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?；?xùn)|側(cè)地下室邊線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?！娟P(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7.5m，紅線外為沿江大道，沿

2、江大道寬約40m，為城市主干道，包含人行道、非機(jī)動(dòng)車道、綠化隔離帶及機(jī)動(dòng)車雙向四車道。車流量較大。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+21540+315。地下室邊線與堤角的距離為56.34m，TRD水泥土攪拌墻與堤角距離為53.14m?；幽蟼?cè)地下室退紅線約2223m，紅線外為既有建筑長(zhǎng)航大廈，主樓2733層，裙房48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。西側(cè)地下室結(jié)構(gòu)退紅線6m，紅線外為黃陂街，寬約

3、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2628m?；?xùn)|北側(cè)地下室結(jié)構(gòu)退紅線7.27.8m，紅線外為民生路，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911m，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。基坑開(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，深度約5759米。2014年9月2014年10月，中

4、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25.1126.17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（Qml）；-1粉質(zhì)粘土夾粉土（Q4al+pl）；-2粉質(zhì)粘土與粉土、粉砂互層（Q4al+pl）；-1粉細(xì)砂；-2粉細(xì)砂（Q4al+pl）；中細(xì)砂夾卵礫石（Q4al+pl）；強(qiáng)風(fēng)化泥巖（S）；中風(fēng)化泥巖（S）。各巖土層名稱和巖性描述如下： 雜填土：場(chǎng)區(qū)內(nèi)普遍分布，以灰

5、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3.06.6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3.06.6米，層厚1.28.2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，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4.013.0米，層厚6.717.8

6、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15.424.6米，層厚1.615.7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21.822.4米，層厚1.42.2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)，少量云母，偶夾少量粉土。層頂埋深24.433.5米，層厚23.029.2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#、

7、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33.246.2米，層厚0.66.8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，成分為石英砂巖。層頂埋深52.356.0米，層厚0.53.3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

8、有為完全風(fēng)化巖塊，泥質(zhì)膠結(jié)，采芯率60-80%。層頂埋深52.057.2米，層厚0.79.3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)。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53.564.5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，

9、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，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、觀測(cè)井等，確保承壓水控制有效。同時(shí)，在TRD水泥土攪拌

10、墻及地下連續(xù)墻完成后，施工部分抽水井及觀測(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

11、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， 1口井深度45米2觀測(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口觀測(cè)井4 數(shù)值模擬計(jì)算分析1項(xiàng)計(jì)算TRD的滲透系數(shù)；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)

12、行。降水井及觀測(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)水位觀測(cè)井：4口，編號(hào)KLD1KLD4，在基坑內(nèi)距降水井15m26m處，水井深度30m。（3）基坑外水位觀測(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，按折線計(jì)算KWD4與長(zhǎng)江的岸邊距離約320米。KWD1與CSD1的

13、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

14、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1

15、8米，觀測(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。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；水位觀測(cè)采用電測(cè)儀觀測(cè)。6.1 初值觀測(cè)抽水試驗(yàn)前，先記錄各觀測(cè)井靜止水位。6.2 動(dòng)水位、出水量觀測(cè)在抽水試驗(yàn)過(guò)程中，水泵的抽排水能力設(shè)定為80m3/h。對(duì)降水井和水位觀測(cè)井在正式抽水試驗(yàn)開(kāi)始后第1、5、10、15、30分種

16、各觀測(cè)1次，以后每隔30分鐘觀測(cè)1次，至到水位穩(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)定水位觀測(cè)歷時(shí)13天。觀測(cè)頻率：每半小時(shí)觀測(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)水位觀測(cè) 抽水試驗(yàn)結(jié)束，需進(jìn)行恢復(fù)水位觀測(cè)。抽水停止時(shí)第1、5、10、15、30分鐘各觀測(cè)1次，以后每30分

17、鐘觀測(cè)1次，至到水位穩(wěn)定。 水位恢復(fù)觀測(cè)歷時(shí)約1天。6.5 觀測(cè)精度觀測(cè)精度控制：出水量的觀測(cè)誤差應(yīng)小于5%，降水井水位觀測(cè)誤差為±10 mm，觀測(cè)井水位觀測(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)10-8m/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；

18、細(xì)砂含量應(yīng)少于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)果測(cè) 點(diǎn)與CSD1點(diǎn)距離 /米管口高程/米初始水位/米水位最大降深

19、/米結(jié)束時(shí)水位降深 /米降水井CSD126.25 21.05 9.37 0.38 坑內(nèi)觀測(cè)井 KND123.71 26.14 21.14 3.47 0.34 坑外觀測(cè)井KWD1 9.80 25.38 21.53 0.92 0.51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。 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1/100

20、00，滿足含砂量控制標(biāo)準(zhǔn)。 表7.2-1 第2組抽水試驗(yàn)結(jié)果測(cè) 點(diǎn)與CSD2點(diǎn)距離 /米管口高程/米初始水位/米水位最大降深 /米結(jié)束時(shí)水位降深 /米降水井CSD226.1620.31 18.890.08坑內(nèi)觀測(cè)井 KND225.5326.0920.301.460.03坑外觀測(cè)井KWD2 20.3225.5919.940.20-0.177.3 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7.3-1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

