔。觀測(cè)孔的成孔方法與抽水孔的成孔方法相同，為減小施工難度，鉆孔及濾管直徑可適當(dāng)減小。 23洗井 在進(jìn)行抽水試驗(yàn)前，應(yīng)進(jìn)行洗井，可采用活塞式洗井，也可采用潛水泵間歇抽水洗井。待水抽清后，將孔內(nèi)沉渣打撈干凈，再放入抽水設(shè)備(抽簡(jiǎn)、深井泵或空壓機(jī)等)進(jìn)行抽水試驗(yàn)。觀測(cè)孔也應(yīng)進(jìn)行洗孔，宜洗至水位變化反映靈敏。 3試抽水 進(jìn)行正式的抽水試驗(yàn)前，要進(jìn)行試抽，試抽要穩(wěn)定一定的時(shí)間。當(dāng)前后兩次試抽單位涌水量相差不超過lO時(shí)，方可進(jìn)入正式的抽水

5、試驗(yàn)。(1)抽水降深、穩(wěn)定持續(xù)時(shí)間和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為了解水量與落程之間的關(guān)系，除正確選擇計(jì)算公式和計(jì)算參數(shù)外，降深的確定也很重要。降深的次數(shù)和每次的降深大小應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、試驗(yàn)?zāi)康募熬纫蟮却_定。 對(duì)于正規(guī)的抽水試驗(yàn)應(yīng)為三次降深，降深可由大到小，也可由小到大，最大的降深宜接近設(shè)計(jì)動(dòng)水位。為了取得OS曲線的正常變化軌跡，三次降深的間距宜盡量均勻分配：sl=s一，s=23S，s，=13S，其中s，、sz、s分別為第1、2、3次的降深。抽水試驗(yàn)的穩(wěn)定持續(xù)時(shí)間是指在某一個(gè)降深下，相應(yīng)的流量和動(dòng)水位趨于穩(wěn)定的延續(xù)時(shí)間，巖土工程勘察中抽水試驗(yàn)的穩(wěn)定持續(xù)時(shí)間一般為8-24h。穩(wěn)定是指抽水過程中，觀測(cè)的動(dòng)水位和涌

6、水量歷時(shí)曲線不能有逐漸增大和逐漸減小的趨勢(shì)。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為在穩(wěn)定時(shí)間段內(nèi)，涌水量波動(dòng)值不超過正常流量的5，抽水孔水位波動(dòng)值不超過水位降低值的1，觀測(cè)孔水位波動(dòng)值不超過2-3cm。(2)抽水試驗(yàn)的觀測(cè)抽水試驗(yàn)的觀測(cè)除流量和水位觀測(cè)外，還包括水溫和氣溫觀測(cè)。正式抽水前，應(yīng)進(jìn)行靜止水位觀測(cè)；抽水試驗(yàn)過程中必須進(jìn)行動(dòng)水位和出水量同時(shí)觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間可按2、5、1O、15、2O、3O(min)的間隔進(jìn)行，以后按每隔30min觀測(cè)一次；抽水試驗(yàn)結(jié)束后或因故中途停抽時(shí)，應(yīng)立即觀測(cè)恢復(fù)水位，一般可按1、2、3468、1O、15、20、25、30(min)的時(shí)間間隔進(jìn)行觀測(cè)，以后每隔30min觀測(cè)一次。水溫、氣溫觀測(cè)

7、一般每24h一次，水溫觀測(cè)時(shí)，溫度計(jì)浸入水中的時(shí)間不宜少于1015min。 4編寫與整理數(shù)據(jù) 41試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析主要是繪制水文地質(zhì)綜合圖表并判斷試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。水文地質(zhì)綜合圖表一般包括：試驗(yàn)地段平面圖；水位、流量與時(shí)間過程曲線圖；Q=f(s)、q=f(s)曲線圖；水位恢復(fù)曲線(過程)圖：抽水孔、觀測(cè)孔結(jié)構(gòu)圖(包括工藝、技術(shù)措施說明)。 42水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算 巖土工程勘察所需的水文地質(zhì)參數(shù)主要為滲透系數(shù)K及影響半徑R。在選用計(jì)算公式時(shí)，應(yīng)充分考慮適用條件，如：地下水水力性質(zhì)、井孔結(jié)構(gòu)等。 43編寫抽水試驗(yàn)報(bào)告 抽水試驗(yàn)報(bào)告一般應(yīng)包括抽水試驗(yàn)?zāi)康?、方法和要求；試?yàn)的成果和結(jié)論等內(nèi)容。

