0 引言
济南东客站站房工程南北长410m, 东西向最宽125m, 基础形式采用桩基础, 基坑长L=395m, 宽B=120m, 平均挖方深度16.0m, 需进行水文地质试验, 以提供地下水控制所需的水文地质参数。
1 地层及地下水分布概况
在济南东客站一带, 第四系厚度一般大于80m, 覆盖层以下为石炭二叠系泥岩及砂岩, 石炭二叠系以下为石灰岩, 场地内及其周边附近地区无全新世活动断裂。本工程降水施工涉及地层大致分布情况见图1-1, 各岩土体基本特征简述见表1-1。
本工程建设地下水主要涉及孔隙水, 根据含水层岩性不同, 可分为如下两个类型:
(1) 上部黏性土孔隙水潜水含水岩组:岩性一般由粉质黏土及黏土组成, 厚度33.4~40.9m, 水位埋深一般为0.50~6.00m, 相应水位高程19.60~25.58m, 水位年变幅2.0~3.0m。属弱透水及弱含水层, 富水性较差。
(2) 下部碎石类土孔隙水承压水含水岩组:岩性主要为卵砾石层及含碎石粉质黏土层, 含水层累计厚度5.1~17.1m, 顶板埋深33.4~46.9m, 卵砾石成分为灰岩, 单层厚度大, 富水性较好。
地下水类型为孔隙微承压水, 承压水头埋深3.19m。
2 室内外试验成果
根据场地内水文地质特征及场地情况, 选择16-Zjn-01和16-Zjn-02进行综合抽水试验, 试验方法采用单孔稳定流试验法。根据抽水试验的水文地质条件和试验模式, 选用
进行水文地质参数计算 (表2-1) 。
注:1、抽水井半径r=0.3m;2、试验过程中, 由于受洗孔不彻底、过滤花管的规格、水位与水量的测量误差及地下岩土的不均匀性等影响, 试验结果可能与实际情况有一定差异。
根据抽水试验结果分析, 黏性土层综合渗透系数为9.87×10-3~18.99×10-3cm/s, 卵石层渗透系数根据当地经验为6.0×10-3~1.2×10-2cm/s, 渗透性强。
根据水文地质试验场地范围内主要岩土层的渗透性参数见表2-2。
根据室内试验结果分析, 各黏性土层渗透系数存在差异性, 均质黏性土渗透系数一般在10-7cm/s级, 渗透性微, 但非均质 (含姜石黏性土) 渗透系数一般在10-6cm/s级别, 渗透性弱。
3 差异分析
现场抽水试验与室内试验结果测得的渗透系数有一定的差异。野外抽水试验成果表明, 黏性土普遍具有渗透性特征, 其渗透系数较大;室内试验成果反映的土样的渗透系数相对较小。经过综合分析, 产生的原因如下:
(1) 埋深35m以上黏性土从 (2) 21黏土~ (7) 32粉质黏土大部分地层含2~10%姜石, 局部富集, 粒径1~5cm, 姜石之间存在孔隙。而在室内试验过程中, 一般选取的是含砾石较少的土样进行试验 (姜石含量大时无法制作试验样本) , 测得的试验数据与现场实际土层情况有一定的差异。
(2) 受新构造运动及高承压水头、长期的水位波动及长期由南向北的径流环境作用下, 本场地各黏性土层中存在竖向导水裂隙。根据照片3-1, 粉质黏土失水干裂后, 竖向裂隙较发育。
照片3-1含姜石粉质黏土岩芯照片
(3) 工作区位于白泉泉域的西侧, 拟建工程自白泉泉群西侧走向北, 属于白泉泉域的排泄区 (图3-1) 。在强承压水头的作用下, 泉水透过具有一定渗透能力的黏性土层, 产生渗流。
(4) 工程勘察资料显示, 在济南东客站一带, 35m以下存在厚度超过15m的碎石、胶结黏性土含水层, 该层覆盖于石灰岩地层之上, 沟通岩溶水, 形成强承压水头, 通过黏性土的孔隙和竖向裂隙向上补给第四系孔隙水。
4 结论
拟建工程场区内的各黏性土层的室内外渗透系数试验结果具有差异性, 说明各土层存在不均质体, 各黏性土层土质并不均匀, 存在渗透系数大的情况, 就设计而言, 均质黏性土层的渗透系数可按照各土层的室内试验结果的平均值 (选剔除异常值后的平均值) 来考虑, 非均质黏性土的渗透系数建议按照最不利考虑, 即试验最大值考虑, 卵石的渗透系数建议按照野外抽水试验的结果来考虑。
摘要：济南东客站站房工程场区各黏性土层的室内外渗透系数试验结果具有差异性, 通过对场区地层、地下水分布及区域地质与水文情况的调查, 初步分析了这一差异性产生的原因, 并对该工程渗透系数取值提供建议。
关键词：孔隙微承压水,单孔稳定流试验,均质黏性土,姜石,竖向裂隙,渗流
参考文献
[1] 《工程地质手册》 (中国建筑出版社2007年2月第四版)
[2] 《铁路工程地质手册》 (中国铁道出版社2007年6月修改版)
[3] 《水文地质手册》 (地质出版社2006年4月)
[4] 《城市轨道交通岩土工程勘察规范》 (GB50307-2012)
[5] 张兰新, 徐扬, 张慧.济南白泉泉群形成机理研究[J].山东国土资源, 2017, 33 (8) :58-62.