基坑工程勘查抽水试验探讨

李强

摘要：在基坑工程勘查过程中进行抽水试验的主要目的是为了确定含水层的水文地质参数，包括给水度、贮水系数、渗透系统以及导水系数，确定出抽水井的单位涌水量，在单井停止抽水时，分析观测井水位与时间曲线的关系，最终确定出单井抽水的影响半径以及干扰井群的抽水流量、漏斗形态与降深等指标。本文针对某基坑工程勘查过程中的抽水试验进行分析，希望能够对类似工程起到借鉴作用。

关键词：基坑工程；勘查；抽水试验

Abstract: in the foundation pit engineering exploration process of pumping test the main purpose is to determine the aquifer hydrogeologic parameters, including water supply, water storage tank of coefficient, osmosis system and the water coefficient, confirmed the pumping Wells yield unit, in the single well stop pumping, analyzes observed a time of curve and well water relations, and finally confirmed the single well pumping radius and interference of pumping Wells of flow, funnel form and drop depth of the index. In this paper a foundation pit engineering exploration pumping test in the process of analysis, the hope can be used for reference for similar engineering.

Keywords: foundation pit engineering; Exploration; Pumping test

中图分类号：O212.6文献标识码：A 文章编号：

一、抽水试验的具体步骤

（一）准备工作

进行抽水试验的仪器设备主要有抽水设备、流量计、温度计以及水位计等。抽水设备一般是水泵或者空压机，而水位计则为测钟、浮子式自动水位仪以及电测水位计等；在选择流量计时要按照预计水量、现场条件来进行，比较常用的流量计包括矩形堰、量筒、孔板流量计以及流量箱、三角堰等；水温计通常选择温度表、水温仪等。

（二）成孔

可以在勘察钻孔的同时进行抽水试验抽水孔与观测孔的成孔，通常抽水孔要选择最佳抽水试验部位的勘察孔，根据具体抽水试验要求的孔径与孔深进行施工，并且成孔的垂直度要特别注意严加控制；通常在垂直于地下水流向的方向上布置观测孔，根据含水层的厚度、影响半径以及降深来确定它与抽水孔的距离。如果在野外环境中施工，出于方便考虑，抽水孔可以用150mm的钻头成孔，钻至设计深度后再下入146mm的套管；清孔后再下入滤管，滤管只能置于含水层段，其它可用普通套管取代，且滤管要用钢丝网包扎。观测孔的成孔方法与抽水孔相同，且为了便于施工可以适当减小钻孔和滤管的直径。

（三）洗井与试抽

抽水试验前要先利用活塞式洗井，或者用潜水泵间歇抽水洗井，把水抽清后再打捞干净孔内的沉渣，然后放入抽筒、空压机或者深井泵等抽水设备进行抽水试验；此外，观测孔也要进行洗孔，以洗到水位变化反映灵敏为宜。在进行正式抽水试验前要先试抽，稳定相应的时间。如果前后两次试抽单位涌水量的差距低于百分之十，就可以进行正式抽水试验。

（四）抽水试验

为了充分了解水量和落程的关系，除了要选择正确适用的计算公式与计算参数，还要确定降深。降深的次數以及每次降深的量要按照工程的性质、精度要求以及试验目的来确定。抽水试验要进行三次降低，降深的顺序可以从大到小，也可以从小到大，最大的降深以接近设计动水位为宜。为了准确获取Q-S曲线正常的变化轨迹，要均匀分配三次降深的间距，设第一、二、三次的降深分别为S1、S2、S3，则S1=Smax，S2=2/3Smax，S3=1/3Smax。抽水试验稳定持续时间是指在某个降深下其对应的动水位与流量趋于稳定的延续时间，视工程的实际情况不同，抽水试验稳定持续时间也有所不同，通常岩土工程在八到二十四小时之间。而稳定则是指抽水时所观测的动水位与涌水量历时曲线不可出现增大或者减小的趋势。其标准为：在稳定时间段内，涌水量的波动值不得高于正常流量的百分之五，抽水孔水位波动值要控制在水位降低值百分之一的范围内，而观测孔水位波动值则要小于三厘米。

接下来进行抽水试验的观测，除了观测流量、水位外，还要对水温、气温等进行观测。在正式抽水前要先观测静止水位，抽水试验过程中要同时观测动水位与出水量指标，观测时间可以根据一定的时间间隔进行，比如开始间隔五分钟，在三十分钟后再间隔三十分钟观测即可。如果因故停抽或者试验结束，要对恢复水位进行及时观测，同样间隔五分钟，三十分钟后再间隔三十分钟观测。每隔两到四个小时观测一次水温与气温，在观测水温时，温度计浸入水中的时间至少要大于十分钟，以不超过十五分钟为宜。

