降水试验报告.doc

_常州市轨道交通1号线一期工程TJ08标文化宫站 抽水试验报告精品资料 目 录第一章 工程概况2一、工程简介2二、工程地质条件2三、水文地质条件1四、基坑布井情况2第二章 基坑开挖前的抽水目的3一、疏干井开挖前抽水目的3二、降压井开挖前抽水目的3第三章 基坑疏干井群井抽水试验4第四章 基坑第2层泄压井群井抽水试验5一、试验实测承压水位初始水头埋深5二、基坑不同开挖深度需降承压水水头埋深5三、试验期间实测降压井单井平均出水量6四、试验实测水位降深与曲线见下表和下图6五、试验实测水位回复曲线7第五章 基坑第2a泄压井群井抽水试验8一、试验实测承压水位初始水头埋深8二、基坑不同开挖深度需降承压水水头埋深8三、试验期间实测降压井单井平均出水量9四、试验实测水位降深与曲线见下表和下图9五、试验实测水位回复曲线10第六章 群井试验小结10第一章 工程概况一、工程简介常州1号线文化宫站位于和平北路下南北向设置，车站为14m岛式站台地下三层车站，共设置3组风亭、3个出入口，车站有效站台中心线里程：SK21+525.182，南端头井与盾构区间设计分界里程为：SK21+414.962，北端头井（“刀把”处）与盾构区间设计分界里程为：SK21+732.095，车站净长317.133m，净宽21.3m，其中“刀把”部分长63.263m。1号线车站标准段基坑开挖深度约24.66m，端头井段约为26.36m。 拟建场地地理位置详见下图。图1.1拟建场地理地位置因本工程基坑开挖深度较深，坑底土体抗承压水稳定性问题比较突出。经底板稳定性分析，基坑开挖到一定深度后需采取减压降水措施。为充分观测和掌握承压水抽水引起对含水层地下水位变化特征，为基坑承压水运行提供依据，我司于3月20日对1号线文化宫站进行抽水试验。二、工程地质条件1、拟建场地位置及地形、地貌本标段车站场地位于常州市天宁区，地形较为平坦，地貌单元属冲湖积高亢平原区,勘查期间勘探孔孔口标高4.415.82m。2、区域地质条件：1号线车站基坑坑底位于1层粉质粘土层、-4层粉质粘土层、-4a层砂质粉土层中，开挖深度内以粉土、粉砂层为主，依次为层杂填土、-2层粘土、-1层粉土、-2层粉砂、-3粘土、-4粉质粘土、局部存在1粉质粘土和-4a粉土；开挖面以下依次为-1层粉质粘土、-2层粉砂。标准段地下墙墙趾插入-2层粉质粘土层，两端端头井地下墙墙趾插入-3层粘土。场地范围内地基土的构成与特征如下：时代成因土层编号土层名称层底埋深(m)层底标高(m)层厚(m)土层描述Q4ml填土1.6011.00-5.633.551.6011.00杂色，广泛分布，顶部多为沥青砼路面，中部主要为二灰碎石和灰土，下部主要为粉质粘土，含碎砖块及建筑垃圾，局部夹植物根茎等，土质不均。Q3al+l2粘土5.509.10-4.41-0.630.606.50灰黄色褐黄色，硬塑，中压缩性，含铁锰结核和高岭土，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。拟建场地内填土厚度较大处缺失。1粉土夹粉砂9.0012.80-8.03-3.681.406.30灰色，稍密为主，中压缩性，局部夹少量粉砂、粘性土，含少量姜结石，土质不均，摇振反应迅速。拟建场地内基本遍布，仅S16XBJ14、S16XBJ12孔缺失。2粉砂14.0020.00-15.34-8.953.209.90灰黄色，中密，中压缩性，主要成分为长石、石英，含少量云母及姜结石。拟建场地内均有分布。1粉质粘土17.2026.00-20.60-11.860.609.10灰色，软塑为主，中压缩性，含少量粉土，局部夹少量未分解腐植物,无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。拟建场地仅个别小范围呈薄层分布。3粘土21.3025.10-20.27-15.931.508.70黄褐色，硬塑，中压缩性，含少量铁锰结核，局部夹姜结石，直径为0.50cm2.00cm,无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。4粉质粘土23.0037.40-32.41-17.760.508.70灰黄色，软塑可塑，中压缩性，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。拟建场地内局部地段缺失。4a粉土24.0032.00-26.77-18.611.007.60灰黄色，中密，中压缩性，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低。为4层中夹层，拟建场地内断续分布。