21、/10000，其它時(shí)段降水井的含砂量均小于1/10000，滿足含砂量控制標(biāo)準(zhǔn)。 表7.3-1 第3組抽水試驗(yàn)結(jié)果測(cè) 點(diǎn)與CSD3點(diǎn)距離 /米管口高程/米初始水位/米水位最大降深 /米結(jié)束時(shí)水位降深 /米降水井CSD326.2020.0427.670.32坑內(nèi)觀測(cè)井 KND315.2725.8120.891.090.23坑外觀測(cè)井KWD39.6226.1820.390.630.597.4 第4組抽水試驗(yàn)結(jié)果第4組抽水試驗(yàn)從10月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

22、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)果測(cè) 點(diǎn)與CSD4點(diǎn)距離 /米管口高程/米初始水位/米水位最大降深 /米結(jié)束時(shí)水位降深 /米降水井CSD425.7517.0512.010.55坑內(nèi)觀測(cè)井 KND49.9625.7817.122.530.56坑外觀測(cè)井KWD413.5725.1620.330.550.287.5 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)，CS

23、D4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)一致。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82m3/h，降水井CSD4的單位涌水量較大約80m3/h，降水井CSD2的單位涌水量較小約61m3/h，降水井CSD3的單位涌水量最小約46m3/h?？觾?nèi)水位觀測(cè)井KND1中水位最大降深最大為

24、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)坑外水位觀測(cè)井的影響分析為了觀測(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，觀測(cè)KWD2的水位變化情況，如圖7.6-1所示。由圖7.6-1可知，不考慮觀測(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

25、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)算建議取值測(cè) 點(diǎn)與CSD1點(diǎn)距離 /米管口高程/米初始水位/米水位最大降深 /米結(jié)束時(shí)水位降深 /米降水井CSD126.25 21.05 9.37 0.38 坑內(nèi)觀測(cè)井 KND123.71 26.14 21.14 3.47 0.34 坑外觀測(cè)井KWD1 9.80 25.38 21.53 0.52 -測(cè) 點(diǎn)與CSD2點(diǎn)距離 /米管口高程/米初始水位/米水位最大降深 /米結(jié)束時(shí)水位降深 /米降水井CSD226.162

26、0.31 18.890.08坑內(nèi)觀測(cè)井 KND225.5326.0920.301.4550.03坑外觀測(cè)井KWD2 20.3225.5919.940.27-測(cè) 點(diǎn)與CSD3點(diǎn)距離 /米管口高程/米初始水位/米水位最大降深 /米結(jié)束時(shí)水位降深 /米降水井CSD326.2020.0427.670.32坑內(nèi)觀測(cè)井 KND315.2725.8120.891.090.23坑外觀測(cè)井KWD39.6226.1820.390.28-測(cè) 點(diǎn)與CSD4點(diǎn)距離 /米管口高程/米初始水位/米水位最大降深 /米結(jié)束時(shí)水位降深 /米降水井CSD425.7517.0512.010.55坑內(nèi)觀測(cè)井 KND49.9625.78

27、17.122.530.56坑外觀測(cè)井KWD413.5725.1620.330.400.288、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19.625.

28、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29.034m，濾水管15.0m，沉淀管1.0m。有限元模型以基坑為中心，一側(cè)邊界線以長(zhǎng)江岸坡為界，另一側(cè)以抽水井影響半徑為依據(jù)，取距離TRD墻外邊線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

29、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8.1.3 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.

30、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)）的坑外觀測(cè)井水位降深為依據(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/s9.72E-8m/s，不同區(qū)域滲透性離散性較大，但在同一數(shù)量級(jí)，滿足滲透系數(shù)小于或等于數(shù)量級(jí)10-6 cm/s的設(shè)計(jì)要求。表

31、8.1.3-2 反演得到TRD滲透系數(shù)抽水井坑外觀測(cè)井TRD滲透系數(shù)反演值（m/s）編號(hào)降深（m）編號(hào)距抽水井距離（m）試驗(yàn)降深（m）計(jì)算降深（m）CSD19.5KWD19.80.520.512.78E-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；在抽水井周圍水力梯度較大，并向邊界方向逐漸減小。水頭等值線在坑外稀疏，說(shuō)明降深較??；坑內(nèi)較密，說(shuō)明降深較大。

32、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.

33、5m編號(hào)CSD1斷面CSD2斷面CSD3斷面CSD4斷面CSD1斷面CSD2斷面CSD3斷面CSD4斷面坑外最大降深（m）1.040.722.082.481.451.033.444.13TRD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

34、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。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)周圍環(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1.069m3/h?；又苓呇娱L(zhǎng)米750米，根據(jù)抽水試驗(yàn)，取單井出水量為q=50m3/h，井的個(gè)數(shù)n的計(jì)算公