（五）室内整理

室内整理的主要工作包括分析试验数据、计算水文地质参数以及编写抽水试验报告等。其中分析试验数据主要就是进行水文地质综合图表的绘制，并对试验数据的准确性做出判断。水文地质综合图表的主要内容包括试验地段的平面图；水位、流量以及时间过程的曲线图；水位恢复过程曲线图；抽水孔以及观测孔的结构图，且图中要将施工工艺、技术措施等内容加以说明。基坑勘察工程所需的水文地质参数主要是渗透系数以及影响半径，在选择计算公式时要将地下水水动力性质、井孔结构等适用条件充分考虑进来。最后进行抽水试验报告的编写，其主要内容包括试验目的、试验方法、试验要求、试验成果以及结论等。

二、工程实例

1、概况

某地铁站工程为地下二层岛式，拟用明挖法进行施工，场地浅部为砂性土及黏性土，勘探深度范围内地下水主要是孔隙潜水、微承压水以及承压水，其中潜水赋存于浅部的黏性土层中，微承压水赋存于埋深六到八米的粉土与粉土夹粉砂层中，而承压水赋存于埋深三十米粉土层。微承压水的含水层分布相对稳定，顶部主要是青灰色粉土，以下则是灰色粉土夹粉砂，富水性中等偏差，透水性一般。抽水试验的主要目的是测定微承压水含水层的相关水文地质参数。

2、布置抽水井孔及施工

抽水试验根据承压水完整井进行，主要布置一个主孔与一个观测孔，二者孔深均为25m，成孔井径为0.3m，井管管径为0.16m，滤眼打在6.3到17米段，沉淀管设在下部8m的位置；井管外部采用80目的滤网进行包缠，采用粒径在2mm左右的石英砂充填井孔和井管间隙；6.3m以上采用黏土球回填，直到孔口，目的是为了阻隔上部潜水和微承压水之间的水力联系。安装井管后进行试抽、洗井直至水清砂净停泵，水位恢复稳定。

3、抽水试验结果分析

按照钻探揭示与含水层的分布情况，场地土层20m由黏性土与砂性土组成，其中粉土与粉土夹砂层为微承压含水层，均匀分布整个场地，下部粉质黏土为相对隔水层，抽水条件与含水层水平、均质、等厚无限的裘布依假定条件相符，渗透系数可以利用承压完整井的裘布依公式进行计算如下：

K=

上式中：Q：抽水量

S：主孔即抽水孔降深

S1：观测孔降深

r：抽水孔半径

r1：观测孔至抽水孔距离

M：含水层厚度

该孔共做了三个落程的抽水试验，通过观测Q=f(s)及q=f(s)曲线形态可确定其为直线型，抽水试验与裘布依承压完整井公式的假设条件相近，所以建议渗透系数取1.8m/d，含水层属中等透水。预估降深至地面以下14.5m，井径108mm时，每天的单井涌水量在260 m3到300 m3范围内，给水度取经验值μ=0.15。

三、结论

通过上述分析可知，进行抽水试验需要一定的时间周期，因此勘察工作的安排会受到一定的影响，特别是利用勘察钻孔成孔时。并且，在选择抽水试验的时机时，要充分了解拟建场地的水文地质条件，包括含水层顶底、板埋深、含水层的厚度、水位、补给、迳流、排泄条件等。最好可以把工程勘察的施工组织设计与抽水试验施工设计结合起来同步进行，进行统筹安排，从而节约成本，缩短工期。要在单一含水层中进行抽水试验，而且为防止其它含水层的干扰，要采取相应的阻隔措施，试验地点、层位要具有一定的代表性，计算分析方法要与地质条件一致。在整个抽水试验过程中，各工序要严格执行，从准备工作到成孔到洗井到试抽以及最后的正式抽水，每个环节均要做到位，这样才能保证数据的准确性。此外，在计算水文地质参数时，要按照工程实际的水文地质条件、地下水水动力性质以及井孔结构选择适用的计算公式，并且区域水文地质资料、地区经验与长期观测资料的收集也非常重要，根据这些资料选择合适的经验公式与经验参数，再与经过多种计算模式得出的计算结果做比较，从而保证水文地质参数的准确性。

参考文献：

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