基于項目基坑疏干排水量估算分析

高軍芳

(丹東市水資源管理辦公室，遼寧 丹東 118000)

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基于項目基坑疏干排水量估算分析

高軍芳

(丹東市水資源管理辦公室，遼寧 丹東 118000)

科學合理地確定基坑排水量，是管理部門合理合法征收疏干排水項目的水資源費的依據。文章通過分析項目區域內的水文地質條件，確定地下水類型，利用抽水試驗數據，估算麗都公寓項目基坑排水量。在無法實現計量的情況下，利用試驗井的抽水試驗資料計算水文地質參數，再計算出項目的起步排水量，進而估算項目整個排水期排水量的方法是可行的。

基坑；疏干排水；排水量；估算；探討

根據水資源管理的相關要求，疏干排水項目要按照項目排水量收取水資源費，但由于疏干排水項目一般設計的降水井數量較多，目前要求每一眼降水井都安裝取水計量設施，實現依計量收費還存在一定的難度，因此科學合理的確定基坑排水量，是水資源管理部門合理合法征收疏干排水項目的水資源費的依據[1]。文章以麗都公寓項目為例，對該項目施工期基坑疏干排水量進行估算，為其他項目計算基坑疏干排水量提供參考。

1　項目概況

麗都公寓工程位于丹東市元寶區，交通方便。場地地形較平坦，項目建設規模為2棟19層商業及住宅，下部滿鋪二層地下室，地下室基坑長約為104m，寬約30m，基坑開挖面積3900m2。規劃室內±0.00相當于絕對高程6.10m，地下室筏板底標高為-8.34m，相當于絕對高程-2.24m，現場地絕對高程為5.80m，即地下室基坑實際挖深為8.04m左右。

2　場地工程地質及水文地質概況

2.1地層巖性

場地的地貌單元鴨綠江Ⅰ級階地，場區內巖土層自上而下主要分布為：

1)雜填土：雜色。上部主要由生活垃圾及建筑垃圾組成，下部以黏性土及爐渣為主。成分不均勻。其中硬質物含量約占30%～50%，成分較雜，分布無規律。結構松散～稍密。很濕～飽水。

2)粉質黏土：褐黃、褐灰色。可塑狀態。稍有光澤，干強度、韌性中等，無搖震反應。底部砂質含量略高。下部漸變過渡為淤泥質粉質黏土。

3)淤泥質粉質黏土：深灰色，軟塑狀態，含粉砂、云母及少量腐植質，有腥臭味。稍有光澤，干強度、韌性低，無搖震反應(局部輕微搖震反應)。下部與薄層細砂互層，互層厚度約為5～20mm，具水平層理。

4)圓礫：灰色。磨圓度較好，多呈圓、亞圓狀，局部棱角狀。母巖成分多為強～中風化花崗巖及混合花崗巖等硬質巖石。>2mm粒徑>總質量的60%，骨架顆粒一般粒徑在10～30mm，最大50mm，多數呈非接觸排列。充填物為中、粗砂等，含量不均勻，級配不良。局部中粗砂含量較多。稍密狀態。飽水。

5)強風化變質砂巖：灰～深灰色。變余結構，塊狀構造，節理、裂隙發育，組織結構已大部破壞，礦物成分已顯著變化，部分長石、云母等已風化為黏土礦物。顆粒間的連接強度顯著降低，裂隙面多有鐵質污染，巖石風化成20～50mm的碎塊狀，表層用手可以掰斷，敲擊聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎。浸水后有軟化。屬于軟巖。鉆進速度快，鉆桿跳動不劇烈。密實狀態[2]。

2.2水文地質條件

本場地地下水主要由2部分組成。第1部分為賦存于雜填土層中的上層滯水，主要補給來源為大氣降水及周邊管道泄漏，該部分水量及水位受季節及大氣降水影響較大。水量初始會較大，但由于補給不足，短時間即可疏干。

第2部分是以圓礫層為主要含水層的微承壓水，其主要依靠鴨綠江Ⅰ級階地中的地下水通過潛水補給及北部山區的基巖裂隙水補給。該層為本場區的主要含水層，地下水量較多，水量受季節性變化影響不大，地下水徑流方向主要為由北向南。

根據勘察報告，勘察期間測得場區圓礫層穩定水位為自然地面以下5.4～9.5m，上層滯水穩定水位為1.0m；抽水試驗期間觀測地下水位為自然地面以下6.20m，相當于絕對高程-0.4m[3]。本次計算以此水位作為場地水文地質計算的地下水靜水位。

3　場區地下水類型及計算模型

根據現場施打的試驗井的情況及勘察單位提供的勘察資料，場區上部為填土，填土中含有較多的上層滯水，其主要補給來源為周邊地下管泄漏及大氣降水，此部分地下水在基坑開挖后較短時間內即可疏干。此部分地下水由于水量不大，對水文地質計算影響不大，因此本次計算予以忽略。

填土以下為粉質黏土及淤泥質粉質黏土，透水及含水微弱，可視為不透水層；下部的圓礫層，透水性良好，賦含地下水，是本場區的主要含水層；強風化巖層含水相對較弱，地下水只在局部構造裂隙中賦存，水量不大，因此本次計算亦將此層視為相對隔水層。

根據現場對試驗井的靜水位量測，降水前初始水位為絕對高程約為-0.4m，水位處于淤泥質粉質黏土中，水位高于圓礫含水層層頂標高，因此判定場區地下水類型為承壓水。

綜上，本次水文地質計算模型為單一均質承壓含水層完整井，無側向地表水補給。

4　基坑排水量分析

4.1水文地質參數的確定

4.1.1抽水試驗情況

在基坑的南側施工兩口試驗井(即SJ1和SJ2)，試驗井SJ1抽水，試驗井SJ2觀測，抽水試驗數據見表1所示：

表1　抽水觀測數據統計表

4.1.2滲透系數的確定

采用有2個觀測孔的承壓水完整井計算公式：

K=0.366Q(lg(r1/rw))/[m(Sw-S1)]

