降水試驗報告.doc

常州市軌道交通1號線一期工程TJ08標文化宮站 抽水試驗報告 目 錄第一章 工程概況2一、工程簡介2二、工程地質條件2三、水文地質條件1四、基坑布井情況2第二章 基坑開挖前的抽水目的3一、疏干井開挖前抽水目的3二、降壓井開挖前抽水目的3第三章 基坑疏干井群井抽水試驗4第四章 基坑第2層泄壓井群井抽水試驗5一、試驗實測承壓水位初始水頭埋深5二、基坑不同開挖深度需降承壓水水頭埋深5三、試驗期間實測降壓井單井平均出水量6四、試驗實測水位降深與曲線見下表和下圖6五、試驗實測水位回復曲線7第五章 基坑第2a泄壓井群井抽水試驗8一、試驗實測承壓水位初始水頭埋深8二、基坑不同開挖深度需降承壓水水頭埋深8三、試驗期間實測降壓井單井平均出水量9四、試驗實測水位降深與曲線見下表和下圖9五、試驗實測水位回復曲線10第六章 群井試驗小結10第一章 工程概況一、工程簡介常州1號線文化宮站位于和平北路下南北向設置，車站為14m島式站臺地下三層車站，共設置3組風亭、3個出入口，車站有效站臺中心線里程：SK21+525.182，南端頭井與盾構區(qū)間設計分界里程為：SK21+414.962，北端頭井（“刀把”處）與盾構區(qū)間設計分界里程為：SK21+732.095，車站凈長317.133m，凈寬21.3m，其中“刀把”部分長63.263m。1號線車站標準段基坑開挖深度約24.66m，端頭井段約為26.36m。 擬建場地地理位置詳見下圖。圖1.1擬建場地理地位置因本工程基坑開挖深度較深，坑底土體抗承壓水穩(wěn)定性問題比較突出。經底板穩(wěn)定性分析，基坑開挖到一定深度后需采取減壓降水措施。為充分觀測和掌握承壓水抽水引起對含水層地下水位變化特征，為基坑承壓水運行提供依據，我司于3月20日對1號線文化宮站進行抽水試驗。二、工程地質條件1、擬建場地位置及地形、地貌本標段車站場地位于常州市天寧區(qū)，地形較為平坦，地貌單元屬沖湖積高亢平原區(qū),勘查期間勘探孔孔口標高4.415.82m。2、區(qū)域地質條件：1號線車站基坑坑底位于1層粉質粘土層、-4層粉質粘土層、-4a層砂質粉土層中，開挖深度內以粉土、粉砂層為主，依次為層雜填土、-2層粘土、-1層粉土、-2層粉砂、-3粘土、-4粉質粘土、局部存在1粉質粘土和-4a粉土；開挖面以下依次為-1層粉質粘土、-2層粉砂。標準段地下墻墻趾插入-2層粉質粘土層，兩端端頭井地下墻墻趾插入-3層粘土。場地范圍內地基土的構成與特征如下：時代成因土層編號土層名稱層底埋深(m)層底標高(m)層厚(m)土層描述Q4ml填土1.6011.00-5.633.551.6011.00雜色，廣泛分布，頂部多為瀝青砼路面，中部主要為二灰碎石和灰土，下部主要為粉質粘土，含碎磚塊及建筑垃圾，局部夾植物根莖等，土質不均。Q3al+l2粘土5.509.10-4.41-0.630.606.50灰黃色褐黃色，硬塑，中壓縮性，含鐵錳結核和高嶺土，無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高。擬建場地內填土厚度較大處缺失。1粉土夾粉砂9.0012.80-8.03-3.681.406.30灰色，稍密為主，中壓縮性，局部夾少量粉砂、粘性土，含少量姜結石，土質不均，搖振反應迅速。擬建場地內基本遍布，僅S16XBJ14、S16XBJ12孔缺失。2粉砂14.0020.00-15.34-8.953.209.90灰黃色，中密，中壓縮性，主要成分為長石、石英，含少量云母及姜結石。擬建場地內均有分布。1粉質粘土17.2026.00-20.60-11.860.609.10灰色，軟塑為主，中壓縮性，含少量粉土，局部夾少量未分解腐植物,無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等。擬建場地僅個別小范圍呈薄層分布。