基坑勘察范文

基坑勘察范文（精选5篇）

基坑勘察 第1篇

1 深基坑施工岩土勘察工作的重要性及施工前的准备工作

1.1 深基坑施工岩土勘察工作的重要性

深基坑施工中需要对岩层进行开挖, 开挖过程中就会对施工区域的岩层造成破坏, 因此, 勘察工作的目的就在于了解可能造成的破坏及后果, 保证深基坑施工尽量符合安全标准, 避免发生安全事故[1]。深基坑岩土勘察的重点包括地质岩层、地下水等, 这些都是制定施工方案的前提和基础, 对于深基坑施工的顺利及排水方案选择都具有重要意义。

1.2 深基坑施工前准备工作

本文结合实践经验将深基坑施工之前的准备工作总结如下: (1) 考察岩土工程条件。在施工之前要通过实地勘察了解和掌握现场的岩土工程条件, 考察内容应当包括施工现场的岩土层分布、受力、水文等相关资料, 通过科学的检验提高资料的可靠性。 (2) 勘察工作布置。在岩土勘察中不能单纯依靠原有的施工标准进行, 还要深入考察基坑施工的深度, 而且需要考虑建筑物负重、土质、岩土稳定性、地下水等其他因素对基坑施工的影响。每项工作都需要安排专业人员进行实地勘测。

2 深基坑支护设计、施工中存在的问题与解决对策

2.1 深基坑支护设计、施工中存在的问题

当前深基坑施工中主要存在以下支护问题:

2.1.1 边坡修理不达标

基坑周围的边坡修理质量直接影响支护质量, 如果边坡修理不达标就会导致基坑的深度测量结果不准确, 导致开挖的深度过大或过浅, 开挖深度不仅影响着基坑整体施工质量, 而且还会因为返工耽误施工进度[2]。边坡垂直度应当满足施工标准, 如果采用的施工技术不合理或施工人员没有按照施工要求进行就会使边坡垂直度不符合工程标准, 进而影响基坑支护施工质量。

2.1.2 成孔注浆不到位, 土钉或锚杆达不到设计要求

深基坑支护所用的土钉或锚杆钻孔直径一般是10~150mm的钻杆成孔, 孔深少则五, 六米, 深则十几米, 甚至20多米, 钻孔所穿过的土层质量也各不相同, 钻孔之前如果不认真分析土体情况, 就会造成残渣的沉积进而影响注浆, 严重时还会导致钻孔困难, 已钻成的孔洞坍塌无法继续灌浆。此外, 注浆配料不符合充盈度指标会导致土钉和锚杆抗拔力不足, 进而影响施工质量, 需要再次返工处理。

2.2 深基坑支护设计、施工问题的解决对策

针对上述存在的支护问题, 本文提出以下解决对策帮助优化支护设计施工。

2.2.1 加强变形观测

施工过程中的施工条件并不是一成不变的, 而是处于动态变化中, 这就需要加强施工中的现场监测, 做好边坡、周围建筑物及电缆管道的变形观测工作。在边坡变形观测中要观察土层的垂直度和密实度是否发生变化。

2.2.2 加强全程监测

全程监测的目的是对整个施工流程加以控制和现场管理, 在深基坑支护施工中的全程监测内容包括设计准备工作、现场考察、方案技术优化、操作监督、质量维护等, 这些都是全程监测的重要环节[3]。

3 深基坑施工岩土勘察存在的问题及解决对策

3.1 深基坑施工岩土勘察中存在的问题

岩土勘察工作涉及土质、土层分析等问题, 单纯的依靠勘测数据很难对整体施工条件有所了解, 而且目前所采用的综合勘察体系也难以实现预期的评估效果。在施工现场的管理中, 不能忽视基坑施工对周围环境造成的影响, 如果基坑开挖对周围的建筑物、管道、电缆等产生破坏影响要及时采取相关措施加以防护以免造成更加严重的后果, 如塑料管道出现裂缝要用橡胶圈进行保护[4]。

3.2 深基坑施工岩土勘察问题的解决对策

针对上述存在的问题, 在岩土勘察中应当做好综合性技术研究工作, 将所有采集的数据参数整合起来促进勘察设计执行的一体化。在计算机技术快速发展的今天, 应当积极采用现有的技术、设备为岩土勘察工作提供支持, 在未来的岩土勘察工作中, 还要努力开发深基坑施工岩土勘察平台, 帮助提高岩土勘察的自动化水平。

