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【摘要】近些年,地下工程建設規模和數量呈現出日漸增長的趨勢,地下工程技術也在不斷完善和創新,要保證建筑地基基礎施工順利、規范地完成,應高度重視巖土工程勘察相關工作的實施?;诖?,論文簡述了抽水試驗的基本概念及意義,闡述了抽水試驗的基本流程,并結合自身工程實踐提出了可行性建議,以供參考。
【關鍵詞】巖土工程勘察;抽水試驗;問題
1引言
為了最大限度地滿足深基坑工程的施工需求,推進各項施工任務順利完成,應高度重視和妥善處理地下水問題,選擇適宜的技術方式保證勘察結果的準確性,避免施工階段遇到突發性問題,影響施工進度和經濟效益。
2抽水試驗的基本概述及意義
通過抽水試驗可以幫助技術人員對含水層的水文地質情況進行進一步的研究和了解,實時監測水層的富水性,同時,檢驗水層自身的供水能力,挖掘場地水源與周邊其他水源的聯系,最終確定地下水的補給來源以及位置[1]。抽水試驗對深層次挖掘和研究地下水位的整體情況有很大的幫助,技術人員務必正確認識抽水試驗的應用作用和價值,確保在巖土工程勘察中得到合理運用,為項目后續活動的順利實施夯實基礎。圖1為某巖土工程勘察現場實拍圖。
3抽水試驗的基本流程
3.1水試驗方法的選擇
在選擇水試驗方法時,應綜合考慮工程特點,包括當地的水文地質條件等多個方面。例如,巖土工程勘察過程中,通常會選擇單孔抽水試驗方法完成對地下水的抽取檢驗,而多孔抽水試驗經常應用在特殊的施工環境中,鉆孔直徑保大于0.01m。抽水孔深度要綜合考慮地層條件以及試驗目的,掌握地下水的流動情況。抽水孔主要分為完整井和非完整井2種類型,對于可揭穿含水層的完整井,其鉆孔深度要控制在水層底面以下,一般情況為3~5m。
3.2抽水試驗的基本原理和方法
3.2.1確保設備儀器的可靠性
高精度的設備儀器是保證抽水試驗成功的前提,實際試驗過程中,溫度計、水位計等是常用的設備儀器,要確保所使用的設備質量和性能符合試驗標準,以獲得準確的試驗結果。選擇流量劑時,要先保證全面了解現場實際情況,根據實際試驗需求選用梯形堰或矩形堰等專業儀器設備,除了這2種測量儀器以外,還會經常使用抽水筒、水泵、空氣壓縮機等。在保證儀器設備選擇符合實際情況的基礎上,按照正確的操作標準進行抽水試驗,能夠使整個抽水試驗順利完成[2]。
3.2.2成孔基本步驟
在抽水孔施工環節,必須遵循抽水試驗的各個標準,并且依據實踐經驗和現實情況對抽水孔進行勘察鉆孔過程中,要注重鉆孔的垂直度和直徑,確保這些參數全部達到設計標準,這樣才能保證成孔工作順利完成。整個施工過程需要注意的是,觀測孔與抽水孔應留有一定的距離,防止施工過程影響操作進度及其標準。在鉆孔過程中,選擇直徑為150mm的鉆頭進行鉆孔[3],鉆孔深度要符合設計要求,而后進行實際驗證,確保達到驗收合格標準后使用直徑為146mm的套筒開展后續的試驗工作,在清理抽水孔時,使用直徑小并且用鋼絲網包扎過的濾管,將其直徑控制在108mm,所有鉆孔工作完成后,應及時把套筒取下。以上這些步驟就是抽水試驗中的成孔作業,也是非常重要的環節,屬于抽水試驗前期準備工作中的一項重要工作內容。
3.2.3洗井
在抽水試驗前,保質保量地完成洗井工作有利于試驗效率的提升。洗井工作的開展需要根據不同情況選擇相匹配的方法,如果是特殊情況,采取活塞式的洗井方式具有更好的效果;如果是常規情況,則優先選擇潛水泵間歇抽水洗井。選擇與施工實際情況相符的洗井方法,可以保證洗井效果,然后選擇專業的抽水設備,把孔內殘留的物質清理干凈,這一工作的主要目的是避免殘留物影響抽水試驗成果。除此之外,要認真清理觀測孔,確保觀測孔可以真實可靠地反映水位的變化情況,幫助技術人員獲取準確的水位數據信息。
3.2.4試驗前抽水