3粘土21.3025.10-20.27-15.931.508.70黃褐色，硬塑，中壓縮性，含少量鐵錳結核，局部夾姜結石，直徑為0.50cm2.00cm,無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高。4粉質粘土23.0037.40-32.41-17.760.508.70灰黃色，軟塑可塑，中壓縮性，無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等。擬建場地內局部地段缺失。4a粉土24.0032.00-26.77-18.611.007.60灰黃色，中密，中壓縮性，搖振反應中等，無光澤，干強度低，韌性低。為4層中夾層，擬建場地內斷續(xù)分布。1粉質粘土26.4045.80-40.64-21.250.8019.00灰色，軟塑為主，中壓縮性，夾薄層粉土，局部夾腐植物，無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等。場地均有分布起伏較大。 2粉質粘土27.6041.30-35.63-22.830.904.90灰黃色褐黃色，可塑，中壓縮性，局部夾少量可塑粘土及密實粉土團塊，無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等。擬建場地局部地段分布。2粉砂34.1040.30-35.32-29.140.509.20灰色灰黃色，密實，中壓縮性，含長石、石英及云母碎片，局部夾姜結石，直徑為0.50cm2.00cm。厚度變化大，擬建場地局部缺失。Q2 al+l2粉質粘土38.0054.00-49.00-32.781.5017.50灰灰黃色，可塑為主，中壓縮性，夾薄層粉土，局部夾姜結石，直徑約為1.03.0cm，無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，分布有起伏，僅局部缺失。2a粉土夾粉砂45.8051.20-46.39-41.020.706.30灰灰黃色，密實，中壓縮性，局部夾粉土較多，具層理，含少量姜結石，直徑約1.03.0cm，搖振反應中等，無光澤，干強度低，韌性低，擬建場地局部分布，為2層中夾層。3粘土52.7057.50-52.84-48.083.0017.20灰黃黃褐色，硬塑，中壓縮性，含少量鐵錳結核和高嶺土，夾粉土，局部含少量姜結石，直徑約1.02.0cm，最大直徑約5.0cm，無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高。擬建場地內基本均有分布，僅局部缺失。3a粉土夾粉砂43.0046.30-41.05-38.370.602.10灰灰黃色，密實，中壓縮性，局部夾粉土較多，具層理，含少量姜結石，直徑約1.03.0cm，搖振反應中等，無光澤，干強度低，韌性低，擬建場地零星分布，為3層中夾層。4粉砂55.3064.60-59.55-50.751.4010.60灰黃色，密實，中壓縮性，主要成分為長石、石英，局部含少量姜結石。擬建場地局部缺失。5粉質粘土60.0064.00-59.45-54.842.006.70灰色灰黃色，可塑硬塑，局部夾少量密實粉土及姜結石，無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高，為中壓縮性土。擬建場地內僅深部揭露。6粘土64.0068.10-63.27-58.922.208.60褐黃色，硬塑，中壓縮性，含鐵錳結核和高嶺土，局部夾薄層粉砂及姜結石，直徑約1.03.0cm，無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高。擬建場地內僅深部揭露。Q2L1粉砂未鉆穿灰色，飽和，密實，主要成分為長石、石英，為中壓縮性土，擬建場地內僅深部揭露。