4 结语

建筑施工水平的提高使深基坑施工技术与施工质量得到很大程度的提升, 施工现场的岩土条件对深基坑施工的不利影响也不断缩小, 支护设计与岩土勘察作为深基坑基础施工的重中之重理应受到足够的重视, 做好支护设计与岩土勘察的研究工作将有助于推动深基坑施工水平的进一步提升。

摘要：近年来, 工程建设数量和规模不断发展, 深基坑支护与岩土勘察作为工程建设的基础项目受到越来越多的重视。深基坑施工对工程建设的质量、工期、安全等都有显著的影响, 对其进行技术总结有利于进一步提升我国工程建设的基础施工水平, 使其发挥更加重要的作用。

关键词：深基坑,支护设计,岩土勘察,技术

参考文献

[1]万齐.关于深基坑的支护设计与岩土勘察技术探讨[J].价值工程, 2012, 31:122~124.

[2]严元.论岩土工程深基坑支护施工技术措施[J].城市建筑, 2012, 15:56+58.

[3]徐林军, 吴昕.工程建设中深基坑的支护与岩土勘察技术探讨[J].科技创新与应用, 2014, 34:260.

基坑勘察 第2篇

关键词：深基坑；支护设计；工程管理；岩土勘察

1 工程实例及工程概况

该工程项目为扩建改造工程，场地相对比较小，特别是翻车机室～2#转运之间更加明显，该段输煤系统平面布置形态呈L型，在设计中选取现浇混凝土型基础，场地零米标高为83.1米，基础埋-16.4到17米，翻车机室1#转运站总长近90米，宽接近25米，1#转运站～2#转运站总长近40米，宽近17米。场地分布的岩石陡坎项部高程一般在89至93米之间，坎下地面标高一般在83 米之间，因为地面起伏比较大的缘故，基坑开挖将形成1到26米的基坑边坡。

2 应对周围的环境因素的分析

基坑环境保护有以下几个原则：第一，要对地址勘察和环境调查工作由足够高的重视度；第二，要重视对深基坑支护的方案设计；第三，对地下水的处理工作要重视；第四，必须要严把基坑支护工程的施工质量关。

3 深基坑开挖采取的安全技术措施

深基坑开挖应采取以下安全技术措施确保施工安全：

①深基坑坑壁坡度稳定性很差，加之地下水因素的影响，或者受到放坡开挖场地的制约因素影响，又或者开挖的工程量比较大，应根据实际情况以及设计的要求来进行合理有效的支护。

②应在深基坑围护工程施工前制定具体详细的监测方案。

③在对深基坑土方开挖之前，必须要仔细对地质情况、构筑物情况进行调查和了解，并根据调查情况绘出相应的位置图。

④工程施工前，必须要严格遵照施工设计规定的安全措施，并结合开挖地方的土地情况、开挖周边的环境情况，向工程的所有施工人员进行施工安全技术以及施工方法的传达。

⑤挖土施工时一定不能掏洞挖土，而应采取从上到下、分层并且对称进行，同时必须要对地下水、地表水进行及时的排除，以免发生塌方的后果。

⑥在支护结构施工中的每一个工作环节，如施工工序、技术质量要求、安全措施以及工程验收等要严格按照施工设计文件进行。

⑦为了确保不破坏基地原状基土，机械开挖到离基底标高三百毫米后转用人工开挖。

⑧在基坑施工过程中，要进行一定的监测措施，一旦发现问题要马上采取停工的措施，待查明原因并及时采取有效措施后再继续工程施工的进行。

4 基坑支护方案选型

基坑周围没有建筑物或者重要市政设施，地层有比较厚的砂层并且地下水水量大、水位较高，该情况下可以选用比较经济的降水方案。如果放坡空间比较大且土质良好，则可以考虑采用坡率法支护，防坡后坡面插钢筋、挂插筋网并喷混泥土护面；如果放坡空间优先但是土质比较好，则可以采取土钉墙支护，该方案比较经济实用，当基坑深度大于10米时，可适当增加一到两排预应力墙杆以控制坡体变形并增加坡体的稳定性。

若基坑某坡段地下水水位较深，并且坡体开挖深度范围内无砂层出露时， 那么该段坑外则不需要采取降水措施。如果坑底需施工挖孔桩，可以在坑底设置一些降水井，在基坑开挖工作完成后进行施工。如果在开挖过程中，某坡段出现砂层出落的情况，则可以结合周边实际情况在该段坡顶设置降水井或者采用止水措施。

