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试析岩土工程勘察多孔抽水试验与基坑涌水量的

发布时间:2015-07-21 09:16

  我国经济的发展推动城市化建设的速度,城市的高楼大厦如石林般拔地而起,建筑物越来越多、形态各异、密集分布。北京作为我国首都,城市化速度,犹如一跃而起的高大建筑物,在其密集的堆积下,建筑工程的各项技术成为工程质量的考验。北京外环的某大型地下停车场是在岩土层下进行的特殊工程,对地下的勘察是确保此工程高效、有质完成的首要步骤。在确保工程质量的同时,勘察工作的开展必须降低成本、节约花费和提高竞争能力,采用多孔抽水试验,了解岩土层的水文特征和地质参数,为基坑涌水量和支护设计做出有效的检测和提供科学依据。
  1.岩土工程概况
  此岩土工程建筑位于北京四环与五环镶嵌的岩土层密布处,为开发商业中心的需要,在面积为10万m2的圆形商圈下建立地下两层结构的大型停车场。地下两层,深度10m,在勘察过程中必须提供拟建地下场地地下水的有关参数,为在开挖前提供基坑设计与涌水量的预测依据。
  2.地下岩土层场地水文地质条件
  所建场地岩土层处于洪流冲击阶级地貌区,在钻探后,场地结构层主要有:洪流残积石灰岩层、开群震旦混合砂岩岩、燕山厚质页岩层、侵入岩层、变质岩层。正值施工场地中心有一条走向为东北向的断裂破碎带经过,西部主要以混合岩为主,东南部以花岗岩为主。详情见图1。
  从图1可以看出,场地地下水主要以洪流冲击下的松散岩沙为主,由弱到强的岩层断裂中,在场地近中北部处的断层接触带中,其含水量丰富,且贯通性较好,可进行多孔抽水试验。 
  2.1多孔抽水试验
  2.1.1钻井
  为节约成本、缩短工期、提前竣工,将已开始动工且分布在此南方向触岩带的勘察孔进行增加孔数作业。首先,在孔的上部采用350毫米的钻头钻到中心部位,抵达岩层处的深度≥3m,再用156mm的滤水器管头用尼龙布呈网层包住,在岩层的0.50m处,以碎石滤料,其次用活塞到两冲洗至水质清澈、岩渣打捞干净。最后,将深井抽水泵置于井底上方3.50 m处进行抽水试验。
  2.1.2抽水试验作业
  本次抽水试验以地下含水层作为施工对象,混合多种项目进行试验检测,抽水试验成果详情见表1,配验孔位置详情见表2。
  2.1.3水文地质参数计算
  根据抽水试验得到的数据和检测结果,进行相关的计算,得到施工依据。
  岩土地含水层地下水渗透系数,可根据以下公式进行深入剖析:
  K=0.366Q/M(S2-S1)×(r/d)式中,Q为抽水孔涌水量,M为抽水孔与观察孔距离,S2为观察孔的水位降深,S2为抽水孔水位降深,r为抽水孔半径,d为抽水孔灌量。将表1的数据代入公式,可得出K(渗透系数)为3.25,当抽水孔深降至岩土层桩基9.85米时,最佳基坑涌水量为4005m3/d。
  3.基坑用水量预测
  3.1涌水量预测
  由于北京此岩土层地下室建筑场地呈圆形,必须采用较为稳定的方式进行水流量曲折的基坑涌水量的预测,简化钻井结构施工,根据场地面积等效为圆面积来引用基坑的半径,其基坑涌水量可以用以下方式进行估算:
  Q=1.89K×,Q为基坑涌水量,以控制最佳涌水量的范围,进行上述所测数据的代入计算,得出基坑降水半径引用值为30.77米时,能够有效孔之基坑涌水量,在岩层中快速进入丰水区以最大限度的控制水量。
  3.2基坑降水井的设置
  根据上述基坑涌水量的预测,在涌水量的初级阶段,其量可达4005m3/d,若每一个井口的出水量为130m3/d来计算,则需要35口井才能控释好该基坑的地下水涌出量,且井距≤9米。涌水井的成井工艺与抽水孔试验类似,在岩土层接触含水量丰富的地段,使之快速有效的设置成井成功作业。
  3.3涌水量预测后的效果
  经过多次的抽水反复试验和对基坑涌水量的测算,抽水工程在10~15d后,阻止岩土层周边的丰富地下水涌入基坑内,降低地下水的浪费程度,并且基坑内的积水有明显的减少,在基坑的边坡水量段,仅有少量的渗透和,只需正常开挖时注意安装防土层即可避免坍塌,在降水时,基坑桩水坑的涌水量<0.05L即可确保基坑内基本无水,使工程顺利进行。
  4.结论   本文由wWW. 提供,第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及发表论文服务,欢迎光临
  本岩土工程的抽水试验由于施工场地无放坡,且地下水质层结构复杂,因此,在做基坑的支护时,应采用桩锚固定一体的作业方式,进行内支撑支护。在进行抽水孔试验时,要经过严密的计算,依据程序把握好作业的步骤,即钻孔-扩孔-置入花管-回填滤料-洗井捞渣-清理水质至清,只有遵循这样的步骤,才能准确获取到标准、精确的水文特征和地下参数。
  基坑涌水量要依照土质结构层和其特点,书写岩土层物理力学可行性研究报告,做具体的水质分析和处理,遵循建筑场地地貌景观特点,严格控制基坑涌水量。
  综上所述,岩土层的多孔抽水试验是进行地下作业的不可缺少的一项程序,提供精确的水文地质参数,是基坑涌水量控制的关键,在勘察工作中,必须严格把控,才能为工程的顺利进行保驾护航。近年来,我国岩土工程基坑涌水量的预测,已成为建筑界的一大施工热点,在基坑作业中,抽水试验对确定地下水文地质参数具有重要意义。对于岩土层施工建筑人员来说,尽量采用多孔抽水试验,以保证工程质量,维护社会安全,为我国经济的腾飞做出巨大贡献。
  张秀铭.岩土工程勘察多孔抽水试验与基坑涌水量预测.西部探矿工程,2013,19(10):49-51.
  王翠英.武汉市深基坑降水引起周边地面沉降的研究.中国地质大学,2005,35:20-21.

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