1粉质粘土26.4045.80-40.64-21.250.8019.00灰色，软塑为主，中压缩性，夹薄层粉土，局部夹腐植物，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。场地均有分布起伏较大。 2粉质粘土27.6041.30-35.63-22.830.904.90灰黄色褐黄色，可塑，中压缩性，局部夹少量可塑粘土及密实粉土团块，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。拟建场地局部地段分布。2粉砂34.1040.30-35.32-29.140.509.20灰色灰黄色，密实，中压缩性，含长石、石英及云母碎片，局部夹姜结石，直径为0.50cm2.00cm。厚度变化大，拟建场地局部缺失。Q2 al+l2粉质粘土38.0054.00-49.00-32.781.5017.50灰灰黄色，可塑为主，中压缩性，夹薄层粉土，局部夹姜结石，直径约为1.03.0cm，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，分布有起伏，仅局部缺失。2a粉土夹粉砂45.8051.20-46.39-41.020.706.30灰灰黄色，密实，中压缩性，局部夹粉土较多，具层理，含少量姜结石，直径约1.03.0cm，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低，拟建场地局部分布，为2层中夹层。3粘土52.7057.50-52.84-48.083.0017.20灰黄黄褐色，硬塑，中压缩性，含少量铁锰结核和高岭土，夹粉土，局部含少量姜结石，直径约1.02.0cm，最大直径约5.0cm，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。拟建场地内基本均有分布，仅局部缺失。3a粉土夹粉砂43.0046.30-41.05-38.370.602.10灰灰黄色，密实，中压缩性，局部夹粉土较多，具层理，含少量姜结石，直径约1.03.0cm，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低，拟建场地零星分布，为3层中夹层。4粉砂55.3064.60-59.55-50.751.4010.60灰黄色，密实，中压缩性，主要成分为长石、石英，局部含少量姜结石。拟建场地局部缺失。5粉质粘土60.0064.00-59.45-54.842.006.70灰色灰黄色，可塑硬塑，局部夹少量密实粉土及姜结石，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高，为中压缩性土。拟建场地内仅深部揭露。6粘土64.0068.10-63.27-58.922.208.60褐黄色，硬塑，中压缩性，含铁锰结核和高岭土，局部夹薄层粉砂及姜结石，直径约1.03.0cm，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。拟建场地内仅深部揭露。Q2L1粉砂未钻穿灰色，饱和，密实，主要成分为长石、石英，为中压缩性土，拟建场地内仅深部揭露。典型地质剖面图典型地质纵剖图图1.2典型地质剖面图三、水文地质条件常州市北临长江，南濒太湖，区内地表水系极为发育，为太湖上游高水网区。根据地下水埋藏条件，本区域地下水类型主要为潜水和承压水。 潜水潜水主要埋藏于填土中，局部区域以上层滞水形式存在，其主要补给源为大气降水、人工用水、地表径流，主要以蒸腾作用排泄，勘察期间测得潜水稳定水位埋深为1.104.5m，稳定水位标高约为4.020.9 m，平均水位标高(黄海标高)为2.63 m。 承压水第层承压水主要埋藏于1、2、4a、2层粉土、粉砂中，其主要补给源为大运河和长江水的侧向补给，排泄途径亦相同，水量较丰富。勘察期间测得其埋深为地面下3.46.3m，水位标高约为1.461.53m，标高平均为黄海高程0.05m，第I层承压水年变化幅度约1.0m。第层承压水主要赋存于2a、3a层、4a及1层砂土中，主要补给来源为上部含水层的越流补给、含水层顶板粘性土的压密释水以及区域上的侧向径流补给。其中3a、4及1层承压水埋藏较深，对本标段拟建工程基本无影响。勘察期间测得第2a层初始水位埋深为地面下4.48m，水位标高约为-0.06m。地层透水性评价文化宫地块地下空间基坑开挖及围护设计涉及地层主要有2、1、2、3、3、4、4a、1、2、2、2、2a、2b、3、3a、4层。其中1、2、3、4a、2、2a、3a层粉土、粉砂层透水性较强，其余各土层为粘性土，透水性较弱，详见下表。