5 基坑支护设计

基坑支护设计必须要遵循以下原则：确保安全第一，在确保安全的基础下进行经济的节约，在安全经济的情况下，兼顾施工工期等各种因素。

常用的基坑有：自稳放坡、加筋土重力式挡墙、水泥土重力式挡墙、喷锚支护、内支撑、地下连续墙、围筒共九种。

基坑D段边坡排桩--锚喷网联合支护设计：

6 岩土工程及软质岩石基坑工程的勘察要点

岩土工程是欧美国家于二十世纪中期建立起来的一个新的技术体系，改体系是以前人土木工程实践的基础上建立起来的，也被人们称为地质技术工程，它是一门主要研究岩体和土地工程的学科，在土木工程中占有不可估量的重要地位。

6.1 岩土工程条件

建设场地地层结构相对比较简单，在地表有厚度为0.4到2米左右的①杂填土层，该土层主要由上段的⑦层泥灰岩和下段的⑨层砂质泥岩以及泥质砂岩等软质岩石组成。其中，⑦层层底标离81 到85米，是强风化泥灰岩，具有层理不分明、抗风能力差等特点；⑨层上部为强风化的⑨-1亚层，由于长时间以来受到水的浸泡，强度非常不好，用手轻轻一捏就可以很容易的捏碎，层底标74到80米，层厚4.5到10米；⑨-1亚层岩層产状近于水平，胶结较差，裂隙、孔隙不发育，在外露时易风化，浸水时易软化，其岩性类别交错变化频繁。

6.2 ⑨层及⑨-1亚层地基土的工程特性评价以《岩土工程勘察规范》为依据，结合其自身岩性特点，可以将⑨-1亚层归结认定为极软岩。于此同时，根据岩石试验报告可以得出⑨层及⑨-1亚层的软化系数和饱和抗压强度，根据报告数据并结合《岩土工程勘察规范》条款可以把⑨层认定为软岩。

6.3 勘察工作的布工原则不能以先前的条款来作为软质岩石基坑工程的勘察深度的依据，勘察深度一般可按照开挖深度的两倍考虑，当然前提是要满足基坑侧壁稳定性评价、稳定性计算及支护设计；如果场地比较小使得勘察范围受到限制，则勘探点的布置应以最大化利用场地条件为原则，并辅以开挖边界以外的调查研究和资料搜集工作。勘测手段应则以钻探为主，并应辅以工程地质调查及室内土工试验等工作。

6.4 岩土工程条件分析要保证地层结构、分布特点、水文地质条件及岩土的腐蚀性等方面的资科的完整性、准确性，并进行科学的分析，因为这些资料是确保支护方案选型、基坑稳定性分析以及内力变形计算工作所不可或缺的重要资料。

6.5 基坑边坡稳定性评价评价工作在考虑岩土工程内部因素外，对工程环境外面因素也应该同时进行考量，两者应该同时进行，不能单单只把内因或者外因作为评价内容。对岩土工程内因的评价主要包括地层结构及分布特征、水文地质条件、基坑侧壁岩石风化及软化程度、岩石开挖暴露与浸水时的抗风化及抗软化能力等方面；工程环境外因的评价内容则主要包括工程周边环境的不利因素的分析、外来水体的诱发边坡失稳分析等。

6.6 诱发甚坑边坡失稳因素分析怎样使边坡保持稳重以防止发生滑坡或者塌方，是土方开挖的关键点所在。边坡的稳定性主要是靠土质自身的抗滑能力来维持的，如果土体的抗滑理低于其下滑力，则边坡就会失去稳定性而发生滑动。

7 结论

在对软质岩石基坑工程进行勘察前，对场地周边环境的情况要进行一个初步的了解，充分掌握该场地地质资料，然后根据这些手上已经掌握的信息，结合软质岩石基坑工程的勘察要点进行具体的工作安排，在对划定的建筑物轮廓线以内开展勘探工作外，同时对周围的环境也应该进行详细的调查了解。综合所有的情况最后确定支护方案，紧接着要在工程施工前对施工具体的组织安排进行详细的编排，必须保证能够合理安排基坑开挖和支护顺序。

参考文献：

[1]李红民.基坑工程[M].北京：中国地质大学出版社，2011.

[2]黄强.深基坑支护工程设计技术[M].北京：中国建材工业出版社，2009.

