某基坑工程水文地質條件分析及評價

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某基坑工程水文地質條件分析及評價

孫迪（福建省建筑設計研究院，福建 福州 350001）

大型基坑施工前，必須對基坑水文地質條件進行深入調查與分析。以福建省某高層建筑的基坑工程為例，采用多種勘察手段調查場地地下水的賦存條件；應用抽水試驗、室內土、巖、水試驗及水質分析，評價了地下水對基坑開挖及基礎結構的影響，提出了相應的處治工程措施，同時為類似工程的水文地質評價提供可借鑒的方法和經驗。

基坑；水文地質條件；腐蝕性；抽水試驗

0　引言

由于地下工程以及高層、超高層建筑的結構穩定和使用功能的要求，基坑開挖深度和面積也隨之不斷增大，對基坑工程安全控制帶來新的挑戰，對于基坑開挖，地下水的控制尤為重要。地下水問題是基坑工程保持安全的關鍵問題之一，基坑工程施工前的地下水的勘察及分析就顯得尤為重要。本文以福建某高層建筑基坑水文地質條件的勘察結果，評價了地下水對基坑工程的影響，并提出了處理措施建議。

1　基坑工程簡介

1.1基坑工程概況

該工程位于福建省周寧縣西北部的新城區，主體工程由17座18～32層商住綜合樓群組成。工程建設分三期進行開發，其中一期工程由7座18～26層高層建筑及1～2層商業裙房組成，設有1層整體大地下室；二期工程為4座18層高層建筑及1層商業裙房組成，三期工程為6座26～32層高層建筑及2層商業裙房組成，設有1層整體大地下室。本場地現有地面標高883.72～889.17m，建筑±0.0標高為889.0m，場地整平標高約888.5m。

1.2水文地質條件

本場地的地下水按埋藏條件及性質可分為土層中的上層滯水、潛水、承壓水及風化巖層孔隙水和裂隙水。

上層滯水初見水位埋深0.00～2.00m，穩定水位埋深為0.17～2.46m，水位標高約882.89～887.67，水位變化幅度約為1～3m。

潛水和承壓水穩定水位埋深為1.30～2.60m，水位標高約881.95～887.04m，水位變化幅度約為1～5m。

基巖孔隙水和裂隙水主要賦存于全～強風化巖及中等風化巖中，其含水特性受裂隙發育情況等因素影響，變化較大，在裂隙發育帶內富水性及透水性較強，其余地段巖層富水性和透水性較差，屬弱透水性地層，水量變化較大。

2　研究技術方法

2.1現場抽水試驗

抽水試驗主要是為了測定擬建場地內對基坑工程施工有影響的含水層的滲透性能及富水性。本次勘察根據含水層性質，采用完整井單孔穩定流抽水試驗法或水位恢復法。

2.2室內巖、土、水試驗

本次勘察對采取的粘性土及部分砂土原狀土試樣，進行了物理、力學性質試驗；對采取的砂、礫、卵石層擾動樣進行室內顆粒分析試驗。試驗方法和要求均按《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）執行。試驗項目主要有：常規物理力學試驗，顆粒分析試驗，巖體的飽和單軸抗壓強度、點荷載強度、密度、吸水率、飽和吸水率等。

另外，對采取的地下水試樣及水位以上土樣進行了室內水質、土質分析試驗，測定場地地下水及土的PH值、水溶硫酸鹽及氯化物等，判定其對混凝土結構、混凝土結構中的鋼筋及鋼結構等的腐蝕性。

3　場地水文地質條件評價

3.1巖土層滲透性評價

本工程一期、三期工程設有1層地下室，對基坑開挖影響較大的主要地下含水層主要有碎卵石、殘積土及風化巖等層中的地下水。本項目采用承壓-無壓含水層單孔完整井穩定流抽水試驗法進行。表1是抽水試驗成果表。

抽水試驗成果表　表1

試驗結果表明：全～強風化巖層的滲透系數較小，實測在0.683～1.817m/d，平均1.196 m/d，總體上屬于為（弱）透水性地層。

碎卵石含水層進行抽水試驗結果見表2。

水位恢復試驗成果表　表2

試驗結果表明：碎卵石層的滲透系數較大，實測在4.61～5.97m/d，平均5.29m/d，總體上屬于為較強透水性地層。一般水位恢復法計算得到的含水層滲透系數較實際會偏小。

結合室內滲透試驗及野外抽水試驗成果，各土層的滲透系數及滲透性評價見表3。

3.2地下水腐蝕性評價

地層滲透性評價結果　表3

本場地地下水處于濕潤區、不凍區，環境類型為Ⅱ類環境，所處的地層為弱透水層（B型）～強透水層（A型），場地中的巖土層①層雜（素）填土為弱透水層（B型），④層中粗砂、⑤層碎卵石、⑤-1層圓角礫為強透水層（A型），根據國標《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）的判別標準進行判別，場地土環境類型為Ⅱ類，A型水。

根據地下水試樣進行水質化學分析結果見表4、表5。

地下水腐蝕性評價表　表4

土對建筑材料腐蝕性評價表　表5

結果表明，本場地下水對混凝土結構具有中腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性，對鋼結構具有弱腐蝕性。

本場地土對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性。

4　結論及建議

根據水文地質條件分析，基坑開挖時，會遇到較大量的地下水。基坑開挖時應根據場地地下水位的埋深情況，采取相應的排降水、止水措施（特別注意淤泥（質土）夾砂、砂層和碎卵石層中的擋土及止水），保證地下水位低于基坑開挖面以下不少于0.5m。在干旱季節，基坑排降水主要可以明排方式為主，在雨季施工時，基坑開挖應結合排水、降水方式進行。降水措施可考慮采用坑內管井井點進行降水，并結合采用集水坑加排水溝等明排方式進行輔助排水，以滿足基坑或基槽干作業開挖的要求。

基坑開挖到設計標高后，宜盡快進行封底及鋪筑墊層工作，嚴禁擾動坑底土層或造成基坑泡水，同時，基坑開挖宜盡量避開雨季。

本工程中相關結構物應按國標《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB50046）中的相關規定，采取相應的防護措施。

TU46+3

B

1007-7359(2016)03-0143-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.052

孫迪（1984-），男，寧夏人，研究生學歷，工程師。