拟建场地地层透水性评价表 表1-1层号土层名称室内渗透试验抽水试验k（cm/s）建议值k（cm/s）透水性分级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粉土夹粉砂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粉质粘土6.0E-07不透水3粘土2.05E-0083.67E-0082.5E-07不透水4粉质粘土1.02E-0051.24E-0056.0E-06微透水4a粉土3.60E-0051.67E-0043.0E-04弱透水1粉质粘土5.63E-0087.54E-0086.0E-07不透水2粉质粘土2.0E-06微透水2粉砂2.44E-0043.80E-0045.18E-0035.2E-03中透水2粉质粘土5.56E-0081.61E-0072.0E-06微透水2a粉土夹粉砂5.0E-04弱透水2b粉质粘土夹粉土2.0E-05弱透水3粘土2.25E-0083.03E-0085.0E-07不透水3a粉土夹粉砂4.0E-04弱透水注：1、1层、2层、2抽水试验数据为参考邻近工点资料。2、1、2、2a、3a层渗透系数建议值系根据邻近工点资料结合当地经验共同所得。四、基坑布井情况针对基坑开挖深度范围内涉及（第层第4层）的潜水含水层和微承压水含水层：在基坑内布置30口疏干井，其编号分别为S1S30。同时在坑外侧布置11口第1、2层观测（兼备用、回灌）井和9口第4a层观测（兼备用、回灌）井，其编号为WG1WG11和GQ1GQ9。详细布置见下图。图1.3疏干降水井平面布置图针对第2层承压水：在基坑内布置7口泄压井和1口观测备用井，其编号分别为BY1BY7和GBY1。同时在坑外布设5口观测井，其编号为GB1GB5；针对第2a层承压水：在基坑内布置5口泄压井和1口观测备用井，其编号分别为JY1JY5和GJY1。同时在坑外布设4口观测井，其编号为GJ1GJ4。详细布置见下图。图1.5第层降水井平面布置图第二章 基坑开挖前的抽水目的一、疏干井开挖前抽水目的基坑成井施工后针对潜水，在成井结束后进行疏干井抽水，在基坑开挖前将坑内潜水降低到每层开挖面1.0m以下，在抽水时，主要完成以下内容：1、在基坑开挖前，测定潜水初始水位；2、确定单井出水量；3、检验疏干降水效果；4、通过群井预降水，检验基坑周围排水系统的排水能力。二、降压井开挖前抽水目的基坑泄压井成井施工结束后针对第2层和第2a层承压含水层进行试抽水试验，因此试验目的如下：1）测定承压水的初始水头埋深及单井出水量；2）检验降压井的降水效果，确定目前降压井数量能否满足基坑降压要求；3）为本基坑后期降压降水运行提供依据；4）检验现场施工用电及排水情况。第三章 基坑疏干井群井抽水试验我司在全部疏干降水井成井施工完毕后，于2016年3月30日起进行疏干井降水运行，其中留疏干井S1、S7、S19和S27作为观测井，疏干井群抽水试验均采用QDX5-40/1.1型潜水电泵进行抽水，单井出水量从大到小，最后降为1.63.2 m3/h不等，出水量衰减明显。从3月31日至4月05日累计抽水6天坑内外水位累计变化如下表所示：名称试验前初始水位（m）抽水6天时水位（m）变化量（m）备注S11.52-19.90-21.42坑内S71.95-19.91-21.86坑内S191.92-19.35-21.27坑内S271.75-19.63-21.38坑内WG13.923.74-0.18坑外第1、2层观测井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层观测井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日坑外水位没有一定的变化。通过上述水位观测，可以看出，本基坑地下围护没有明显渗漏现象。第四章 基坑第2层泄压井群井抽水试验我司于2016年3月30日至4月06日对本基坑进行了第2层群井试抽试验和停抽水位恢复试验。试验期间开起YB1YB7共7口泄压井，同时以GBY1为坑内观测井，GB1GB5为坑外观测井。一、试验实测承压水位初始水头埋深表4.1 基坑初始水位埋深表含水层井号GBY1GB1GB2GB3GB4GB5第2层初始水位深度（m）5.62.62.62.13.52.5注：水位埋深为自然地面以下； 二、基坑不同开挖深度需降承压水水头埋深验算第2层承压含水层的稳定性。根据建筑地基基础设计规范GB5007-2002(w.02.1）的规定，基坑底板的稳定条件为基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，即公式：sih wH Fs式中：h 坑底以下隔水层的覆土厚度（m）； si 基坑底至承压含水层顶板间的各层土的重度（kN/m3）； H 承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）； w 水的重度（kN/m3），取10kN/m3； Fs 抗承压水头稳定性安全系数，取1.1。