基坑勘察 第3篇

关键词：深基坑,岩土勘察,地质条件

深基坑中岩土勘察工作关系到项目施工的有效性、安全性和科学性, 是工程质量的重要保证[1]。在岩土勘察工作中应先做好勘察工作准备, 严格按照国家勘察规定及标准展开勘察工作, 同时引入相应的监理制度以确保勘察工作的准确性, 为深基坑工程的施工质量提供可靠的科学、技术保障。

1 深基坑中岩土勘察技术应用内容

根据多年勘察工作实践经验, 深基坑中岩土勘察首先要了解施工处地质及地貌地形, 对深基坑岩土物理力学及结构要明确, 为工程、勘探设计及施工提供可靠参考数据, 同时对深基坑稳定性、对周边环境的影响、降水及深基坑降水对环境的影响等问题要进行详细了解和精确掌握。因此, 应用岩土勘察技术首先要编制岩土勘察纲要, 以指导勘察工作的开展, 但纲要应详细、规范和完整。

关于深基坑岩土勘察纲要的制定, 必须了解施工工程规模、性质及结构特点, 明确其最大跨度、高度及荷载等具体问题和需要应用的预计基础埋置深度、基础形式等。同时, 对工程附近建筑高度、规模及其与施工工程间距离、埋置深度、基础形式等环境进行调查, 并查阅相关档案资料, 若地下管网分布密集则应利用档案资料及地理信息系统了解管网类别、规模、埋置及平面位置, 必要时对地下管网进行探测, 为勘察技术应用纲要的制定提供详实的参考数据。

岩土勘察技术纲要中应对深基坑底层结构、分布规律及成因类型等进行探测, 同时掌握其土层物理力学性质及其垂直、水平方向变换特征, 重视其地下水埋藏条件及类型, 精确基坑支护设计参数, 对施工处岩土进行评价, 给施工设计提供详实、精准的资料依据。在深基坑勘察工作布置时, 其勘探范围应按照工程地岩土工程条件、开挖深度等在基坑边界外开挖勘探点, 范围应在开挖深度的2倍~3倍;若无法在开挖边界外置探测点, 可充分查阅相应资料, 当底层变化大或软土区深厚时应扩大范围增加勘探点[2]。勘探深度应超过开挖深度2倍, 穿通软土层, 应用静力触探和钻探试验、十字板剪切及标准贯入试验等勘测方法。

2 深基坑中岩土勘察技术的具体应用情况

深基坑中岩土勘察主要包括选择物理指标参数和水文地质勘察技术。勘察中应按照施工工程地质条件及特点选择岩土参数, 同时评价其可靠性和有效性。对十字板剪切、标准贯入及静力触探等试验数据进行统计, 并分析各项指标, 将室内试验、现场原位试验统计值同经验参数进行综合分析比较, 以取其优化值为物理指标参数。

水文地质勘探主要是指对深基坑邻近场地及开挖范围内地下水隔水层、含水层层位、厚度、埋深及分布状况等进行探测, 尤其是对隔水层粉细砂夹层、粉土等进行勘察, 以探查含水层水力联系和补给条件, 并观察其水位及变化状况, 对容易造成基坑突涌、管涌的承压水进行密切观察, 同时观测深基坑开挖过程的水位, 并提供含水层各渗透系数, 应用抽水试验测定砂土, 且计算出其影响半径, 以注水试验测定粘性土[3]。同时, 利用含水层岩性、降水深度及渗透性来设计工程降水, 深基坑降水期间, 外围水位下降会影响现有设施及建筑物, 此时应重视对深基坑邻近及周边建筑沉积及水平位移情况进行监测, 以选择降水措施。

设定抗浮水位是水文地质勘察的重要内容之一。若有长期水位观察数据资料, 可以按实测地下水最高水位计运营建筑物期间该水位变化状况确定抗浮水位, 当缺乏或无长期水位观察资料时, 以勘察时最高水位确定抗浮水位[4,5]。

