淮安雨润中央新天地国际购物广场基坑工程抽水试验数据的分析与研究

刘 萃，沈国栋

(江苏省水文地质海洋地质勘查院，江苏 淮安 223005)

淮安雨润中央新天地国际购物广场基坑工程抽水试验数据的分析与研究

刘 萃，沈国栋

(江苏省水文地质海洋地质勘查院，江苏 淮安 223005)

对拟建雨润中央新天地国际购物广场工程现场实际水文地质情况进行抽水试验研究，取得准确水文地质参数，降低基坑工程设计和施工风险。该抽水试验对基坑基坑涌水量估算和降水井的布设研究，为降水运行提供依据，对类似工程的设计、施工及风险控制具有十分重要参考价值。

基坑工程；抽水试验；数据分析

拟建雨润中央新天地国际购物广场工程位于江苏省淮安市淮海东路南侧，北邻中央百货新亚商城，场地地形平坦，总建筑面积约52万m3，地下建筑面积约17万m3，主楼地上高312 m，地下4层，基坑开挖深度约20 m。

1 水文地质条件

根据本次工程地质勘察资料，试验场地表层为人工填土，其下为黄淮冲积物，岩性为粘土、粉土、粉砂、细砂、中砂、粉质粘土夹粉砂等。根据其含水介质和水力条件，拟建工程场区地下水自上而下可分为潜水、微承压水及承压含水层，其特征分别描述如下[1-3]。

1)潜水：含水层岩性以粉土为主，顶板标高约10.62～10.70 m，底板标高约-7.20～-12.78 m，平均厚度约20 m左右，广泛分布于场区。含水层顶板为粘土层，场地范围内厚度约为2.7～2.8 m。地下水位标高平均11.00 m，地下水矿化度0.31 g/L，为淡水。以降水入渗和侧向迳流补给为主。排泄主要为蒸发和侧向迳流。根据地下水位观测资料，该含水层与下伏微承压水水力联系较密切。

2)微承压水：含水层岩性以粉砂、中细砂为主，顶板标高约-7.20～-12.78 m，底板标高约-23.38 m，平均厚度约16 m，广泛分布于场区，近似水平状。含水层顶板为以粉土为主的潜水含水层，底板为粉质粘土层。地下水位标高平均11.00 m，地下水矿化度0.446 g/L，为淡水。以降水入渗和侧向迳流补给为主。排泄主要为侧向迳流和人工开采。根据地下水位观测资料，该含水层与上覆潜水水力联系较密切，同深层承压含水层水力联系较弱。

3)承压含水层：含水层岩性以中细砂为主，顶板标高约-31.2～-31.8 m，底板标高约-39.5 m，厚度约8 m，广泛分布于场区，近似水平状。含水层顶板岩性为粉质粘土，底板为粘土层。地下水位标高约-1.69 m。以侧向迳流和越流补给为主。排泄主要为人工开采。根据地下水位观测资料，当微承压含水层抽水(C1井)时，该含水层水位(G3号观测井)变动极小，表明该含水层与上覆微承压含水层水力联系较弱。

2 抽水试验情况

本次抽水试验各降深稳定延续时间均在8 h以上。通过对观测井水位情况表数据分析可知，C1井(微承压水)各降深(小、中、大)抽水时，潜水观测井(C2)水位变化都很显著，且随着C1井水位降深的增大而同步增大，而下层承压水(G3)水位降幅则微小；当C2井各降深抽水时，微承压观测井(C1、G1、G2)水位变化亦明显，且随着C2井水位降深的增大而同步增大，而下层承压水(G3)水位降幅则微小。说明微承压水与潜水水力联系较密切(可视为一个含水层：潜水—微承压水)，与下层承压水水力联系比较微弱[4-5]。

3 分析原理及计算过程

3.1稳定流计算

3.1.1 潜水含水层

根据岩性和抽水试验观测数据分析，该含水层(C2井)同下伏微承压含水层导水能力相差较大，故本潜水含水层可用完整井单井计算公式计算其水文地质参数，通过计算得潜水含水层的渗透系数及影响半径，结果见表1。

表1 潜水含水层参数计算结果

3.1.2 微承压水含水层

由于微承压水含水层与上覆含水层水力联系密切，采用《供水水文地质手册》中的非均质含水层计算公式计算，计算结果见表2。

表2 微承压水含水层参数计算结果

3.2非稳定流计算

微承压水含水层，由于微承压含水层岩性为细中砂，潜水含水层为粉土，故微承压含水层渗透能力远强于潜水含水层。在此使用承压含水层水位恢复法(两点法)计算其水文地质参数。利用观测井G1、G2水位恢复资料绘制S=f(lgt)曲线。在直线段上取两点，t1=100 min，t2=600 min时，将G1、G2的恢复水位数据代入公式，计算结果见表3。

表3 渗透系数计算数据及结果

3.3水文地质参数取值

上述方法计算的潜水含水层(粉土)渗透系数为1.96 m/d。计算的微承压水含水层(细中砂)的参数分别为26.80 m/d和24.67 m/d，其结果比较接近，取其平均值K=25.74 m/d作为其含水层的渗透系数。

3.4影响半径的计算

4 基坑降水方案建议

淮安雨润中央新天地国际购物广场拟开挖深度最大约20 m，为了避免产生流砂、管涌等不良水文地质现象，防止坑壁土体坍塌，保证施工安全，建议基坑施工时采取降水措施。由于拟建工程基坑开挖较深、平面尺寸较大，且场地含水层厚度大、渗透性能好，地下水较丰富，建议采用管井井点降水法。