典型地質剖面圖典型地質縱剖圖圖1.2典型地質剖面圖三、水文地質條件常州市北臨長江，南瀕太湖，區(qū)內地表水系極為發(fā)育，為太湖上游高水網區(qū)。根據地下水埋藏條件，本區(qū)域地下水類型主要為潛水和承壓水。 潛水潛水主要埋藏于填土中，局部區(qū)域以上層滯水形式存在，其主要補給源為大氣降水、人工用水、地表徑流，主要以蒸騰作用排泄，勘察期間測得潛水穩(wěn)定水位埋深為1.104.5m，穩(wěn)定水位標高約為4.020.9 m，平均水位標高(黃海標高)為2.63 m。 承壓水第層承壓水主要埋藏于1、2、4a、2層粉土、粉砂中，其主要補給源為大運河和長江水的側向補給，排泄途徑亦相同，水量較豐富?？辈炱陂g測得其埋深為地面下3.46.3m，水位標高約為1.461.53m，標高平均為黃海高程0.05m，第I層承壓水年變化幅度約1.0m。第層承壓水主要賦存于2a、3a層、4a及1層砂土中，主要補給來源為上部含水層的越流補給、含水層頂板粘性土的壓密釋水以及區(qū)域上的側向徑流補給。其中3a、4及1層承壓水埋藏較深，對本標段擬建工程基本無影響?？辈炱陂g測得第2a層初始水位埋深為地面下4.48m，水位標高約為-0.06m。地層透水性評價文化宮地塊地下空間基坑開挖及圍護設計涉及地層主要有2、1、2、3、3、4、4a、1、2、2、2、2a、2b、3、3a、4層。其中1、2、3、4a、2、2a、3a層粉土、粉砂層透水性較強，其余各土層為粘性土，透水性較弱，詳見下表。擬建場地地層透水性評價表 表1-1層號土層名稱室內滲透試驗抽水試驗k（cm/s）建議值k（cm/s）透水性分級kV（cm/s）KH（cm/s）填土2.0E-05弱透水2粘土1.84E-0083.88E-0083.0E-07不透水1粉土夾粉砂1.34E-0043.2E-0042.90E-0032.9E-03中透水2粉砂4.96E-0043.68E-0042.90E-0032.9E-03中透水1粉質粘土6.0E-07不透水3粘土2.05E-0083.67E-0082.5E-07不透水4粉質粘土1.02E-0051.24E-0056.0E-06微透水4a粉土3.60E-0051.67E-0043.0E-04弱透水1粉質粘土5.63E-0087.54E-0086.0E-07不透水2粉質粘土2.0E-06微透水2粉砂2.44E-0043.80E-0045.18E-0035.2E-03中透水2粉質粘土5.56E-0081.61E-0072.0E-06微透水2a粉土夾粉砂5.0E-04弱透水2b粉質粘土夾粉土2.0E-05弱透水3粘土2.25E-0083.03E-0085.0E-07不透水3a粉土夾粉砂4.0E-04弱透水注：1、1層、2層、2抽水試驗數據為參考鄰近工點資料。2、1、2、2a、3a層滲透系數建議值系根據鄰近工點資料結合當地經驗共同所得。四、基坑布井情況針對基坑開挖深度范圍內涉及（第層第4層）的潛水含水層和微承壓水含水層：在基坑內布置30口疏干井，其編號分別為S1S30。同時在坑外側布置11口第1、2層觀測（兼?zhèn)溆?、回灌）井?口第4a層觀測（兼?zhèn)溆?、回灌）井，其編號為WG1WG11和GQ1GQ9。詳細布置見下圖。圖1.3疏干降水井平面布置圖針對第2層承壓水：在基坑內布置7口泄壓井和1口觀測備用井，其編號分別為BY1BY7和GBY1。同時在坑外布設5口觀測井，其編號為GB1GB5；針對第2a層承壓水：在基坑內布置5口泄壓井和1口觀測備用井，其編號分別為JY1JY5和GJY1。同時在坑外布設4口觀測井，其編號為GJ1GJ4。詳細布置見下圖。圖1.5第層降水井平面布置圖第二章 基坑開挖前的抽水目的一、疏干井開挖前抽水目的基坑成井施工后針對潛水，在成井結束后進行疏干井抽水，在基坑開挖前將坑內潛水降低到每層開挖面1.0m以下，在抽水時，主要完成以下內容：1、在基坑開挖前，測定潛水初始水位；2、確定單井出水量；3、檢驗疏干降水效果；4、通過群井預降水，檢驗基坑周圍排水系統(tǒng)的排水能力。