3 深基坑中岩土勘察技术应用中存在的问题及对策

综合应用效果不明显是深基坑中岩土勘察技术应用中存在的主要问题。岩土勘察设计内容丰富, 对施工工程及其周围环境、地貌地形、搜集信息等内容都涵盖在内;同时, 因勘察人员未能对勘察新技术进行充分的了解和掌握, 其实践能力尚有欠缺, 进而导致岩土勘察技术的应用效果不明显。此外, 在深基坑岩土勘察过程中, 不能熟练和充分应用专业技术软件和信息技术, 使技术软件功能应用过于简单, 降低了其应用效果, 致使岩土勘探过程中搜集的数据很难实现数据整理及分析的科学化, 弱化了数据的参考价值, 进而影响到勘察效果。同时, 在勘探点位置确定上还不够科学, 任意更改勘探工程设计方案, 对施工工程地点实际状况缺乏充分认识, 进而影响到对岩石性质的鉴定, 使其存在较大问题, 给相关实践操作和科学研究造成一定影响。鉴于上述岩土勘察技术应用中存在的问题, 应从工程施工技术进行系统化分析入手, 将工程施工中需要的所有数据指标进行科学整合、归纳和分析, 以确保岩土勘察技术设计的系统化和科学化。此外, 随着勘探技术的进步, 先进的机器设备和勘探技术为勘探工作的开展提供了重要保障, 勘探技术中信息化水平的提高及其应用平台的构建为勘察技术应用及发展提供了重要途径。当然, 这一系列的科学发展仍需要专业技术人员来操作和应用, 因此, 应加强对勘探技术人员的培训工作, 使其科学系统地掌握岩土勘探技术, 提高其信息化操作技术水平, 让科学先进的勘探技术和信息平台真正成为岩土勘探工作的两翼, 实现现代勘探技术的充分利用, 实现岩土勘探技术应用的科学性和有效性, 为施工设计和工程建设提供可靠保障。总之, 对深基坑进行岩土勘察能够为工程施工设计提供可靠数据, 为工程施工设计的精确性和科学性提供重要参考资料。然而, 深基坑中岩土勘察所处的场地条件较为复杂, 应利用各种技术手段勘测选择深基坑水文参数和设计参数, 为深基坑中岩土勘察提供可靠的技术支持, 以实现施工设计的科学性和有效性。

参考文献

[1]徐林军, 吴昕.工程建设中深基坑的支护与岩土勘察技术探讨[J].科技创新与应用, 2014, 26 (34) :260.

[2]李金刚.岩土工程深基坑施工技术[J].中华建设, 2014, 34 (11) :134-135.

[3]姜秀.关于深基坑的支护设计与岩土勘察技术探讨[J].黑龙江科技信息, 2015, 22 (10) :257.

[4]徐霞.基坑工程的岩土工程勘察技术分析[J].四川建材, 2015, 43 (3) :201-203.

扁铲侧胀仪在基坑勘察中的应用 第4篇

关键词：扁铲侧胀仪,基坑勘察,土工试验,压缩模量

0 引言

扁铲侧胀试验是将带有膜片的扁铲压入土中预定深度,充气使膜片向孔壁土中侧向扩张,根据压力与变形关系,测定土的模量及其他有关指标。最适宜在软弱、松散土中进行,随着土的坚硬程度或密实程度的增加,适宜性渐差[1,2,3]。它具有操作和维护十分简单且经济、重复性好、可得到近乎连续的地层剖面、试验结果与人们熟悉的土工参数相关联,可直接与其他室内试验或现场试验的结果相比较、扁平状插板可大大避免土体的拱效应等优点。扁铲侧胀试验在勘察工程中被广泛应用,并制定了扁铲侧胀试验的行业标准[4,5]。本文对云南昆明滇池附近某基坑采用DMT型扁铲侧胀仪取得了一些初步成果。

1 计算方法[3]

由A,B,C值经膜片修正系数的修正后可分别得到P0,P1,P2值:P0=1.05(A-Zm+ΔA)-0.05(B-Zm-ΔB);P1=B-Zm-ΔB;P0=C-Zm+ΔA。

式中:Zm———调零前的压力表初读数;

P0———膜片向土中膨胀之前的接触压力;

P1———膜片膨胀至1.10 mm时的压力;

P2———膜片回到0.05 mm时的终止压力;

ΔA———率定时钢膜片膨胀至0.05 mm时的实测气压值;

ΔB———率定时钢膜片膨胀至1.10 mm时的实测气压值。

根据以上压力值,可以得到下列几个试验参数。

土性指数:ID=(P1-P0)/(P0-u0)。

水平应力指数:

侧胀模量:

孔隙压力指数:

式中:u0———静水压力;

σ'v0———有效上覆土压力。

根据工程地质手册,由经验公式与土的参数建立相关关系(见表1),可以获得土的静止侧压力系数、不排水抗剪强度、超固结比、压缩模量、地基土承载力、土的临界水平应力指数、液化强度比等参数。