8、可單獨(dú)成冊(cè)，也可將有關(guān)內(nèi)容納入巖土工程勘察報(bào)告中。 44工程實(shí)例介紹 某建筑物所在地屬河流沖積階，擬采用人工挖孔灌注樁。選用圓礫作為樁端持力層時(shí)按樁端進(jìn)入圓礫(含水層)5m考慮，選用中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖作為樁端持力層時(shí)按樁端穿過含水層進(jìn)入中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖2m考慮。以勘察鉆孔作為抽水孔和觀測(cè)孔。孔隙水主要含水層為圓礫。K47、K146含水層頂板埋深1150m、1030m；含水層底板埋深2120m、2010m；含水層厚度970m、980m；靜水位埋深673m、687m。試驗(yàn)位置確定：第一組：K47(抽水孔)一K46(觀測(cè)孔)。第二組：K146(抽水孔)一K147(觀測(cè)孔)計(jì)算公式：(1)小落程：016Ql

9、ln+05lR=10S、，(2)大落程：016QIn一13t+05olK：_二(2HM)Mh】R=2S何計(jì)算結(jié)果：(1)滲透系數(shù)：K=4191929md；(2)影響半徑：R=92242m；(3)單位出水量：=04571048L(sm)；(4)給水度：Ix=01540166(5)大口徑井(d=112m)涌水量：降至含水層頂板以下5m涌水量：Q=5401016m3dQ_豐=6571086m3d降至含水層底板疏干涌水量：Q*=1016-2517m3dQ：16O0393Omd水文地質(zhì)資料驗(yàn)證：(1)滲透系數(shù)：K=466331969md、(2)單位出水量：q=0359171311(sm)實(shí)際開挖驗(yàn)證：設(shè)

10、計(jì)采用圓礫作為樁端持力層，降至含水層頂板以下25m。平水期施工，據(jù)施工服務(wù)了解，涌水量：Q=480960m3d。經(jīng)驗(yàn)開挖驗(yàn)證： (1)滲透系數(shù)：K=550md： (2)影響半徑：R=25400m： (3)單位出水量：=0202L(sm)； (4)給水度：Ix=015035。 5結(jié)束語(yǔ) 抽水試驗(yàn)需要一定的時(shí)問周期，對(duì)勘察工作的安排有一定影響，尤其是利用勘察鉆孔成孔的情況。此外，在抽水試驗(yàn)時(shí)機(jī)的選擇上，以對(duì)擬建場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件(包括含水層頂?shù)?、板埋深，含水層厚度，水位，補(bǔ)給、逕流及排泄條件等)有全面了解時(shí)為宜。最好將巖土工程勘察的施工組織設(shè)計(jì)和抽水試驗(yàn)旌工組織設(shè)計(jì)相結(jié)合，做到合理安排，以達(dá)到節(jié)約費(fèi)用、縮短工期的目的。抽水試驗(yàn)應(yīng)在單一含水層中進(jìn)行，并采取措施避免其他含水層的干擾，試驗(yàn)地點(diǎn)和層位要有代表性，地質(zhì)條件應(yīng)與計(jì)算分析方法一致。抽水試驗(yàn)中，要嚴(yán)格按各工序進(jìn)行，即準(zhǔn)備一成孔一洗井一試抽一正式抽水，只有獲取準(zhǔn)確野外測(cè)試數(shù)據(jù)，才能取得較準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù)。根據(jù)水文地質(zhì)條件、地下水水力性質(zhì)、井孔結(jié)構(gòu)等，選擇相適應(yīng)的計(jì)算公式非常重要。而充分