基于抽水試驗(yàn)判別土層的透水性

2018-09-27 07:26:18陳海軍施發(fā)劍

山西建筑 2018年24期

陳海軍劉廷施發(fā)劍

(中煤科工集團(tuán)南京設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京 210031)

0 引言

隨著大中城市的發(fā)展，城市土地的短缺與人口的增長逐步矛盾，為了解決這一矛盾，越來越多的城市進(jìn)行地下工程的建設(shè)，例如高層建筑的基坑工程，地下停車場建設(shè)工程，地鐵建設(shè)工程等等，與此建設(shè)的同時(shí)，基坑涌突水，道路地面塌陷等等問題就會(huì)出現(xiàn)[1]，因此，判別土層的透水性工作尤為重要，它是確定基坑降水設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

近年來，城市的軌道交通建設(shè)尤其以地鐵建設(shè)甚多，本文就以南京地鐵七號(hào)線莫愁湖站為例，選取莫愁湖站的一口試驗(yàn)井進(jìn)行潛水穩(wěn)定流完整井抽水試驗(yàn)，通過觀測(cè)，記錄，整理資料，通過潛水穩(wěn)定流完整井公式計(jì)算出滲透系數(shù)，再根據(jù)《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》中對(duì)透水性的劃分，得出該土層的透水性類別，從而為基坑降水設(shè)計(jì)方案提供依據(jù)，為安全施工做好鋪墊。

1 工程概況

南京地鐵七號(hào)線莫愁湖站位于南京市建鄴區(qū)莫愁湖公園東側(cè)，與二號(hào)線莫愁湖站通道換乘。擬建車站為地下3層島式，車站外包尺寸長約168.00 m，外包總寬22.10 m。南北兩端均設(shè)有盾構(gòu)始發(fā)井。車站站位處地面標(biāo)高6.39 m～7.37 m，設(shè)計(jì)軌頂標(biāo)高-24.00 m。基底埋深約33.19 m。擬采用明挖法施工，地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐支護(hù)，車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)均入巖隔斷承壓水層。

2 工程地質(zhì)條件

莫愁湖站場地處于長江漫灘區(qū)，地基土分布總體較為穩(wěn)定。覆蓋層淺部為①層填土，厚度2.5 m～6.2 m，松散～稍密狀態(tài)，工程地質(zhì)性質(zhì)差；②-1b2-3層粉質(zhì)粘土、粘土可塑～軟塑狀，一般自上向下漸軟，該層易受人類活動(dòng)影響缺失；②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土流塑狀，高壓縮性，工程地質(zhì)性質(zhì)差，該層場區(qū)分布穩(wěn)定；②-2c2-3層粉土夾粉砂透鏡體狀分布，該層夾粘性土薄層，土質(zhì)不純；②-3b3-4層粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中粉土夾層發(fā)育，水平層理發(fā)育，該層局部缺失；②-3d2-3層粉砂稍密～中密狀，但厚度變化較大，中壓縮性，工程地質(zhì)性質(zhì)一般；②-4d2層粉砂呈中密局部密實(shí)狀態(tài)，中壓縮性，強(qiáng)度較高；②-4b3-4+d層粉質(zhì)粘土夾粉砂普遍分布，但厚度、層頂埋深有一定變化；②-5d1層粉細(xì)砂普遍分布，強(qiáng)度較高，工程地質(zhì)性質(zhì)良好；②-5e層中粗砂混卵礫石普遍分布，該層強(qiáng)度較高，工程地質(zhì)性質(zhì)良好。車站基巖為白堊系浦口組泥巖、砂質(zhì)泥巖，工程地質(zhì)性質(zhì)良好。

3 水文地質(zhì)條件

3.1 地表水

擬建車站南距莫愁湖約12 m，莫愁湖水域面積約0.37 km2，莫愁湖湖底標(biāo)高4.38 m，勘察期間實(shí)測(cè)水面標(biāo)高5.17 m。

3.2 地下水

該場地地下水的類型主要有上部松散層中孔隙潛水、孔隙承壓水和基巖風(fēng)化帶裂隙水三類。場地潛水主要賦存于①層填土、新近沉積粘性土層中。場地承壓水含水層組為②-2c2-3層粉土夾粉砂、②-3d2-3層粉砂與下伏②-4b3-4+d層粉質(zhì)粘土夾粉砂、②-4d2層粉砂、②-5d1層粉細(xì)砂、②-5e層中粗砂混卵礫石層。場地基巖主要為砂質(zhì)泥巖，由于場地基巖埋藏較深，因此基巖裂隙水對(duì)擬建工程實(shí)際影響較小。

4 抽水試驗(yàn)

4.1 抽水試驗(yàn)概況

本次試驗(yàn)在莫愁湖公園內(nèi)布設(shè)1口抽水試驗(yàn)井D7S10W1，本次試驗(yàn)采用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)方法測(cè)試含水層的滲透系數(shù)，試驗(yàn)孔深為62.0 m，濾管長度18.6 m。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，恢復(fù)試驗(yàn)主要采用穩(wěn)定流完整井恢復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)深度范圍是41.20 m～59.80 m的砂土層(②-4d2,②-5d1,②-5e)，恢復(fù)試驗(yàn)水位觀測(cè)方法如下：

1)靜止水位觀測(cè)。

抽水井下入水泵抽水后每間隔0.5 h后測(cè)一次水位，連續(xù)8 h測(cè)得水位變化不超過2 cm作為靜止水位。

2)動(dòng)水位觀測(cè)。

開泵后抽水井中的水位觀測(cè)時(shí)間為：5 min，10 min，15 min，20 min，25 min，30 min各測(cè)一次，以后每隔30 min或60 min測(cè)一次。抽水試驗(yàn)井的水位測(cè)量應(yīng)讀到厘米，水位量測(cè)用電水位計(jì)。

3)抽水水量觀測(cè)。

采用流量表讀數(shù)。流量觀測(cè)次數(shù)與地下水位觀測(cè)同步。在整個(gè)抽水試驗(yàn)的過程中，抽水井的出水量應(yīng)保持常量，在正式抽水之前，進(jìn)行試抽水，同時(shí)選取合適的水泵，以保證抽水井的水位不致被抽干或沒有明顯的水位降，盡量減小流量的變化。

4)恢復(fù)水位觀測(cè)。

停止抽水后，應(yīng)觀測(cè)恢復(fù)水位，觀測(cè)頻率與抽水時(shí)頻率一致，直到穩(wěn)定。

5)抽水試驗(yàn)時(shí)，水位下降的次數(shù)宜為3次，其中最大下降值可接近孔內(nèi)的設(shè)計(jì)動(dòng)水位，其余2次下降值宜分別為最大下降值的1/3和2/3。