臨江深基坑抽水試驗(yàn)數(shù)值模擬計(jì)算技術(shù)應(yīng)用

1、臨江深基坑抽水試驗(yàn)數(shù)值模擬計(jì)算技術(shù)應(yīng)用【摘要】 上海宇云項(xiàng)目基坑面積31450 ，設(shè) 4 層地下室。開(kāi)挖深度為19.4m。基坑?xùn)|側(cè)地下室邊線(xiàn)與江堤堤角的距離為56.34m ， TRD水泥土攪拌墻與江堤堤角距離為 53.14m。賦存于砂土層中的承壓水，與長(zhǎng)江水有一定的水力聯(lián)系，其水位變化受長(zhǎng)江水位變化影響，水量豐富；場(chǎng)區(qū)下部砂層承壓水含水層平均滲透系數(shù)18.29m/d 。深基坑開(kāi)挖過(guò)程中地下水位控制十分重要。【關(guān)鍵詞】 臨江深基坑承壓水滲透系數(shù)粉砂互層1、工程概況上海宇云項(xiàng)目深基坑位于武漢市江漢區(qū)沿江大道以西、民生路以南、黃陂街以東、南臨長(zhǎng)航大廈等建筑?；?xùn)|側(cè)地下室結(jié)構(gòu)退紅線(xiàn) 7.5m，紅線(xiàn)外

2、為沿江大道，沿江大道寬約 40m，為城市主干道，包含人行道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道、綠化隔離帶及機(jī)動(dòng)車(chē)雙向四車(chē)道。車(chē)流量較大。沿江大道東側(cè)為長(zhǎng)江，深基坑處于漢口沿江堤堤內(nèi)，為級(jí)堤防，相應(yīng)堤防樁號(hào)為40+215 40+315。地下室邊線(xiàn)與堤角的距離為 56.34m ， TRD水泥土攪拌墻與堤角距離為53.14m。基坑南側(cè)地下室退紅線(xiàn)約 2223m，紅線(xiàn)外為既有建筑長(zhǎng)航大廈，主樓 27 33層，裙房 4 8層，設(shè)有一層地下室，基礎(chǔ)埋深 8.7m，底板厚 2.6m ，工程樁勘入中風(fēng)化巖 0.5m ，距離本工程地下室約 38m。西南側(cè)為兩棟還建樓工程，設(shè)有兩層地下室，普遍埋深10.6m ，工程樁為鉆孔灌注樁至基巖

3、。西側(cè)地下室結(jié)構(gòu)退紅線(xiàn)6m，紅線(xiàn)外為黃陂街，寬約20m，道路西側(cè)分布有較多的多層住宅，距離本工程地下室約26 28m?；?xùn)|北側(cè)地下室結(jié)構(gòu)退紅線(xiàn)7.2 7.8m，紅線(xiàn)外為民生路，寬約30m，道路北側(cè)為和記黃埔地產(chǎn)在建工地。紅線(xiàn)內(nèi)場(chǎng)地西北側(cè)分布一幢16層保留居民樓，距離本工程地下室9 11m，在基坑一倍開(kāi)挖深度范圍內(nèi)，采用300 300預(yù)制樁，接頭采用硫磺膠泥焊接接頭，本工程基坑底板開(kāi)挖面位于樁端下部1200mm?；娱_(kāi)挖深度由未整平的自然地面起算，至基坑底板一般埋置深度為19.4m ，局部深度達(dá)到25.5m 。深基坑采用TRD地下連續(xù)墻做落底式止水帷幕，TRD連續(xù)墻底部位于中風(fēng)化泥巖層中，深度

4、約5759米。2014 年 9 月 2014 年 10 月，中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所進(jìn)行了深基坑現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)工作。2、場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件2.1 場(chǎng)區(qū)地形地貌勘探期間場(chǎng)區(qū)正在拆除原有建筑物， 場(chǎng)地地勢(shì)較為平坦， 場(chǎng)地標(biāo)高在 25.11 26.17米之間。場(chǎng)區(qū)地貌單元屬長(zhǎng)江一級(jí)階地。2.2 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件在勘探深度范圍內(nèi)， 擬建場(chǎng)區(qū)地層按各巖土層的成分、成因及工程性質(zhì)等自上而下依次可分為：雜填土（ml粉質(zhì)粘土夾粉土（ Qal+pl）； -2粉質(zhì)粘土與粉土、Q ）； -14粉砂互層（ Q4al+pl）；-1粉細(xì)砂；al+plal+pl）；-2 粉細(xì)砂（ Q4）；中細(xì)砂夾卵礫石（ Q4強(qiáng)