表4.2 开挖深度hs-安全水头埋深D对应关系表 含水层开挖深度hs(m)需降水头h（m）安全水头埋深D (m)备注第2层15.505.6（初始水位）临界深度24.1124.47116.2616.9521.8622.55标准段25.53118.9724.57北端头26.01719.9025.50南端头25.39518.7124.31刀把端头根据稳定性计算，若第2层初始水位按5.60m计算，当基坑开挖至地面以下15.5 m处时，上覆土压力约为259.3kpa，基坑底板处于临界状态，应陆续开启泄压井，以保证基坑开挖的安全。三、试验期间实测降压井单井平均出水量YB1约为0.25m/h、YB2约为0.23m/h、YB3约为0.18m/h、YB4约为0.15m/h、YB5约为0.20 m/h、YB6约为0.16 m/h、YB7约为0.15 m/h。即7口泄压井单井平均水量约0.19m/h。抽水过程中前期水量相对较大，后期出水量逐渐稳定。四、试验实测水位降深与曲线见下表和下图为满足最大开挖深度的群井抽水：即：需降承压水水头19.90m，安全水头埋深为25.50m。抽水时间（min）开启试验井观测井水位降深/观测井水位埋深（m）GBY1GB1GB2GB3GB4GB54440YB1YB720/25.60/2.6-0.1/2.5-0.1/2.0-0.2/3.5-0.1/2.7图4.1坑内观测井水位动态变化曲线图五、试验实测水位回复曲线抽水井停抽后承压水水位开始恢复，通过观测GBY1在停抽后约12小时恢复到降深的16.7%；停抽后约24小时基本恢复到降深的27.2%；停抽后约48小时基本恢复到降深的46.4%。图4.2 坑内观测井GBY1水位动态变化曲线图第五章 基坑第2a泄压井群井抽水试验我司于2016年4月1日至4月6日对本基坑进行第2a层群井试抽试验和停抽水位恢复试验。试验期间总起JY1JY5共5口降压井，同时以GJY1为坑内观测井，GJ1GJ4为坑外观测井。一、试验实测承压水位初始水头埋深表5.1 基坑初始水位埋深表含水层井号GJY1GJ1GJ2GJ3GJ4第2a层初始水位深度（m）4.882.23.22.62.7注：水位埋深为自然地面以下. 二、基坑不同开挖深度需降承压水水头埋深验算第第2a层层承压含水层的稳定性。根据建筑地基基础设计规范GB5007-2002(w.02.1）的规定，基坑底板的稳定条件为基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，即公式：sih wH Fs式中：h 坑底以下隔水层的覆土厚度（m）；si 基坑底至承压含水层顶板间的各层土的重度（kN/m3）； H 承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）； w 水的重度（kN/m3），取10kN/m3； Fs 抗承压水头稳定性安全系数，取1.1。表5.2 开挖深度hs-安全水头埋深D对应关系表 含水层开挖深度hs(m)需降水头h（m）安全水头埋深D (m)备注第2a层19.4504.88（初始水位）临界深度24.1124.4718.849.5313.7214.41标准段25.53111.5516.43北端头26.01712.4817.36南端头25.39511.2916.17刀把端头根据稳定性计算，若第2a层初始水位按4.88 m计算，当基坑开挖至地面以下19.45 m处时，上覆土压力约为379.72kpa，基坑底板处于临界状态，应陆续开启降压井，以保证基坑开挖的安全。三、试验期间实测降压井单井平均出水量JY1约为0.12m/h、JY2约为0.11m/h、JY3约为0.13m/h、JY4约为0.12m/h、JY5约为0.1m/h。即5口降压井单井平均水量约0.11 m/h。抽水过程中前期水量相对较大，后期出水量逐渐稳定。四、试验实测水位降深与曲线见下表和下图为满足最大开挖深度的群井抽水：即：需降承压水水头12.48m，安全水头埋深为17.36m。抽水时间（min）开启试验井观测井水位降深/观测井水位埋深（m）GJY1GJ1GJ2GJ3GJ42800JY1JY512.58/17.37-0.2/2.00.1/3.2-0.3/2.30.2/2.9图4.1坑内观测井水位动态变化曲线图五、试验实测水位回复曲线抽水井停抽后承压水水位开始恢复，通过观测井GJY1在停抽后约12小时恢复到降深的12.8%；停抽后约24小时基本恢复到降深的22.2%；停抽后约48小时基本恢复到降深的4