基坑工程中水文地質勘察設計分析

陳勇

（福建省閩東工程勘察院，福建 寧德 352100）

0 引言

近年來隨著我國經濟建設的快速發展，城市基礎建設越來越多，而隨著城市建設發展對地下空間提出了更高的要求，對于基坑工程建設水文地質勘察尤為重要，水文地質環境條件是基坑工程建設中需要考慮的重點內容，地表河流水系分布情況、地下水位高低、土壤含水率等水文地質因素都會對基坑工程的建設效果產生影響。在基坑工程建設前，要求能夠通過對工程建設范圍內的水文地質條件進行勘察分析后，明確基坑工程現場的水文地質參數，進而將其作為對基坑工程進行規劃設計和建設的主要參考依據，從而保障基坑工程的建設質量效果及安全施工。

考慮基坑工程的實際建設要求，由于降水不到位導致的地下水位上升、基坑積水、沉降等風險，都會對基坑工程的建設質量產生影響。為提升基坑工程的建設質量效果，要求能夠在工程前期的水文地質勘察作業中，基于合理的設計方法，保證水文地質的勘察作業結果符合基坑工程現場的實際情況，從而讓相應的勘察結果為基坑工程的建設發展提供更為科學準確的參考[4]。為驗證水文地質勘察工作在基坑工程建設中的作用，本文結合實際的基坑工程案例，探討水文地質勘察工作的具體內容和應用情況進行分析。

1 工程概況

寧德市融媒文化交流中心建設項目位于蕉城區東僑開發區，毗鄰寧德市閩東東路，交通便利。擬建建筑由15 層辦公塔樓和4 層商業裙樓組成，設兩層地下室，總用地13629m2，建筑用地面積8207m2，總建筑面積31496m2，地上面積23853m2，地下面積7643m2。根據《巖土工程勘察規范（2009 年版）》（GB 50021—2001）中的相關規定，確定該項目中的綜合巖土工程勘察等級為甲級，擬建建筑地基基礎設計等級為甲級?；娱_挖深度為6.45m，基坑安全等級為一級。基于對基坑工程的建設要求，在施工前進行地質勘察設計，要求明確案例工程現場范圍內的地質和水文地質總體條件，明確案例工程項目內巖土層的類型及其空間展布特征，查明不良地質作用的成因、類型、分布范圍、發展趨勢和危害程度，并對場地的穩定性做出評價，分析和評價地基的穩定性、均勻性和承載力，對基坑支護、基坑降水等進行分析和評價。

2 地質勘察設計思路

在結合基坑工程總體建設情況的前提下，考慮對基坑工程進行地質勘察，規劃設計以下兩個方面的內容。

（1）結合將現場情況測放勘探點，進而通過鉆探作業獲取用于試驗檢測的樣品。

（2）按照原位測試、室內試驗、波速測試的順序，重點針對案例工程的地質環境、水文環境、地震效應等情況進行分析。

其中，以水文地質勘察設計為主要目的，主要針對案例工程現場的地下水分布和水位變化情況進行分析，在基于現場勘察工作確定地下水埋藏條件和類型后，勘察確定地下水水位的變化幅度。在此基礎上，選擇抽水試驗這一水文地質試驗的方式，獲得工程現場的水文地質參數，將其作為對地下水情況進行分析的主要依據。然后需要重點針對工程地基部分的水文地質情況進行沉降觀測和分析，最后還需要通過對地下水質的檢測，分析判斷地下水和土對建筑材料的腐蝕性，盡可能避免地下水對基坑工程的施工建設產生影響。

3 場地主要含水層特征

場地地表水貧乏。地下水主要由表層雜填土①中的上層滯水、賦存于卵石③、漂卵石⑤中的孔隙型弱承壓水、基巖風化層中的孔隙裂隙弱承壓水組成，具體分析如下。

（1）賦存于表層雜填土①中的上層滯水，水位受季節性影響變化大，水量較小～中等，富水性中等，主要受大氣降水及臨近場地地表水補給，以地下徑流的形式向鄰近場地低洼處排泄。

（2）賦存于卵石③、漂卵石⑤中的孔隙型弱承壓水，具有一定的承壓性，勘察時采用下套管止水法，測得卵石③承壓水水位標高為1.10～1.30m，其透水性中等、富水性中等，水量中等，主要接受側向同層地下水補給，以地下徑流的形式向鄰近場地排泄；漂卵石⑤承壓水水位標高為0.90～1.00m，其透水性中等～強、富水性較豐富，水量豐富，主要接受側向同層地下水補給，以地下徑流的形式向鄰近場地排泄。

（3）賦存于基巖及其風化層中的孔隙裂隙型弱承壓水，埋藏較深，主要受側向地下水徑流補給，水量一般較小，總體上由西向東以地下徑流的形式向鄰近場地排泄。

4 水文地質勘察工作內容

在基坑工程的規劃建設中，水文地質勘察設計重點圍繞抽水試驗進行，獲得的試驗結果，可以作為對基坑工程設計、建設進行參考的有效依據。其中，抽水試驗要求在基坑工程現場設置2 個以上的抽水孔，結合現場情況綜合運用單孔和多孔觀測的方法，重點分析地表土層間的水力情況，對不同觀察孔的抽水情況中涉及的水位升降、抽水效果等數據信息進行記錄。抽水試驗孔示意圖如圖1 所示。