二、降壓井開挖前抽水目的基坑泄壓井成井施工結束后針對第2層和第2a層承壓含水層進行試抽水試驗，因此試驗目的如下：1）測定承壓水的初始水頭埋深及單井出水量；2）檢驗降壓井的降水效果，確定目前降壓井數量能否滿足基坑降壓要求；3）為本基坑后期降壓降水運行提供依據；4）檢驗現場施工用電及排水情況。第三章 基坑疏干井群井抽水試驗我司在全部疏干降水井成井施工完畢后，于2016年3月30日起進行疏干井降水運行，其中留疏干井S1、S7、S19和S27作為觀測井，疏干井群抽水試驗均采用QDX5-40/1.1型潛水電泵進行抽水，單井出水量從大到小，最后降為1.63.2 m3/h不等，出水量衰減明顯。從3月31日至4月05日累計抽水6天坑內外水位累計變化如下表所示：名稱試驗前初始水位（m）抽水6天時水位（m）變化量（m）備注S11.52-19.90-21.42坑內S71.95-19.91-21.86坑內S191.92-19.35-21.27坑內S271.75-19.63-21.38坑內WG13.923.74-0.18坑外第1、2層觀測井WG23.032.85-0.18WG31.281.14-0.14WG43.082.70-0.38WG51.381.31-0.07WG63.083.04-0.04WG71.291.01-0.28WG84.164.20+0.04WG92.12WG103.102.80-0.30WG112.11QG12.081.82-0.26坑外第4a層觀測井QG23.143.06-0.08QG32.131.90-0.23QG43.413.21-0.20QG52.131.90-0.23QG63.983.72-0.26QG73.242.85-0.39QG83.643.54-0.10QG92.402.30-0.10由上表所知道3月31日至4月05日坑外水位沒有一定的變化。通過上述水位觀測，可以看出，本基坑地下圍護沒有明顯滲漏現象。第四章 基坑第2層泄壓井群井抽水試驗我司于2016年3月30日至4月06日對本基坑進行了第2層群井試抽試驗和停抽水位恢復試驗。試驗期間開起YB1YB7共7口泄壓井，同時以GBY1為坑內觀測井，GB1GB5為坑外觀測井。一、試驗實測承壓水位初始水頭埋深表4.1 基坑初始水位埋深表含水層井號GBY1GB1GB2GB3GB4GB5第2層初始水位深度（m）5.62.62.62.13.52.5注：水位埋深為自然地面以下； 二、基坑不同開挖深度需降承壓水水頭埋深驗算第2層承壓含水層的穩(wěn)定性。根據建筑地基基礎設計規(guī)范GB5007-2002(w.02.1）的規(guī)定，基坑底板的穩(wěn)定條件為基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應大于承壓水的頂托力，即公式：sih wH Fs式中：h 坑底以下隔水層的覆土厚度（m）； si 基坑底至承壓含水層頂板間的各層土的重度（kN/m3）； H 承壓水頭高度至承壓含水層頂板的距離（m）； w 水的重度（kN/m3），取10kN/m3； Fs 抗承壓水頭穩(wěn)定性安全系數，取1.1。表4.2 開挖深度hs-安全水頭埋深D對應關系表 含水層開挖深度hs(m)需降水頭h（m）安全水頭埋深D (m)備注第2層15.505.6（初始水位）臨界深度24.1124.47116.2616.9521.8622.55標準段25.53118.9724.57北端頭26.01719.9025.50南端頭25.39518.7124.31刀把端頭根據穩(wěn)定性計算，若第2層初始水位按5.60m計算，當基坑開挖至地面以下15.5 m處時，上覆土壓力約為259.3kpa，基坑底板處于臨界狀態(tài)，應陸續(xù)開啟泄壓井，以保證基坑開挖的安全。