5、風(fēng)化泥巖（ S）；中風(fēng)化泥巖（ S）。各巖土層名稱(chēng)和巖性描述如下：雜填土：場(chǎng)區(qū)內(nèi)普遍分布，以灰褐色、灰黃色為主，夾有其他雜色，以碎石、磚塊等建筑垃圾為主， 含少量粘性土。場(chǎng)區(qū)有原建筑物老基礎(chǔ)， 局部地段底部含少量粉土。堆積年限超過(guò) 10 年。層厚 3.0 6.6 米不等。結(jié)構(gòu)松散，均勻性較差，強(qiáng)度低。 -1 粉質(zhì)粘土夾粉土：場(chǎng)區(qū)內(nèi)僅少數(shù)孔缺失。以灰褐色為主，軟塑流塑，濕飽和，含鐵錳氧化物，少量有機(jī)質(zhì)，粉土含量不等，稍密狀態(tài)，層理清晰。偶夾粉砂，層頂埋深 3.0 6.6 米，層厚 1.2 8.2 米不等。強(qiáng)度較低，壓縮性較高。 -2 粉質(zhì)粘土與粉土、粉砂互層：場(chǎng)區(qū)內(nèi)普遍分布，灰褐色，稍密，飽和，

6、少量云母。粉質(zhì)粘土為可塑軟塑狀態(tài)，呈薄層狀?yuàn)A于粉砂中，粉土呈稍密中密狀態(tài)。層理清晰。層頂埋深 4.0 13.0 米，層厚 6.7 17.8 米不等。有一定強(qiáng)度，壓縮性中等偏高。 -1 細(xì)砂：場(chǎng)區(qū)內(nèi)普遍分布。青灰色、灰色，飽和，中密，少量云母，局部地段夾少量粘性土和粉土薄層。層頂埋深 15.4 24.6 米，層厚 1.6 15.7 米不等。強(qiáng)度中等，壓縮性中等。 -1a 粉質(zhì)粘土：呈透鏡體狀（ 55#、56#）分布于 -1 細(xì)砂層，灰褐色，可塑，含有機(jī)質(zhì)、螺殼碎片。層頂埋深 21.8 22.4 米，層厚 1.4 2.2 米不等。壓縮性中等。 -2 粉細(xì)砂：場(chǎng)區(qū)內(nèi)普遍分布。青灰色、灰色，飽和，密實(shí)

7、，少量云母，偶夾少量粉土。層頂埋深24.4 33.5 米，層厚 23.0 29.2 米不等。強(qiáng)度較高，壓縮性較低。局部地段底部偶夾少量中粗砂、礫石。 -2a 粉質(zhì)粘土：呈透鏡體狀（ 16#、 19#、36#、39#、 49#）分布于 -2 細(xì)砂層，灰褐色，可塑硬塑狀態(tài)，少量鐵質(zhì)氧化物，含有機(jī)質(zhì)，螺殼碎片。層頂埋深 33.2 46.2 米，層厚 0.6 6.8 米不等。壓縮性中等。中細(xì)砂夾卵礫石： 場(chǎng)區(qū)內(nèi)局部孔缺失。 褐色、灰褐色，飽和，密實(shí)，中細(xì)砂為主，局部夾大量粉細(xì)砂。大量礫石，少量卵石，卵石含量 5-10%，直徑約 3-5cm，礫石含量約 20%-40%，粒徑 0.5-2cm ，成分為石英

8、砂巖。 層頂埋深 52.3 56.0 米，層厚 0.5 3.3米不等。強(qiáng)度高，壓縮性低。強(qiáng)風(fēng)化泥巖：灰色，稍濕，母巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，裂隙很發(fā)育，巖體破碎，風(fēng)化成土柱狀， 手捏即散。巖性主要為泥巖， 夾有泥質(zhì)粉砂巖呈互層狀，局部夾有為完全風(fēng)化巖塊，泥質(zhì)膠結(jié)，采芯率 60-80%。層頂埋深 52.0 57.2 米，層厚 0.7 9.3 米不等。強(qiáng)度高，壓縮性低。中風(fēng)化泥巖：灰色，結(jié)構(gòu)部分破壞，礦物成分基本未變，風(fēng)化裂隙發(fā)育，裂隙面方解石脈充填，巖性主要為泥巖，夾有泥質(zhì)粉砂巖呈互層狀，巖芯多呈短柱狀，少許塊狀。泥質(zhì)膠結(jié)，采芯率60-80%。巖體完整程度為破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為級(jí)。

9、該層巖石泥巖巖塊抗壓強(qiáng)度為5.1Mpa，泥質(zhì)粉砂巖巖塊抗壓強(qiáng)度為11.5Mpa，均為軟巖。層頂埋深 53.5 64.5 米，本次鉆探未鉆穿。2.3 場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)條件場(chǎng)地地下水主要為上層滯水及下部承壓水。 上層滯水主要由地表水源、 大氣降水和生活用水補(bǔ)給，無(wú)統(tǒng)一的自由水面，水位及水量隨地表水源、 大氣降水和生活用水排放量的影響而波動(dòng)。承壓水賦存于下部砂性土層中，水量大且相對(duì)較穩(wěn)定， 具統(tǒng)一承壓水位，與長(zhǎng)江有較密切的水力聯(lián)系，水位因長(zhǎng)江水位季節(jié)性變化而變化。場(chǎng)區(qū)內(nèi)第 -1 層粉質(zhì)粘土夾粉土層為具有垂直向弱透水性的交互層，-2 層粉質(zhì)粘土與粉土、粉砂互層局部粘性土含量較高則弱透水，粉細(xì)砂含量高則透水