在明確水文地質勘察設計基本思路的前提下，結合擬建場地地表水貧乏的情況，重點針對案例工程現場的地下水情況進行勘察分析?；谶@一目的，在實際進行水文地質勘察時，主要包含以下3 個方面針對基坑工程建設情況的水文地質勘察工作。

（1）基于工程監測確定現場地下水埋藏條件分析及類型。圖2 為地下水位監測。工程勘察選擇在ZK3、ZK11 鉆孔位置，在明確卵石、漂卵石水位埋深以及穩定水位標高情況的基礎上，結合區域水文地質經驗，擬建場地地下水位年變化幅度在1.00～2.00m，近3～5 年的最高水位標高在4.00m 左右，歷史最高水位標高約為4.50m。將檢測獲得的這些數據作為后續進行水文地質勘察和參數綜合分析的主要依據。

圖2 地下水位監測

（2）抽水試驗。在地質勘察期間，分別在ZK3、ZK11位置鉆孔進行抽水試驗，地下停車場基坑開挖底板標高約為-2.00m，基坑開挖范圍地層主要含水層為卵石層。其中，在ZK3 鉆孔進行承壓水完整井抽水試驗，主要測定卵石層中地下水的埋藏條件和富水特征。ZK3 抽水孔口徑為110mm，抽水時孔深為9.9m，濾管長度3.90m。抽水第三次降深達到工程設計所需的地下水位降深的標高，穩定時間均大于8h。而在ZK11 鉆孔進行潛水完整井抽水試驗，主要測定卵石層中地下水的埋藏條件和富水特征。ZK11 抽水孔口徑為110mm，抽水時孔深為9.60m，濾管長度3.30m。抽水第三次降深達到工程設計所需的地下水位降深的標高，穩定時間均大于8h。

在實際的抽水試驗中，主要試驗指標包括穩定水位、降深、降深后水位深度、流量、影響半徑、滲透系數等內容。在獲得相關鉆孔位置的抽水試驗結果后，基于式（1）來對案例工程的水文地質參數進行計算。

式中：Q——涌水量，m3/d；s——降深，m；M——含水層厚度，m；r——抽水孔半徑，m；R——抽水影響半徑，m；K——含水層滲透系數，m/d。

表1 為ZK3 孔抽水試驗成果，表2 為ZK11 孔抽水試驗成果。

表1 ZK3 孔抽水試驗成果

表2 ZK11 孔抽水試驗成果

（3）考慮擬建區寧德市為濕潤區，場地地下主要含水層為卵石、漂卵石層，場地地下主要含水層按強透水層考慮，其滲透性類型為A 類，場地環境類型為Ⅱ類，根據《巖土工程勘察規范（2009 年版）》（GB 50021—2001）中的相關規定，對工程現場地下水水質進行判定。

5 提升水文地質勘察效果的措施

在結合實際基坑工程建設情況的前提下，為保障水文地質勘察的結果符合基坑工程的實際情況和建設要求，需要在水文地質勘察工作中采取一定的控制措施，在對地質勘察工作的行為進行規范的同時，也能夠基于對勘察結果的科學評價，為后續及開展勘察工作積累相應的經驗。

對水文地質勘察工作的行為進行規范，要求以專業的團隊和技術人員來負責開展基坑工程的水文地質勘察工作，確保勘察工作的專業性?？辈旃こ處煂λ牡刭|情況進行具體科學的分析，從而明確其中可能影響基坑工程建設的主要因素。在此基礎上，結合勘察到的數據來針對各種風險問題采取有效的措施，從而將基坑工程的風險問題控制在合理的范圍之內[5]。

通過對水文地質勘察評價內容和體系的完善，重點結合以往工程建設中水文地質勘察工作的開展經驗，將勘察數據的結果與標準情況下的作業數據結合起來，以對比分析的方式，驗證基坑工程中水文地質情況可能對工程建設效果產生的影響。在此基礎上，也應能夠結合以往的工程建設經驗，加強對于不同地形地貌環境條件下水文地質條件的研究力度，將水文地質的勘察結果作為促進勘探工作水平提升的主要依據，以便能夠在保障基坑工程建設質量的同時，也能夠發揮水文地質勘察工作在水資源保護方面的積極作用。

6 結語

綜上所述，在基坑工程的規劃建設中，需要做好水文地質的勘察設計工作。結合基坑工程現場的情況和建設要求，應能夠從水文地質勘察的具體內容入手，重點考慮基坑工程建設中可能受到水文地質影響而出現的沉降、降水、地下水位上升等風險問題，細化進行水文勘察設計的具體工作內容，以科學的分析和計算方法，獲得更貼合實際的勘察設計結果，通過抽水試驗等措施提供準確的水文地質參數，以便能夠更好的服務于基坑工程的設計、建設當中。