2 工程实例

2.1 工程概况

云南昆明滇池附近某基坑,地下设2层地下室,开挖深度约15 m。场地地貌上属于滇池盆地湖沼相沉积平原地貌,基坑开挖范围内地层主要为泥炭质土、黏土、粉土。依据本工程岩土工程勘察报告,场地土层自上而下划分为9个大层,0 m~15 m的土层主要为填土、软塑状黏土及泥炭质土,局部夹稍密状粉土、粉砂,物理力学性质较差,属欠固结土,具高孔隙比、高含水量、高压缩性、易变形的特征;15 m~50 m的土层主要为可塑~硬塑状黏性土、泥炭质土,间夹中密状粉土。各层土的基本物理力学参数见表2。

2.2 试验成果分析

基坑工程范围内共进行了6个扁铲侧胀试验钻孔,合计147个试验点。试验成果依据相关规范及手册进行扁铲侧胀试验成果估算(见表3)。

2.2.1 ID划分土类

根椐《工程地质手册》(第四版)用材料指数ID划分土的类别,该基坑的场地土中,黏性土层的ID和土工试验定名的土名基本一致,说明扁铲侧胀试验对云南昆明滇池附近的基坑工程的土层划分有一定的借鉴作用,基本上能反映地基土的特性;但对于粉土、砂土等较硬土层,由于其的黏粒含量差异较大,故计算得出的材料指数ID差异也较大(见表4)。

2.2.2 压缩模量

扁胀试验经验公式计算的压缩模量与土工试验结果见表5,通过对比可以看出,根据扁铲试验按相关手册及规范估算出的侧胀模量与土工试验的压缩模量基本一致。参考国内外工程经验,表明侧胀模量MDMT是从DMT试验所获得的最可信而且最有用的参数[6]。但对于粉土偏差较大,故在粉土、砂土地层采用扁铲试验具有一定的局限性。

3 结语

本文就云南昆明滇池附近某基坑针对基坑范围内土层进行了扁铲侧胀仪试验,并结合室内土工试验对比分析。结果表明,对于软土、黏性土层扁铲侧胀试验经地区经验值修正后的结果与土工试验得出的结果基本一致。其值基本上反映了被测土体的力学性质,可以为工程设计提供参考。对于粉土、砂土地层差异较大。

参考文献

[1]陈国民.扁铲侧胀仪试验及其应用[J].岩土工程学报,1999,21(2):177-183.

[2]林华国.扁铲侧胀试验在岩土工程中的应用文[D].上海:同济大学硕士学位论文,2004.

[3]工程地质手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2007.

[4]GB 50021—2001(2009年版),岩土工程勘察规范[S].

[5]TB 10018—2003,铁路工程地质原位测试规程[S].

基坑勘察 第5篇

0.前言

在大面积深基坑工程勘察中,准确探查水文地质条件,确定水文地质参数,为地基基础施工、建筑物安全使用、正常运营确定抗浮设防水位,选择合理的抗浮、防水措施至关重要。通常情况下,遵循调查、搜集、了解区域水文气象资料,通过布置适当的勘察工作量,掌握地下水赋存状态、含水层分布规律,地下水位、水位变化幅度、变化趋势的技术路线。多数采用钻探方法,可以一孔多用,同时进行地层鉴别、划分,试样采取,原位试验,地下水初见水位、静止水位观测等。在实际工作中依靠钻孔也往往有地下水观测精度不够,多层地下水含水层划分不准确等缺点,在特定地层地质环境条件下,采用井探方法,通过布置一定数量的探井可以起到事半功倍的效果。

本文以实际工程为例,介绍了井探方法在含水层划分、观察地下水赋存状态、确定各含水层初见水位、静止水位,承压含水层渗透系数等方面的应用,在工程中起到了较好的效果。

1. 工程概况

某大型商业广场位于长江三角洲冲积平原,地势平坦,地面标高在1.80～3.30m。规划用地面积约216679.8m2,总建筑面积501028.6 m2,其中地上建筑面积366463.6 m2,地下建筑面积134565 m2。包括商业区、酒店办公区两大部分。