4.1基坑涌水量的估算

根据水文地质资料以及场区地层钻孔资料，当基坑开挖到20 m时，基坑内水位应至少降至20.5 m(即水位降深为17.4 m)。设计井深约39 m，其含水层地下水为潜水—微承压水，因此可按完整井计算基坑涌水量。

含水层为非均质(上部粉土、下部细中砂)，完整井涌水量按下式计算：

式中Q——基坑涌水量，m3/d；

K1、K2——分别为微承压水含水层、潜水含水层渗透系数，m/d；

H2——静止水位至潜水含水层底板的距离，取H2=18.2m；

h0——动水位到潜水含水层底板的距离，取h0=0.8 m；

M1——微承压水含水层的厚度，取M1=16.18 m；

R——含水层综合影响半径，取R=740 m；

r0——基坑等效半径，取r0=117.58 m。

计算结果为：Q=24 062 m3/d。

4.2降水井的布设

4.2.1 管井出水量

管井出水量根据本次抽水试验工作所取得的实际出水量为设计依据，采用管井经验公式预测管井的出水量。基坑中心水位最大降深设计为17.4 m。由于基坑实际降水时，其降水井进水部分在微承压水含水层(细中砂)内，而根据勘察资料，微承压水含水砂层在拟建工程场地内分布不均，故此降水井过滤器有效长度以10 m计。根据公式(1)计算管井的出水量。

式中q——管井出水量，m3/d；

L——管井进水部分过滤器长度，m；

K——水层渗透系数，由于进水部分均在微承压水含水层(细中砂)内，故K取25.74 m/d；

r——管井半径，m。

计算的管井出水量q为1 668 m3/d。

4.2.2 降水井数量

降水井的数量n可按下式计算。

式中Q——基坑总涌水量，m3/d；

q——管井单井涌水量，m3/d。

计算得降水井数量n=16。考虑到基坑范围较大，含水层渗透性较强，地下水补给较充足，富水性较好，为工程安全起见，增加3口降水井，即增至19口，同时在基坑中间增加1口观测井作为备用，即拟建基坑降水需布置20口降水井(井深39 m、井径300 mm)。

4.2.3 基坑中心点水位降深计算

拟建基坑为块状基坑，该场区含水层厚度大、渗透性较好，水量较丰富。建议降水井主要布置在基坑外围1～2 m处，少量布置基坑内。

块状基坑降水深度计算公式如下。

式中S——在基坑中心处或各井点中心处地下水位降深，m；

Q——基坑总涌水量，24 062 m3/d；

M——微承压含水层的厚度，16.18 m；

K——微承压含水层的渗透系数，25.74 m/d；

R0——基坑等效半径与降水井影响半径之和，857.58 m；

n——降水井个数，19口；

ri-n——井至基坑中心点的距离，m。

计算得S=18.8 m；可见，降水井运行后基坑中心水位降深为17.4 m，超过设计水位降深1.4 m，可满足设计降水要求。

5 结 论

1)通过本次抽水试验，结合场地水文地质条件分析、计算，推荐潜水含水层(粉土)渗透系数为1.96 m/d，影响半径为76.34 m；微承压水含水层(细中砂)渗透系数为25.74 m/d影响半径为915 m。

2)由于拟建工程基坑开挖较深、平面尺寸较大，场地含水层厚度大、渗透性能较好，地下水位高，水量较丰富，建议采用管井井点降水法。经估算，该工程基坑总涌水量约为24 062 m3/d。建议于基坑四周及中间布设19口抽水井对基坑降水，并于中心布设1个观测兼降水井观测降水效果。

3)因基坑周边分布城市主干道及其他建筑物，故拟建工程基坑开挖、降水(地下水)施工时，应注意降水可能引起的基坑周围地面不均匀沉降对其道路、建筑及地下洞室等产生的不利影响，必要时采取专门措施，以防出现道路、建筑受损。基坑降水应尽量安排在枯水季节，以降低基坑降水和施工开挖难度。

[1] 江苏省地质矿产局. 江苏省及上海市区地质志[M]. 北京：地质出版社，1982.

[2] 邹正盛，赵智荣. 浅析抽水水文地质参数确定中的问题[J]. 水文地质工程地质，2001, 28(3)：68-69.

[3] 赵贵中，张全义. 工程地质勘察中水文地质测试与研究[J]. 中华建设，2010 (3): 58-59.

[4] 周小松，张建山. 加勒比海海边某基坑工程抽水试验实施与分析[J]. 水利学报, 2015(s1)：209-213.

[5] 王明龙. 基于上海地区某深大基坑工程抽水试验分析[J]. 工程建设与设计, 2017(7)：52-53.

AnAnalysisonPumpingTestDataofShoppingSquareFoundationPitofXintiandiinHuai'an

LIU Cui, SHEN Guodong

(JiangsuHydrogeologyandGeologicalExplorationInstitute,Huai'an,Jiangsu223005,China)

This paper proposed the central Xintiandi international shopping plaza of project actual hydrogeological situation. It obtains accurate hydrogeological parameters to reduce the risk of foundation pit engineering design and construction. The pumping test of the foundation pit water is in inflow of estimation with its precipitation well layout. It provides the basis for precipitation run for the design and construction of similar projects. The risk control is of very important reference value.

Foundation pit engineering; Pumping test; Data analysis

2017-08-16

刘萃(1969-)，江苏淮安人，高级工程师，研究方向：水工环专业，手机：13861570949，E-mail：172932056@qq.com.

TU753

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.044