深基坑水文地質參數的確定及降水措施

■楊瑞生

（廣東省地質局第四地質大隊 廣東 湛江524049）

深基坑水文地質參數的確定及降水措施

■楊瑞生

（廣東省地質局第四地質大隊 廣東 湛江524049）

在工程項目施工中，水文地質參數直接影響到基坑降水措施的選擇，其參數的確定關系到基坑降水的成功與否。本文結合某工程項目實例，通過抽水試驗，對該深基坑工程的水文地質參數進行了確定，并分析了該深基坑工程的降水方案，介紹了降水對周邊環境的影響程度，取得了良好的降水效果。

深基坑抽水試驗降水措施

0 引言

隨著我國社會經濟的快速發展以及城市建設的不斷進步，我國的建設行業得到了迅猛的發展，工程項目建設中深基坑工程的應用也越來越廣泛。在深基坑工程施工中，需要通過基坑降水為工程的施工創造合適的施工條件，基坑降水方案的設計直接影響工程施工的質量及安全，并關系到工程施工對周圍環境影響，而深基坑水文地質參數的確定是基坑降水設計的關鍵?；诖?，筆者進行了相關介紹。

1 建筑工程地質分析

1.1 工程項目

此次研究主要選取在某市中心的一個商業區，占地面積為43398.4m2。該商業區主要包含：3幢住宅樓（地上48層）、1幢地標樓（地上73層）、商業裙房(地上6-7層)，所有場地下面有4層地下室，其中，1、2是商品區，3、4層設計為停車庫。地標塔樓基坑開始挖的深入預估在25.6m左右，1幢、3幢住宅塔樓基坑的開挖深入大約為23.2m，商業裙房深度大約為21.4m，而基坑總面積大約為39663m2，周長在822m左右，所設計的基坑為一級的深基坑。

1.2 工程項目水文地質情況

所建設的場地地形較平坦，據地質勘察報告結果顯示，基坑的影響區域內地層的結構為：層黏土，其層厚在0.8m至3.8m之間；層粉土，其層介于20.5至25.2m間，層頂的埋深控制在1.0至8.5m間；層淤泥質、粉質黏土，其層厚控制在0.7至3.0m間，層頂的埋深介于1.6至5.4m；層細砂，其層厚介于0.9至8.5m間；層粉質黏土、夾粉砂，其層厚控制于0.6至3.6m間；層黏土夾粉砂，其層厚為9.5至20.6m；層細砂，其層厚介于1.1至6.3m；層中砂，其所揭露的最大厚度大約為12.0m；層黏土，其層厚控制于0.7-5.7m間；層黏土，所揭露出的最大厚度大約為98.1m。

本次建設的場地包括四層地下水，主要是兩層承壓水、兩層潛水，其中，潛水含水層的埋深控制在2.6-2.8m左右，其水位的標高設置為11.6m左右，而含水層中間厚度則保持在9.7m左右；承壓水的含水層的埋深控制在7.7-7.9m、15.8m，水位的標高控制在6.3-6.6m與-1.5m左右，其含水層的平均厚度控制在2.9m、12.0m；層粉土與1層的細砂有潛水性質，⑤2層的細砂與⑥1層的中砂有承載壓水的性質。

2 深基坑水文地質參數的確定

2.1 抽水實驗

由于深基坑需要開挖的深度、平面尺寸相對大以及⑤2層呈現透鏡體的分布，因而，在進行抽水實驗的過程中，所選項的實驗井需透水層大、較集中。此次試驗一共設置兩組實驗井和十組觀測井，且均根據施工期的觀測井、降水井規定要求進行設置，主要試驗研究區域內的重點含水層進，見表1。

表1 各個實驗井設置和井深表

2.2 抽水實驗方法

此次研究以穩定流的實驗方法展開抽水實驗，并與非穩定流法的具體計算標準相結合，以便觀測實驗結果，待洗井和試驗性的抽水完成之后，相關人員需立即查看靜止的水位是否發生改變，待抽水試驗完成后，馬上將水位恢復便于觀測，值得關注的是，所恢復水位的穩定標準和靜止的水位觀測要求一致。

2.3 確定滲透系數

計算公式中，K代表滲透系數/(m·d－1)，Q代表涌水量/(m3· d－1)，M代表含水層的厚度/m；S1、S2代表觀測孔的降深/m，r1、r2代表抽水孔與觀測孔間的距離/m。計算結果如表2所示。