在正式開展抽水試驗前,先要進行試抽作業,檢查抽水工作相關設備與孔位等是否處于穩定狀態,避免第一單位涌水量和第二次單位量偏差過大,通常將二者之間的波動值控制在10%以內,從而達到抽水試驗標準范圍。要求相關人員詳細記錄試抽數據,對水位變化問題進行專業分析。
3.2.5抽水試驗及其要素
抽水試驗中,要確定抽水降深以及適宜的降程次數,依據工程性質的相關要求,獲得準確的落程和水量關系。通常情況下,降程的次數以3次為宜,對降程的大小沒有明確要求,試驗階段應保證最大的降深程度與設計動水位的變化相一致,但是動水位的浮動不能太大,應保持在2~3cm,從而達到理想的抽水效果。另外,在正式進行抽水試驗前,要對靜止水位進行觀測,以2min、5min、10min、15min為間隔時長,并且每間隔3h要對氣溫、水溫進行1次觀測,確保抽水試驗取得成功[4]。
3.2.6試驗數據的整理
要掌握可靠的數據,要經過多次的試驗,并且對實驗數據進行專業分析,經由專業人員繪制專門的水文地質圖表,確保圖表繪制的精準性,更直觀地掌握水位變化規律,做好相關數據的記錄和整理,為檢查人員或其他專業的工作人員提供參考依據。對此,需要規范抽水試驗報告的編制工作,保證報告數據填寫的完整性和正確性,推動后續勘察工作順利完成。表1為某巖土工程勘察抽水試驗參數計算表。
4抽水試驗的基本要求
抽水試驗的實踐應用方法有很多,不同試驗的劃分標準有所不同,比如,按照鉆孔數量劃分可分為單孔、多孔或群孔抽水試驗;按照抽取地區水穩定性來劃分,可分為非穩定流抽水試驗和穩定流抽水試驗。在大量巖土工程勘察活動中,單孔抽水試驗的應用最為常見,偶爾可能使用到穩定流抽水試驗。抽水試驗工作的順利實施需要嚴格遵守以下要求。
1)制訂詳細的抽水試驗計劃,結合抽水試驗的實際需求精心做好前期準備工作,其中,鉆孔、洗井等都是準備工作中不可或缺的,同時,要全面掌握試驗現場的水文地質條件、周邊環境等,保證抽水試驗前期準備工作落實到,減少試驗過程中突發問題的產生。此外,要精準估算抽水試驗整個項目的成本投入,保證抽水試驗順利完成的同時,盡量減少不必要的試驗費用,提升整個試驗的經濟性。
2)抽水試驗的開展要保持在單一含水層中,以防止其他防水層對試驗結果產生影響,同時,選擇適宜的試驗點,以獲得準確的試驗數據,為工程項目的順利實施提供準確數據。抽水孔的布設決定著抽水試驗能否順利進行,并且關系著試驗結果是否達到預期目標,可以說,對整個抽水試驗的影響非常大。比如,抽水試驗的目的是獲得準確的水文地質參數,在設置抽水孔時,應盡可能地遠離隔水層、透水邊界,而且設置在具有較好的導水性和補給條件的地方。
3)務必嚴格控制抽水試驗的所有步驟及流程,避免人為因素或準備工作不足而影響試驗進度。開始抽水試驗前,要先完成洗井的相關工作,將試驗過程涉及的抽水孔和觀測孔及時清理干凈,避免在孔內存有影響觀測或試驗的泥漿、沉淀物等,保證穩定出水。洗井的實質目標是獲得最為準確的試驗數據。另外,抽水前的試抽也是不能少的,需進行多次試抽,檢測各種試驗設備是否處于最佳的運行狀態,保證抽水孔和觀測孔可以正常使用,只有對設備以及孔位等進行全面檢查,確定其符合試驗標準,才能保證試驗順利開展,獲得精確的試驗數據。
4)保證成孔、洗井及試抽工序按照標準流程實施,確保試驗數據的有效性。同時,在準備工作階段,要針對試驗過程的潛在隱患或問題制定防干預措施,做好地面排水工作,排出的水不能回流到試驗場地,避免影響試驗結果。
5結語
綜上所述,巖土工程勘察是為了獲取準確的水文地質數據,是建筑工程實施階段需要首先完成的工作,后續的建筑方案設計等都是以巖土工程勘察結果為依據,所以,務必嚴格、準確地開展巖土工程勘察工作,為項目建設活動的實施提供可靠依據。通過大量應用實踐可以看出,抽水試驗的技術性較強,要求技術人員認識到巖土工程抽水試驗數據的重要性,實際作業階段必須嚴格控制每個流程,推進抽水試驗順利完成,為整個項目的順利開展打下基礎。
作者:霍玉兵 單位:華北地質勘查局第四地質大隊