(1)

式中：K為滲透系數，m/d；Q為出水量，m3/d；Q=446.4 m3/d；H為含水層厚度，m；H=3.4m；Sw為抽水井水位降深，m；Sw=3.75m；S1為1#觀測井水位降深，m；Sw=1.29m；rw為抽水井半徑，m；rW=0.13m；r1為1#抽水井至觀測井井距，m；r1=9.5m。

經計算，滲透系數K=36.4m/d

4.1.3設計降水井降深

由于本工程為基坑井點降水項目，基坑施工要求水位降深≥筏板以下0.5m，即絕對高程-2.74m。如果采用井點降水，基坑內中部的水位需滿足低于絕對高程-2.74m的要求[4]。

根據降水漏斗曲線，降水井內的水位降深應大于絕對高程-2.74m。為減小井點降水對周邊環境的影響，依照小降深、小流量、小間距布置降水井的原則，設計降水井內水位降深為4.6m，水位標高絕對高程為-5.0m。

4.1.4單井抽水影響半徑的確定

根據現有鉆井揭露的地層分布及井內水位、場區降水要求等客觀情況，設計降水井水位降深按4.6m考慮，含水層厚度按3.4m考慮，依JGJ120—2012《建筑基坑支護技術規程》推薦的公式，計算單井抽水后的最大影響半徑：

R=10SwK1/2

(2)

式中：Sw為井水位降深，m；Sw=4.6m；K為含水層滲透系數，m/d；K=36.4m/d。

經計算，含水層的影響半徑R=277.6m。

4.2基坑疏干排水量估算

4.2.1起步日排水量

根據基坑開槽圖，本項目基坑形狀近似為長方形，降水井布設支護樁后側2m左右，降水井圍成地塊的總面積約為4750m2。

基坑等效半徑：

r0=(A/π)1/2

(3)

式中：r0為基坑等效半徑，m；A為基坑面積，m2。

經計算，基坑的等效半徑r0≈38.9m

基坑涌水量；

Q=(πK(2H0-M)M-h2)/(ln(1+R/r0))

(5)

式中：滲透系數K=36.4m/d；含水層厚度M=3.4m；承壓含水層的初始水頭H0=7.4m；承壓含水層的殘余水頭h=2.8m；影響半徑R=277.6m。

經計算，基坑涌水量Q=2111m3/d。

4.2.2總排水量

根據丹東市對多個基坑排水項目的實際觀測和調查，基坑排水初期一般排水量較大，隨著施工場地地下水水位的下降，日排水量會有一定的折減[5]。該項目排水期為100 d，第1階段為初期排水期，時間約為總排水時間的20%，排水量按起步排水量計算；第2階段為排水中期，時間約為總排水時間的50%，排水量明顯開始折減，平均折減率為第1階段的40%；第3階段為排水后期，時間約為總排水時間的30%，排水量較第2階段又有一定折減，平均折減率為第2階段的30%，按照折減后的排水量計算出日平均排水量為1321.8 m3/d，排水期總排水量為13.22萬m3。

表2　麗都公寓項目基坑總排水量估算表

5　結　論

麗都公寓項目于2014年實施，經實際運行檢驗，實測排水量與估算排水量相差不大。由此可見，基坑排水項目，目前在無法實現計量的情況下，利用試驗井的抽水試驗資料計算水文地質參數，再計算出項目的起步排水量，進而估算項目整個排水期排水量的方法是可行的，在實際水資源管理工作中，可以按照該方法估算項目疏干排水量，收取水資源費。但是文中對項目總排水量的估算，沒有考慮降雨對各階段排水量折減率和排水時間的影響，在實際排水過程中，如遇到大規模降雨或其他影響排水過程的情況，水資源管理部門可對各階段的折減率和排水時間進行合理的調整，進而估算項目排水總量。

[1]住房和城鄉建設部，中國建筑科學研究院.JGJ120—2012建筑基坑支護技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2]匡志舉，李軍鋒.水利工程基坑排水施工技術的應用要點[J].建筑工程技術與設計，2015(23)：47.

[3]張效沛.科技創新導報[J].淺談建筑工程基坑排水技術控制,2013(04)：26-27..

[4]楊清輝,朱肖,董民珍.小議水利工程基坑排水施工技術[J],中國水運：下半月，2013(06)：65-67.

[5]沈樹榮.供水水文地質手冊(第2冊)[M].北京：地質出版社，1977.

Estimation and Analysis of Project Foundation Pit Drainage by Desiccation

GAO Jun-fang

(Dandong Urban Water Resources Management Office，Dandong 118000，China)

To determine scientifically drainage discharge of the foundation pit is the accordance for the management department to collect reasonably and legally the water resource fee of drainage by desiccation project.The paper determined the groundwater type by analyzing the hydrogeological conditions within the project area and used the pumping test data to estimate the project foundation pit drainage discharge of Lidu Apartment.In the case of the measurement cannot be achieved，pumping water test data of test well were used to calculate the hydrogeological parameter and then calculate the starting discharge to estimate the drainage discharge during the whole drainage period，this method is feasible.

foundation pit；drainage by desiccation；drain discharge；estimation；exploration

1007-7596(2016)05-0071-03

2016-03-06

高軍芳(1977-)，女，遼寧丹東人，工程師，從事水資源管理工作。

TV551.41

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