表2 滲透系數結果表

S1、S2代表觀測孔的實際降深/m；r1、r2代表抽水孔到觀測孔間的距離/m，結果見表3。

表3 承壓水影響半徑R計算結果

其中，Q表示涌水量/(m3·d－1)；S1、S2表示觀測孔的實際降深/m；r1、r2表示觀測孔與主孔之間的距離/m。

其中，Q代表涌水量/(m3·d－1)；r代表抽水井的半徑/m；M代表過濾器的長度/m；S代表抽水井的降深/m。以各種計算方法及公式進行計算，所得出的結果也不相同，但是從總體上看，其計算結果和規定要求相符，去除異常值，并和地區的實際經驗值、工程場地的地質條件、每一層水文地質實際參數建議值。

3 深基坑的有效降水對策

3.1 設計合適的降水方案

該工程項目的基坑開挖的深度在25.7m左右，由于基坑開挖比較深、四周環境復雜、平面尺寸大、施工場地的含水層厚度非常大、且滲透性能良好，地下水非常豐富等優勢，選用管井井點的降水法較適用。入若基底埋深的深度為25.7m，那么需將基坑中的水位下降到26.5m，且將降水完全疏干時，同時把③、④1、⑤2層也完全疏干。

第一，基坑等效半徑r0，因基坑不規則形，所以計算等效半徑的按照以下公式：

A代表基坑的面積(39663m2)，得出的結果是r0=112.39m

第二，基坑降水影響半徑R。如果基坑降水達到所設計水位26.5m的時候，深度可直接進至⑤1層的黏土夾砂土層當中，可疏干抽水至⑤1層底板。

第三，影響半徑(R)計算公式如下：R=2SWHK

姨

其中，R代表含水層的綜合影響半徑/m；Sw代表抽水孔內中的水位降深/m，假設Sw=23.84m；K代表含水層的滲透系數/(m·d－1)，取得含水層的滲透系數加權平均值K0=27.81(m·d－1)；H代表靜止的水位和含水層得底板間的距離/m，假設H=39.44m，將數據直接代入公式，可計算出R=1579.08m

第四，基坑涌水量。按照面狀的基坑潛水完整井計算公式進行計算。

Q代表基坑的涌水量/(m3·d－1)；K代表含水層的滲透系數/(m· d－1)，取得含水層的滲透系數加權平均值K0=27.81m/d；H代表靜止水位與含水層的底板間的距離/m，設H=39.44m；S代表基坑設計的水位降深值/m，設S=26.5m；R代表影響半徑/m，第三式計算出R=1579.08m；r0代表基坑的等效半徑/m，設r0=112.39m，則基坑涌水量Q=45933m3/d。

第五，降水井布設，降水井數量n根據以下公式計算。

Q代表基坑的總涌水量(m3·d－1)；q代表管井單井的涌水量(m3· d－1)，可計算出降水的井數量n≈127(口)。因此，此次研究可設計大約127口降水井，其中，井深大約42m，井徑大約300mm。

3.2 降水影響降水與場地效果

相關人員進行驗槽的過程中，經開挖段進行現場測試，其地下的水位能降到坑底以下大約1.5m-2m，經仔細檢測四周道路、建筑物及管道，未顯示嚴重裂縫、沉陷。表明抽水實驗數據精準、安全、可靠，且涉及的降水方案可以實施。為防止挖掘部位的地下水不斷降低，造成四周地區的地下水位也快速下降，可以設計相應的回灌井點，并在井點降水的時候，把地下水完全抽出并經回灌井點連續灌至地基土層當中，以將降水井點影響半徑控制在回灌井點標準范圍之內，以免影響降水效果。

4 結語

總之，本文經以某工程項目建設為例進行分析，了解該工程概況、水文地質情況等，進一步探究深基坑水文地質參數的確定，主要包括：抽水實驗區域選取、抽水實驗方法選擇及確定滲透系數等，以制定相應的深基坑降水對策，如設計合適的降水方案、降水影響降水與場地效果等。經對本文進行闡述，重點凸顯深基坑水文地質參數確定在工程建設中所表現的優勢，這對之后確保工程項目建設的安全性、實用性等具有重要參考意義。

[1]周萍.深基坑降水施工技術研究 [J].科技風.2015(22)

[2]邱曉華.淺談深基坑水文地質參數的確定及降水設計 [J].建材與裝飾.2016(19)

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-19-2