10、， 這里按最不利原則考慮， -2 層粉質(zhì)粘土與粉土、粉砂互層即按透水層考慮。3、降水目的本工程基坑已采用 TRD工法水泥土攪拌墻隔斷承壓水層， 因此本工程基坑降水的主要目的為坑內(nèi)土體疏干。為了控制風(fēng)險(xiǎn)，還應(yīng)在基坑內(nèi)外設(shè)置一定數(shù)量的備用井、觀(guān)測(cè)井等，確保承壓水控制有效。同時(shí)，在 TRD水泥土攪拌墻及地下連續(xù)墻完成后， 施工部分抽水井及觀(guān)測(cè)井再次進(jìn)行抽水試驗(yàn)，檢驗(yàn)坑內(nèi)外水力聯(lián)系情況，如抽水試驗(yàn)表明，止水帷幕質(zhì)量可靠，坑內(nèi)外水力聯(lián)系不大時(shí)，應(yīng)將坑內(nèi)水位降至坑底以下，檢驗(yàn)降水井及水泵配置能力； 如止水帷幕有滲漏現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行回灌效果檢驗(yàn)和分析，并通過(guò)計(jì)算反演定量分析， 確定基坑滲透量和滲漏位置，提出滲漏

11、補(bǔ)強(qiáng)措施?？觾?nèi)疏干井的主要作用如下：（ 1）加固基坑底的土體，提高坑底土體強(qiáng)度，從而減少坑底隆起和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量，防止坑外地表過(guò)量沉降。（ 2）開(kāi)挖深度范圍內(nèi)的土體疏干有利于開(kāi)挖過(guò)程中臨時(shí)邊坡穩(wěn)定，防止滑坡。（ 3）疏干開(kāi)挖范圍內(nèi)土體中的地下水，方便挖掘機(jī)和工人在坑內(nèi)施工作業(yè)；（ 4）減小下部承壓含水層的水頭壓力，防止基坑底板管涌、突涌等不良現(xiàn)象的發(fā)生，確?；拥装宓姆€(wěn)定性。（ 5）作為降壓備用井，作為承壓水控制的應(yīng)急預(yù)案。4、抽水試驗(yàn)完成工作量本次深基坑抽水試驗(yàn)完成工程量匯總見(jiàn)表 4-1。表 4-1抽水試驗(yàn)完成工作量匯總表序號(hào)項(xiàng)目數(shù)量備注1降水井施工4口井總長(zhǎng)度 165米3口井深度 40米

12、，1 口井深度 45米2觀(guān)測(cè)井8口井總長(zhǎng)度 240米每口井長(zhǎng)度 30米3抽水試驗(yàn)4組每組抽水試驗(yàn)包括：1口降水井和 2口觀(guān)測(cè)井計(jì)算 TRD的滲透系數(shù)；4數(shù)值模擬計(jì)算分析1項(xiàng)計(jì)算 TRD墻的滲水量；計(jì)算基坑開(kāi)挖需用降水井?dāng)?shù)量5、抽水試驗(yàn)5.1降水井和觀(guān)測(cè)井的布置本次抽水試驗(yàn)設(shè)計(jì)按基坑底相對(duì)標(biāo)高為-19.6m-25.5m 進(jìn)行。降水井及觀(guān)測(cè)井布置如下：（ 1）降水井布置： 4 口，編號(hào) CSD1CSD4，均布置在基坑內(nèi)側(cè) , 其中東側(cè)布置 2 口,北側(cè)布置 1 口，西側(cè)布置 1 口，水井深度 40m45m。（ 2）基坑內(nèi)水位觀(guān)測(cè)井： 4 口，編號(hào) KLD1KLD4，在基坑內(nèi)距降水井 15m 26m

13、處，水井深度 30m。（ 3）基坑外水位觀(guān)測(cè)井： 4 口，編號(hào) KWD1KWD4，設(shè)置在基坑 TRD連續(xù)墻外側(cè)靠近降水井處，水井深度 30m。降水井及觀(guān)測(cè)井布置見(jiàn)附圖5.1-1 所示。KWD1與長(zhǎng)江岸邊距離約 55 米，KWD2與長(zhǎng)江岸邊距離約 52 米，KWD3與長(zhǎng)江岸邊距離約 165 米，由于 TRD連續(xù)墻做止水帷幕，按折線(xiàn)計(jì)算 KWD4與長(zhǎng)江的岸邊距離約 320 米。KWD1與 CSD1的距離約 9.80 米，KWD1與 TRD墻外側(cè)面的距離約 0.6 米，KND1與 CSD1 的距離約 23.71 米。KWD2與 CSD2的距離約 20.32 米， KWD2與 TRD墻外側(cè)面的距離約