其中商业区设计室内地坪标高为4.85m,地下室地面标高1.15m,框架结构,采用天然地基,独立柱基础底面标高-0.35m。

酒店办公区设计室内地坪标高4.20m,地下室地面绝对标高-1.25m,框-剪结构,采用桩基础,承台底绝对标高-3.55m。工程布置见图1。

2. 地层地质条件

根据勘察资料分析,拟建场地在勘察深度范围内的地基土为第四系全新统、上更新统河湖相沉积层,主要由粘性土、粉土组成。场地地基土有以下特征:

填土①:土质松散,由建筑垃圾、生活垃圾组成。

浜填土②:淤泥质粉质粘土,流塑,局部分布。

粉质粘土③,可塑～硬塑状,该土层成层稳定,层厚5.0～6.0m。夹粘土层。

粉土④:灰色,稍密～中密状,层厚2.50～4.50m。

⑤层暗绿色粉质粘土、⑥层草黄色粉质粘土,可塑～硬塑状,成层稳定,层顶埋深14.0～16.0m,层厚8.0～11.0m。

各层土主要物理指标见下表。

3. 水文地地质条件

根据区域水文地质条件和本次勘察资料,对本工程有影响的地下水主要为松散岩类孔隙潜水和松散岩类微承压含水岩组。

潜水主要分布于浅部填土及粘性土层顶部。含水层厚度薄,水量小,渗透系数,富水性变化较大。主要靠大气降水补给。

④层粉土,是场地主要含水层,承压水头高,含水层顶板为粉质粘土③,底板为暗绿色粉质粘土⑤层。顶板埋深在6.0～6.5 m,底板埋深一般在13.5～15.5 m。

3.1 勘察方法及水文地质参数确定

钻探过程中,在1.10～1.40m深遇地下水初见水位,按已有钻探施工手段,为将粉质粘土③,粉土④层中地下水划分开有一定难度,在调查了解区域水文气象资料,掌握场地地质条件和地下水类型、赋存条件后,为确定潜水、承压水水位、水量,两者赋存条件、水力联系,在场地内布置4口探井,井深控制以揭穿粉质粘土③。

探井掘进过程中分段掘进、分段观测水位,量测稳定水位。发现潜水只赋存于填土、浜填土中,含水层厚度薄,水量小,易于疏干。实际上潜水接受大气降水、地表水入渗补给,受粉质粘土③阻隔赋存于填土中,水量变化较大,以大气蒸发为主要排泄方式。

粉质粘土③塑性指数较大,夹粘土层,属微透水层—不透水层,呈饱和状态,井壁只有少许水滴。从理论上讲,这种粘性土中的水多以结合水形式存在,结合水是不能移动的,它将上部潜水与下部承压水相互隔开,成为两个相互独立的含水系统,两者可能的水力联系为越流补给。

当探井挖穿粉质粘土③,见粉土④层后,赋存于粉土④层中的承压水在探井内缓慢上升,其上升速度、稳定时间反映粉土④的渗透系数大小,上升稳定后的高度为承压水水头高度。

对这种渗透系数相对较小的承压含水层,其渗透系数大小根据简易抽水,水位恢复方法计算,水位恢复记录见下表1。

注:井口标高2.90 m,井深:6.10 m

计算公式:

k=1.57 rw (h2-h1)/t (s1+s2)

其中,H—承压水头高度(m);

rw—探井半径,本工程取0.50 m;

t—水位恢复时间,以小时计;

h1—承压水上升高度(m),

S1—与h1相对应,s1=H-si,s2=H-s2,

如20日15:00时至21日17:00时之间

k=1.57×0.50×(3.30-0.50)/26×(1.42+4.22)=0.01499 (m/h)=0.36m/d

求得一系列与水位恢复时间有关的k值后,作曲线,可确定近于常数的渗透系数。见图2。

上述方法简单、易行,所得k值为近似值,上例中k=0.17 m/d.。

探井揭露,场地2层地下水,潜水初见水位标高1.10～1.40m,稳定水位标高1.20～1.50m,承压水初见水位标高-2.80～-3.20mm,稳定水位标高1.35～1.60m左右,承压水头高4.40～4.80m左右。

一般地,在有多层地下水场地,抗浮设防水位按各层地下水最高水位考虑,各含水层的最高水位=勘察时稳定水位+水位可能的最大变幅,勘察时稳定水位需要分层量测,保证足够的观测时间,保证观测方法、精度;水位可能的最大变幅,需要根据当地水文气象资料,结合地形地貌条件、地下水赋存条件确定。