三、試驗期間實測降壓井單井平均出水量YB1約為0.25m/h、YB2約為0.23m/h、YB3約為0.18m/h、YB4約為0.15m/h、YB5約為0.20 m/h、YB6約為0.16 m/h、YB7約為0.15 m/h。即7口泄壓井單井平均水量約0.19m/h。抽水過程中前期水量相對較大，后期出水量逐漸穩(wěn)定。四、試驗實測水位降深與曲線見下表和下圖為滿足最大開挖深度的群井抽水：即：需降承壓水水頭19.90m，安全水頭埋深為25.50m。抽水時間（min）開啟試驗井觀測井水位降深/觀測井水位埋深（m）GBY1GB1GB2GB3GB4GB54440YB1YB720/25.60/2.6-0.1/2.5-0.1/2.0-0.2/3.5-0.1/2.7圖4.1坑內觀測井水位動態(tài)變化曲線圖五、試驗實測水位回復曲線抽水井停抽后承壓水水位開始恢復，通過觀測GBY1在停抽后約12小時恢復到降深的16.7%；停抽后約24小時基本恢復到降深的27.2%；停抽后約48小時基本恢復到降深的46.4%。圖4.2 坑內觀測井GBY1水位動態(tài)變化曲線圖第五章 基坑第2a泄壓井群井抽水試驗我司于2016年4月1日至4月6日對本基坑進行第2a層群井試抽試驗和停抽水位恢復試驗。試驗期間總起JY1JY5共5口降壓井，同時以GJY1為坑內觀測井，GJ1GJ4為坑外觀測井。一、試驗實測承壓水位初始水頭埋深表5.1 基坑初始水位埋深表含水層井號GJY1GJ1GJ2GJ3GJ4第2a層初始水位深度（m）4.882.23.22.62.7注：水位埋深為自然地面以下. 二、基坑不同開挖深度需降承壓水水頭埋深驗算第第2a層層承壓含水層的穩(wěn)定性。根據建筑地基基礎設計規(guī)范GB5007-2002(w.02.1）的規(guī)定，基坑底板的穩(wěn)定條件為基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應大于承壓水的頂托力，即公式：sih wH Fs式中：h 坑底以下隔水層的覆土厚度（m）；si 基坑底至承壓含水層頂板間的各層土的重度（kN/m3）； H 承壓水頭高度至承壓含水層頂板的距離（m）； w 水的重度（kN/m3），取10kN/m3； Fs 抗承壓水頭穩(wěn)定性安全系數，取1.1。表5.2 開挖深度hs-安全水頭埋深D對應關系表 含水層開挖深度hs(m)需降水頭h（m）安全水頭埋深D (m)備注第2a層19.4504.88（初始水位）臨界深度24.1124.4718.849.5313.7214.41標準段25.53111.5516.43北端頭26.01712.4817.36南端頭25.39511.2916.17刀把端頭根據穩(wěn)定性計算，若第2a層初始水位按4.88 m計算，當基坑開挖至地面以下19.45 m處時，上覆土壓力約為379.72kpa，基坑底板處于臨界狀態(tài)，應陸續(xù)開啟降壓井，以保證基坑開挖的安全。三、試驗期間實測降壓井單井平均出水量JY1約為0.12m/h、JY2約為0.11m/h、JY3約為0.13m/h、JY4約為0.12m/h、JY5約為0.1m/h。即5口降壓井單井平均水量約0.11 m/h。抽水過程中前期水量相對較大，后期出水量逐漸穩(wěn)定。四、試驗實測水位降深與曲線見下表和下圖為滿足最大開挖深度的群井抽水：即：需降承壓水水頭12.48m，安全水頭埋深為17.36m。抽水時間（min）開啟試驗井觀測井水位降深/觀測井水位埋深（m）GJY1GJ1GJ2GJ3GJ42800JY1JY512.58/17.37-0.2/2.00.1/3.2-0.3/2.30.2/2.9圖4.1坑內觀測井水位動態(tài)變化曲線圖五、試驗實測水位回復曲線抽水井停抽后承壓水水位開始恢復，通過觀測井GJY1在停抽后約12小時恢復到降深的12.8%；停抽后約24小時基本恢復到降深的22.2