14、3.5 米， KND2與CSD2的距離約 25.53 米。KWD3與 CSD3的距離約 9.62 米，KWD3與 TRD墻外側(cè)面的距離約 1.5 米，KND3與 CSD3 的距離約 15.27 米。KWD4與 CSD4的距離約 13.57 米， KWD4與 TRD墻外側(cè)面的距離約 2.5 米， KND4與CSD4的距離約 9.96 米。圖 5.1-1 抽水試驗(yàn)井點(diǎn)布置圖5.2管井施工降水井成孔采用沖擊鉆進(jìn)，成孔口徑 600mm，井壁管和濾水管管徑 250mm，壁厚 3mm，單管長(zhǎng) 5.0m 左右，井管材質(zhì)為直縫鋼管，濾水管管眼直徑為 1.6cm，間距為 5.0cm，呈梅花狀交錯(cuò)布置， 孔隙率大

15、于 20%，外壁墊筋骨架包尼龍網(wǎng) (60 目)纏鐵絲。降水井井管總長(zhǎng)為 40.045m，其中井壁管 29.034m，濾水管 15.0m，沉淀管 1.0m。井管下置過(guò)程中電焊連接。水位觀(guān)測(cè)井采用采用回旋鉆進(jìn)，成孔直徑 168mm，成孔深度 30m，成孔后下入帶有水孔的 90mm 塑料管至孔口，有小孔段的塑料管外包裹一層透水土工布。濾水管管眼直徑為 1.0cm，間距為 4.5cm，呈梅花狀交錯(cuò)布置，孔隙率大于 20%，外壁包尼龍網(wǎng)(60 目)纏鐵絲。井管下入后， 在井管與孔壁的環(huán)狀間隙投入碎平砂或米石， 降水井投料高度大于 18 米，觀(guān)測(cè)井投料高度大于 11 米，上部間隙采用搗碎后的風(fēng)干粘土球充填

16、。成井施工時(shí)， 當(dāng)井管下到設(shè)計(jì)深度后立即投放礫料， 投料時(shí)邊投料邊向井管內(nèi)注水，以清洗濾料及濾網(wǎng)，投料到設(shè)計(jì)深度后向井孔內(nèi)投放粘土球進(jìn)行封孔止水。 封孔成井后及時(shí)下泵進(jìn)行了機(jī)械洗井和觀(guān)測(cè)孔靈敏度檢驗(yàn)， 洗井至水清含砂量少于萬(wàn)分之一為止。6、現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)觀(guān)測(cè)抽水設(shè)備采用電潛水泵，電源采用現(xiàn)場(chǎng)電源， 出水量測(cè)量采用水表；水位觀(guān)測(cè)采用電測(cè)儀觀(guān)測(cè)。6.1初值觀(guān)測(cè)抽水試驗(yàn)前，先記錄各觀(guān)測(cè)井靜止水位。6.2動(dòng)水位、出水量觀(guān)測(cè)3在抽水試驗(yàn)過(guò)程中，水泵的抽排水能力設(shè)定為80m/h 。對(duì)降水井和水位觀(guān)測(cè)井在正式抽水試驗(yàn)開(kāi)始后第 1、5、10、 15、30 分種各觀(guān)測(cè) 1 次，以后每隔 30 分鐘觀(guān)測(cè) 1 次，至

17、到水位穩(wěn)定。對(duì)降水井監(jiān)測(cè)水位的同時(shí)應(yīng)記錄水井涌水量。抽水期間，降水井涌水中含砂量監(jiān)測(cè)每2小時(shí) 1次。6.3穩(wěn)定水位觀(guān)測(cè)抽水試驗(yàn)水位穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)： 在穩(wěn)定時(shí)間段，單位時(shí)間涌水量波動(dòng)值不超過(guò)正常流量的5%，降水井水位波動(dòng)值不超過(guò)水位降低值的 1%，連續(xù) 2 小時(shí)內(nèi)水位變化小于 2cm。若觀(guān)測(cè)孔水位與區(qū)域水位變化幅值度趨于一致，也視為抽水試驗(yàn)水位穩(wěn)定。抽水試驗(yàn)穩(wěn)定水位觀(guān)測(cè)歷時(shí)13 天。觀(guān)測(cè)頻率：每半小時(shí)觀(guān)測(cè)1 次。抽水期間，降水井涌水中含砂量監(jiān)測(cè)每2小時(shí) 1次。6.4恢復(fù)水位觀(guān)測(cè)抽水試驗(yàn)結(jié)束，需進(jìn)行恢復(fù)水位觀(guān)測(cè)。抽水停止時(shí)第1 次，以后每 30 分鐘觀(guān)測(cè) 1 次，至到水位穩(wěn)定。水位恢復(fù)觀(guān)測(cè)歷時(shí)約1 天。