据勘察结果,结合地区工程经验,查明场地潜水含水层直接接受大气降水,以蒸发为主要排泄方式,水量、水位变化幅度较大,年变幅在1.50 m左右,则潜水可能的最高水位在2.80～2.90m左右。承压水受区域水文气象条件影响、地质地层条件影响,水位变幅相对较小,年变幅在1.00 m左右,则承压水可能的最高水位在2.40～2.60m左右。本区历史最高水位约2.80m,建议抗浮设防水位标高按2.80m采用。

4. 地下水对工程的影响

4.1 潜水对基坑工程影响

工程防水包括地下室外墙防水和底板防水两部分。

地下室地面标高1.15m,位于粉质粘土③层中。粉质粘土③层有较高的承载力,同时又是相对较好的隔水层。基坑开挖后,由于将填土、浜填土已全部挖除,使潜水失去了赋存地质条件,潜水对基坑工程影响较小。本工程地下室范围较大,地下工程的建造,会对潜水的运移有一定的限制作用,工程防水要做好地下室外墙的防水工作,阻止地表水、潜水进入。

4.2 承压水对基坑工程影响

本工程粉土④层中的地下水为承压水,属弱透水层,顶板埋深6.00～6.10m,层顶标高-3.0～-3.5m,勘察时承压水水位标高约1.4～1.6m,根据地区经验,其水位变化幅度约1.0m。

基坑开挖应保证基坑底部粉质粘土③层有一定的厚度,确保基坑开挖不会产生突涌。按勘察时水位标高1.50m考虑,按弱透水层④层粉土层计算的基坑底部应保留粉质粘土③层的安全厚度为

H≥1.05×10.0×(4.40～4.80)/19.3=2.39～2.61m。

商业区独立柱基础基坑底面标高-0.35m,基坑开挖后可保留粉质粘土③层厚度约2.80～3.85m,在此开挖水平下基坑不会产生突涌破坏。同时粉质粘土③渗透系数小,地下水水量小,可采用明沟排水等简易排水方案。

酒店办公区基坑底标高为-3.65m,若不采取工程措施,势必会造成大面积突涌,导致整个地基的悬浮流动破坏。为此建议,在基坑开挖前或开挖到一定标高水平下,应先进行降水工作,将较高的承压水位降到一定程度,然后再进行基坑开挖工作。

在基坑施工开挖过程中,由于未及时进行降水,在基坑底粉质粘土③层保留厚度约1.60～1.80m左右时出现了坑底喷水、冒砂现象,使基坑底积水、地基土扰动破坏。(见图3)

基坑工程降水主要是降低承压水头高度,以勘察时承压水位标高1.50m计算,降低的水头高度大约5.5～6.0m。

作为临时性降水措施,基坑工程降水工作可在适当时间停止,停止降水时间应通过计算确定,以使④层粉土层以上覆土重量与建筑结构荷载重量之和足以抵抗承压水头压力不致于产生突涌,按承压水头水位标高1.50m计算,当基坑底回填土顶面标高达-0.8～-1.0m时,方可停止降水。

本工程勘察时间为11、12月份,按区域水文气象资料,勘察时现阶段为常水位～低水位时期,上述计算按常水位标高计算。基坑降水设计、施工应按施工季节、施工周期以可能的高水位考虑。

作为永久性防水措施,应设置防水底板。另外,可根据结构构造部位,如纯地下室部分,可选择配重、抗浮锚杆等其它抗浮措施。

5. 问题与建议

井探是一种最古老、最原始、最朴素的方法,但同时又是最可靠实用的方法,可直接观察含水层性质、地下水位变化情况,确定水文地质参数,判定地下水对工程的影响程度,在水文地质条件与工程布置关系密切、地下水对工程影响较大时建议布置一定数量的探井。但同时也应注意其适用范围。探井施工必定是劳动强度大、危险程度高的工作,当预计探井深度较大,当预定深度以上地基土层透水性强、渗透系数大,探井挖掘过程水量较大时,或当预定深度以上地基土层结构性差、井壁稳定性差、安全无保证时应慎重使用。

当以水位恢复时间计算承压含水层渗透系数时,探井井壁应平直、光滑、规则,井径要保持一致,减小井径变化对渗透系数计算精度的影响。

参考文献

[1] 常士骠主编《工程地质手册》(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社

[2] 林宗元主编《岩土工程勘察设计手册》[M].沈阳:辽宁科学技术出版社

[3] 林宗元主编《岩土工程试验监测手册》[M].沈阳:辽宁科学技术出版社