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，地下水的評價和治理越來越重要。規(guī)范中明確規(guī)定：當(dāng)場地水文地質(zhì)條件復(fù)雜，在基坑開挖過程中需要對地下水進(jìn)行治理(降水或隔滲)時，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)行抽水試驗等現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗。 1抽水試驗方法的選擇 抽水試驗的方法有多種，可結(jié)合工程特點、試驗?zāi)康摹λ牡刭|(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多采用單孔或帶12個觀

2、測孔的穩(wěn)定流抽水試驗。抽水試驗的鉆孔直徑宜為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?zāi)康暮偷貙訔l件有關(guān)，對完整井，一般要求鉆孔深度達(dá)到試驗含水層底板以下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。完整井揭穿整個含水層并在整個含水層厚度都能進(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?zāi)康暮鸵蟠_定。 2抽水試驗的步驟及技術(shù)要求 21設(shè)備儀器的準(zhǔn)備 抽水試驗的設(shè)備儀器包括抽水設(shè)備、水位計、流量

3、計、溫度計等。抽水設(shè)備常用的為抽筒、水泵及空壓機(jī)等；水位計常為測鐘、電測水位計及浮子式自動水位儀；流量計可根據(jù)預(yù)計水量及現(xiàn)場條件選用，常用的為三角堰、矩形堰、梯形堰、量簡、流量箱、孔板流量計等；水溫計常用溫度表、帶溫度表的測鐘、水溫儀等。 22成孔 抽水試驗的抽水孔和觀測孔的成孔可與勘察鉆孔相結(jié)合，一般選擇最佳抽水試驗部位的勘察鉆孔作為抽水孔，施工時按抽水試驗要求的孔徑和孔深成孔，并嚴(yán)格控制成孔的垂直度。觀測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、深井泵或空壓機(jī)等)進(jìn)行抽水試驗。觀測孔也應(yīng)進(jìn)行洗孔，宜洗至水位變化反映靈敏。 3試抽水 進(jìn)行正式的抽水試驗前，要進(jìn)行試抽，試抽要穩(wěn)定一定的時間。當(dāng)前后兩次試抽單位涌水量相差不超過lO時，方可進(jìn)入正式的抽水

5、試驗。(1)抽水降深、穩(wěn)定持續(xù)時間和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為了解水量與落程之間的關(guān)系，除正確選擇計算公式和計算參數(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?zāi)康募熬纫蟮却_定。 對于正規(guī)的抽水試驗應(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)計動水位。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。抽水試驗的穩(wěn)定持續(xù)時間是指在某一個降深下，相應(yīng)的流量和動水位趨于穩(wěn)定的延續(xù)時間，巖土工程勘察中抽水試驗的穩(wěn)定持續(xù)時間一般為8-24h。穩(wěn)定是指抽水過程中，觀測的動水位和涌

6、水量歷時曲線不能有逐漸增大和逐漸減小的趨勢。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為在穩(wěn)定時間段內(nèi)，涌水量波動值不超過正常流量的5，抽水孔水位波動值不超過水位降低值的1，觀測孔水位波動值不超過2-3cm。(2)抽水試驗的觀測抽水試驗的觀測除流量和水位觀測外，還包括水溫和氣溫觀測。正式抽水前，應(yīng)進(jìn)行靜止水位觀測；抽水試驗過程中必須進(jìn)行動水位和出水量同時觀測，觀測時間可按2、5、1O、15、2O、3O(min)的間隔進(jìn)行，以后按每隔30min觀測一次；抽水試驗結(jié)束后或因故中途停抽時，應(yīng)立即觀測恢復(fù)水位，一般可按1、2、3468、1O、15、20、25、30(min)的時間間隔進(jìn)行觀測，以后每隔30min觀測一次。水溫、氣溫觀測

7、一般每24h一次，水溫觀測時，溫度計浸入水中的時間不宜少于1015min。 4編寫與整理數(shù)據(jù) 41試驗數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)分析主要是繪制水文地質(zhì)綜合圖表并判斷試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。水文地質(zhì)綜合圖表一般包括：試驗地段平面圖；水位、流量與時間過程曲線圖；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。在選用計算公式時，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編寫抽水試驗報告 抽水試驗報告一般應(yīng)包括抽水試驗?zāi)康?、方法和要求；試驗的成果和結(jié)論等內(nèi)容。

8、可單獨成冊，也可將有關(guān)內(nèi)容納入巖土工程勘察報告中。 44工程實例介紹 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孔?？紫端饕畬訛閳A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。試驗位置確定：第一組：K47(抽水孔)一K46(觀測孔)。第二組：K146(抽水孔)一K147(觀測孔)計算公式：(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)資料驗證：(1)滲透系數(shù)：K=466331969md、(2)單位出水量：q=0359171311(sm)實際開挖驗證：設(shè)

10、計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)驗開挖驗證： (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 抽水試驗需要一定的時問周期，對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，在抽水試驗時機(jī)的選擇上，以對擬建場地的水文地質(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)有全面了解時為宜。最好將巖土工程勘察的施工組織設(shè)計和抽水試驗旌工組織設(shè)計相結(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，試驗地點和層位要有代表性，地質(zhì)條件應(yīng)與計算分析方法一致。抽水試驗中，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)的計算公式非常重要。而充分