18、1、5、10、15、30 分鐘各觀(guān)測(cè)6.5觀(guān)測(cè)精度觀(guān)測(cè)精度控制：出水量的觀(guān)測(cè)誤差應(yīng)小于5%，降水井水位觀(guān)測(cè)誤差為10 mm，觀(guān)測(cè)井水位觀(guān)測(cè)誤差為 5 mm。6.6試驗(yàn)結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)TRD止水效果判定標(biāo)準(zhǔn)由深基坑設(shè)計(jì)單位上海申元巖土有限公司提出： 抽水試驗(yàn)過(guò)程中，坑底承壓水頭降深應(yīng)超過(guò) 10 米，坑外觀(guān)測(cè)井承壓水頭降深不超過(guò) 1 米； TRD連續(xù)墻的滲透系數(shù)小于或等于數(shù)量級(jí) 10-8 m/s。根據(jù)建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范 (JGJ/T111-98) 第 7.4.3 條，全部降水運(yùn)行時(shí)，抽排水的含砂量應(yīng)符合下列規(guī)定：粗砂含量應(yīng)小于 1/50000 ；中粗砂含量應(yīng)少于 1/20000 ；細(xì)砂含量應(yīng)少

19、于 1/10000 。本次抽水試驗(yàn)，降水井最大深度為 45 米，一般為 40 米，其濾管位于細(xì)砂層中，因此，降水井抽排水的含砂量應(yīng)小于1/10000 。7、抽水試驗(yàn)結(jié)果7.1第 1 組抽水試驗(yàn)結(jié)果第 1 組抽水試驗(yàn)從 9 月 23 日 8:20 開(kāi)始至 9 月 28 日 8:30 結(jié)束，試驗(yàn)結(jié)果如表 7.1-1 所示。根據(jù)表 7.1-1 可知，降水井水位下降 9.37m，基坑外側(cè)水位下 0.92 m，基坑外側(cè)穩(wěn)定水位受長(zhǎng)江水位影響。前 2 小時(shí)降水井水的含砂量大于 1/10000 ，其它時(shí)段降水井的含砂量均小于 1/10000 ，滿(mǎn)足含砂量控制標(biāo)準(zhǔn)。表 7.1-1 第 1 組抽水試驗(yàn)結(jié)果與 C

20、SD1點(diǎn)管口高程初始水位水位最大降結(jié)束時(shí)水位測(cè) 點(diǎn)/ 米/ 米深 /米降深 /米距離/米降水井26.2521.059.370.38CSD1坑內(nèi)觀(guān)測(cè)井26.1421.143.470.3423.71KND1坑外觀(guān)測(cè)井25.3821.530.920.519.80KWD1圖 7.1-1第 1 組抽水試驗(yàn)水位下降量S時(shí)間 t 的過(guò)程曲線(xiàn)7.2第 2 組抽水試驗(yàn)結(jié)果第 2 組抽水試驗(yàn)從 9 月 17 日 10:40 開(kāi)始至 9 月 22 日 8:00 結(jié)束，試驗(yàn)結(jié)果如表 7.2-1 所示。根據(jù)表 7.2-1 可知，降水井水位下降 18.89m，基坑外側(cè)水位下 0.20 m ，基坑外側(cè)穩(wěn)定水位受長(zhǎng)江水位影響

21、。前 2 小時(shí)降水井水的含砂量大于 1/10000 ，其它時(shí)段降水井的含砂量均小于 1/10000 ，滿(mǎn)足含砂量控制標(biāo)準(zhǔn)。表 7.2-1 第 2 組抽水試驗(yàn)結(jié)果與 CSD2點(diǎn)管口高程初始水位水位最大降結(jié)束時(shí)水位測(cè) 點(diǎn)/ 米/ 米深 /米降深 /米距離/米降水井26.1620.3118.890.08CSD2坑內(nèi)觀(guān)測(cè)井26.0920.301.460.0325.53KND2坑外觀(guān)測(cè)井25.5919.940.20-0.1720.32KWD27.3第 3 組抽水試驗(yàn)結(jié)果第 3 組抽水試驗(yàn)從 9 月 30 日 15:30 開(kāi)始至 10 月 5 日 9:00 結(jié)束，試驗(yàn)結(jié)果如表 7.3-1 所示。根據(jù)表 7

22、.3-1 可知，降水井水位下降 18.89m，基坑外側(cè)水位下 0.20 m ，基坑外側(cè)穩(wěn)定水位受長(zhǎng)江水位影響。前 2 小時(shí)降水井水的含砂量大于 1/10000 ，其它時(shí)段降水井的含砂量均小于 1/10000 ，滿(mǎn)足含砂量控制標(biāo)準(zhǔn)。表 7.3-1 第 3 組抽水試驗(yàn)結(jié)果與 CSD3點(diǎn)管口高程初始水位水位最大降結(jié)束時(shí)水位測(cè) 點(diǎn)/ 米/ 米深 /米降深 /米距離/米降水井26.2020.0427.670.32CSD3坑內(nèi)觀(guān)測(cè)井25.8120.891.090.2315.27KND3坑外觀(guān)測(cè)井26.1820.390.630.599.62KWD37.4第 4 組抽水試驗(yàn)結(jié)果第 4 組抽水試驗(yàn)從 10 月

23、17 日 9:00 開(kāi)始至 10 月 20 日 11:00 結(jié)束，試驗(yàn)結(jié)果如表7.4-1 所示。根據(jù)表 7.4-1 可知，降水井水位下降 12.01m，基坑外側(cè)水位下 0.55 m ，基坑外側(cè)穩(wěn)定水位受長(zhǎng)江水位影響。降水井施工完成后，有泥漿從管口頂部滲入，前 4 小時(shí)降水井水的含砂量大于 1/10000 ，其它時(shí)段降水井的含砂量均小于 1/10000 ，滿(mǎn)足含砂量控制標(biāo)準(zhǔn)。表 7.4-1 第 4 組抽水試驗(yàn)結(jié)果與 CSD4點(diǎn)管口高程初始水位水位最大降結(jié)束時(shí)水位測(cè) 點(diǎn)/ 米/ 米深 /米降深 /米距離/米降水井25.7517.0512.010.55CSD4坑內(nèi)觀(guān)測(cè)井25.7817.122.530

24、.569.96KND4坑外觀(guān)測(cè)井25.1620.330.550.2813.57KWD47.5基樁施工對(duì)抽水試驗(yàn)結(jié)果的影響分析第 1 組抽水試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)， CSD1和 KND1周邊的基樁已全部施工完成；第4 組抽水試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，CSD4和 KND4周邊的基樁已部分施工完成； 第 2 組和第 3 組抽水試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，CSD2、 KND2、 CSD3和 KND3周邊的基樁均未施工。根據(jù)基樁施工工藝，部分基樁完成時(shí)，上部采用 18 米-20 米左右的空孔，改變了上部土體的整體透水性能。 因此，第 1 組和第 4 組的抽水試驗(yàn)結(jié)果與以后基坑開(kāi)挖的狀態(tài)基本一致，第 2 組和第 3 組抽水試驗(yàn)結(jié)果與原始土層的狀態(tài)

25、一致。3抽水試驗(yàn)過(guò)程中單位排水量基本穩(wěn)定時(shí)，降水井 CSD1的單位涌水量最大約82m/h ，降水井 CSD4的單位涌水量較大約3，降水井 CSD2的單位涌水量較小約3，降80m/h61m/h3水井 CSD3的單位涌水量最小約46m/h 。坑內(nèi)水位觀(guān)測(cè)井KND1中水位最大降深最大為3.47 米， KND4中水位最大降深較大為 2.53 米， KND2中水位最大降深較小為 1.46 米，KND3中水位最大降深最小為 1.09 米。7.6長(zhǎng)江水位變化對(duì)坑外水位觀(guān)測(cè)井的影響分析為了觀(guān)測(cè)坑外水位與長(zhǎng)江水位變化的關(guān)系， 2014 年 10 月 14 日至 2014 年 10 月 20 日，觀(guān)測(cè) KWD2的

26、水位變化情況，如圖 7.6-1 所示。由圖 7.6-1 可知，不考慮觀(guān)測(cè)期間坑內(nèi)水位對(duì)坑外影響， 坑外水位變化與長(zhǎng)江水位變化明顯相關(guān)， 觀(guān)測(cè)期間坑外水位下降量與長(zhǎng)江水位下降量之比約為 0.44 。圖 7.6-1 KWD2 水位和長(zhǎng)江水位變化曲線(xiàn)7.7深基坑數(shù)值模擬計(jì)算分析建議采用值深基坑數(shù)值模擬計(jì)算時(shí)，一般不計(jì)算長(zhǎng)江水位變化對(duì)基坑外側(cè)水位影響。 因此，數(shù)值模擬計(jì)算分析采用的基坑外側(cè)水位應(yīng)去掉長(zhǎng)江水位變化對(duì)基坑外側(cè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)水位的影響。因此，本次深基坑數(shù)值模擬計(jì)算分析計(jì)算建議取值如表7.7-1 。表 7.7-1 抽水試驗(yàn)數(shù)值模擬計(jì)算建議取值與 CSD1點(diǎn)管口高程初始水位水位最大降結(jié)束時(shí)水位測(cè) 點(diǎn)距離

27、/米/ 米/ 米深 /米降深 /米降水井26.2521.059.370.38CSD1坑內(nèi)觀(guān)測(cè)井23.7126.1421.143.470.34KND1坑外觀(guān)測(cè)井25.3821.530.52-9.80KWD1與 CSD2點(diǎn)管口高程初始水位水位最大降結(jié)束時(shí)水位測(cè) 點(diǎn)米/ 米/ 米深 / 米降深 /米距離 /降水井26.1620.3118.890.08CSD2坑內(nèi)觀(guān)測(cè)井26.0920.301.4550.0325.53KND2坑外觀(guān)測(cè)井25.5919.940.27-20.32KWD2與 CSD3點(diǎn)管口高程初始水位水位最大降結(jié)束時(shí)水位測(cè) 點(diǎn)米/ 米/ 米深 / 米降深 /米距離 /降水井26.2020.0

28、427.670.32CSD3坑內(nèi)觀(guān)測(cè)井25.8120.891.090.2315.27KND3坑外觀(guān)測(cè)井26.1820.390.28-9.62KWD3與 CSD4點(diǎn)管口高程初始水位水位最大降結(jié)束時(shí)水位測(cè) 點(diǎn)米/ 米/ 米深 / 米降深 /米距離 /降水井25.7517.0512.010.55CSD4坑內(nèi)觀(guān)測(cè)井25.7817.122.530.569.96KND4坑外觀(guān)測(cè)井25.1620.330.400.2813.57KWD48、深基坑抽水試驗(yàn)數(shù)值模擬計(jì)算8.1基于 SEEP/W軟件的基坑降水滲流分析8.1.1 SEEP/W軟件簡(jiǎn)介SEEP/W是加拿大 GEO-SLOPE系列軟件中的一種，是一個(gè)能夠

29、模擬多孔介質(zhì)（如土體和巖石）中地下水的運(yùn)動(dòng)和孔隙水壓力分布的滲流有限元數(shù)值模擬軟件，該軟件包容廣泛的計(jì)算公式使它能夠分析簡(jiǎn)單和非常復(fù)雜的滲流問(wèn)題。 SEEP/W軟件已經(jīng)在巖土工程、土木工程、水文地質(zhì)工程和采礦工程的分析和設(shè)計(jì)中得到比較廣泛的應(yīng)用。8.1.2計(jì)算模型及邊界條件上海宇云項(xiàng)目，原場(chǎng)地高程 25.8m，基坑開(kāi)挖深度 19.6 25.5m，采用 800 地下連續(xù)墻，外側(cè)采用 850 厚 TRD工法施工水泥土墻落底式帷幕。 抽水井直徑 0.6m，井深 4045m，井壁管 29.0 34m，濾水管 15.0m，沉淀管 1.0m。有限元模型以基坑為中心，一側(cè)邊界線(xiàn)以長(zhǎng)江岸坡為界， 另一側(cè)以抽水

30、井影響半徑為依據(jù)， 取距離 TRD墻外邊線(xiàn) 200m，模型概化成非均質(zhì)、非穩(wěn)定地下水滲流系統(tǒng)。典型斷面實(shí)體模型見(jiàn)圖 8.1.2-1 ，典型斷面有限元網(wǎng)格劃分如圖 8.1.2-2 所示。根據(jù)工程地質(zhì)資料， 計(jì)算模型滲流場(chǎng)的初始邊界條件為： 基坑內(nèi)降水井的濾管部分為透水邊界，抽水井水頭為抽水時(shí)的控制水頭。由于工程場(chǎng)地開(kāi)闊，地下水流量充沛，根據(jù)基坑降水的影響半徑，認(rèn)為基坑兩側(cè)遠(yuǎn)離降水井的邊界，地下水位恒定，為定水頭邊界；模型底層為中風(fēng)化泥巖，其滲透系數(shù)取為 1E-8m/s。根據(jù)含水層水平向與豎向的滲透性質(zhì)，假定地層均質(zhì)各向同性。圖 8.1.2-1基坑斷面實(shí)體模型圖 8.1.2-2基坑斷面有限元網(wǎng)格8

31、.1.3 TRD連續(xù)墻的滲透系數(shù)反演根據(jù)已有的勘察報(bào)告中地質(zhì)資料，綜合室內(nèi)土工試驗(yàn)和本地經(jīng)驗(yàn)，選取各土層滲透系數(shù)如表 8.1.3-1 所示。表 8.1.3-1 各土層滲透系數(shù)土層（結(jié)構(gòu)）名稱(chēng)層厚（ m）重度（ kN/m3）滲透系數(shù)（ m/s）雜填土4.6-9.6185.0E-6粉質(zhì)粘土夾粉土3.0-12.418.55.96E-8粉質(zhì)粘土與粉土、粉砂互層4.6-15.918.44.61E-7細(xì)砂0.8-23.7182.12E-4強(qiáng)風(fēng)化泥巖0.3-2.5202.0E-7中風(fēng)化泥巖-201.0E-8以 CSD1-CSD3抽水約 4天（ 96小時(shí)）、CSD4抽水 2天（ 48小時(shí)）的坑外觀(guān)測(cè)井水位降深

32、為依據(jù)，通過(guò)抽水試驗(yàn)反演得到不同抽水井處 TRD滲透系數(shù)見(jiàn)表 8.1.3-2 。由表 8.1.3-2 可見(jiàn)，抽水試驗(yàn)坑外降深計(jì)算值與實(shí)測(cè)值兩者相差不大，在工程允許的誤差之內(nèi)，證明模型計(jì)算與實(shí)際情況吻合較好， TRD反演的計(jì)算參數(shù)符合實(shí)際要求，反演得到 TRD平均滲透系數(shù)變化區(qū)間為 2.08E-8m/s 9.72E-8m/s，不同區(qū)域滲透性離散性較大，但在同一數(shù)量級(jí)，滿(mǎn)足滲透系數(shù)小于或等于數(shù)量級(jí)10-6的設(shè)計(jì)要求。cm/s表 8.1.3-2 反演得到 TRD滲透系數(shù)抽水井坑外觀(guān)測(cè)井TRD滲透系數(shù)反演值降深距抽水井距編號(hào)試驗(yàn)降深（ m）計(jì)算降深（ m）（m/s ）編號(hào)離（ m）（ m）CSD19.

33、5KWD19.80.520.512.78E-8CSD218.9KWD220.320.270.282.08E-8CSD327.7KWD39.620.280.297.78E-8CSD412.0KWD413.570.400.389.72E-8抽水前與抽水后基坑斷面水頭及水壓力分布計(jì)算結(jié)果表明， 在抽水井處水位急劇下降，形成明顯的降落漏斗；在抽水井周?chē)μ荻容^大，并向邊界方向逐漸減小。水頭等值線(xiàn)在坑外稀疏，說(shuō)明降深較小；坑內(nèi)較密，說(shuō)明降深較大。由此可見(jiàn)由于 TRD的防滲作用，使坑外地下水很難進(jìn)入坑內(nèi)，說(shuō)明 TRD的隔水效果明顯。8.1.4基坑開(kāi)挖過(guò)程中坑外水位預(yù)測(cè)在反演的 TRD滲透系數(shù)基礎(chǔ)上， 模

34、擬基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高， 基坑內(nèi)水位控制在設(shè)計(jì)水位時(shí)，基坑外水位降幅情況。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，坑內(nèi)地下水位低于基坑底不少于 1m。設(shè)基坑開(kāi)挖前，地下水位為抽水試驗(yàn)前的初始水位，基坑分別開(kāi)挖完成至深度 19.6m 及 25.5m 時(shí)，坑底水位深度分別為 20.6m 及 26.5m，通過(guò)有限元計(jì)算，預(yù)測(cè)坑外水位降幅值。水位降深至設(shè)計(jì)深度時(shí)，不同斷面坑外水位降深結(jié)果如表8.1.4-1所示。表 8.1.4-1不同斷面坑外水位降深基坑開(kāi)挖深度19.6m25.5m編號(hào)CSD1CSD2CSD3CSD4CSD1CSD2CSD3CSD4斷面斷面斷面斷面斷面斷面斷面斷面坑外最大降深（ m）1.040

35、.722.082.481.451.033.444.13TRD墻外 5m處降深（ m）1.010.701.932.331.411.003.003.42TRD墻外 10m處降深（ m）1.000.691.802.131.380.982.602.43由計(jì)算結(jié)果及表 8.1.4-1 可見(jiàn)，基坑內(nèi)控制水位越低，坑外水位降深越大，靠近 TRD 墻，坑外水位降深最大，遠(yuǎn)離 TRD墻，坑外水位降深逐漸減小?；觾?nèi)水位控制在設(shè)計(jì)水位時(shí)，不同位置坑外水位最大降幅均有差異，總體來(lái)說(shuō)降幅不是很大，且大降深影響區(qū)域較小，說(shuō)明 TRD的存在能有效的改變地下水滲流場(chǎng)，起到明顯的止水效果。TRD滲透系數(shù)越大，坑外最大降深越大

36、。滲透系數(shù)最大的為CSD4斷面，基坑開(kāi)挖深度為 19.6m時(shí)，坑外最大降深最大為 2.48m；基坑開(kāi)挖深度為 25.5m時(shí)，坑外最大降深最大為4.13m，距TRD墻10m處，降深有大幅減少，可見(jiàn)較大降深影響區(qū)域并不大，對(duì)周?chē)h(huán)境影響有限。TRD滲透系數(shù)最小的斷面為 CSD2斷面，基坑開(kāi)挖深度為 25.5m時(shí)，坑外最大降深為 1.03m；基坑開(kāi)挖深度為 19.6m時(shí)，坑外最大降深僅為 0.72m。8.1.5基坑開(kāi)挖過(guò)程中TRD連續(xù)墻的滲水量當(dāng)基坑開(kāi)挖至基坑最大深度，坑底水位控制深度為 26.5m時(shí)， TRD也有一定的滲透系數(shù)，坑內(nèi)控制水位越低，坑外向坑內(nèi)滲水量就越大，基坑開(kāi)挖后坑外水位降落越多，符合一般規(guī)律。確定降水井?dāng)?shù)量時(shí)，為安全計(jì)，取 CSD4斷面坑外向坑內(nèi)滲水量（因該處斷面滲水量是最大值）為計(jì)算依據(jù)。該斷面基坑開(kāi)挖深度為 25.5m時(shí)，單位長(zhǎng)度坑外向坑內(nèi)滲水量為 1.069 m3 ?；又苓呇娱L(zhǎng)米米，根據(jù)抽水試驗(yàn)