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伴随着高层、超高层建筑物和地下建筑物的不断增多,基坑向大深度、大面积方向发展已成为必然趋势。在水文地质条件复杂的地区进行深基坑开挖,不仅要考虑支护措施的可靠性与经济性,同时还必须处理好对深基坑工程有重要影响的地下水,尤其是承压水。
近年来,武汉地区进行的大规模的基础工程建设,许多工程项目都在武汉地区长江三级阶地施工的,很多基坑的开挖深度都揭穿了承压含水层。为保证基坑顺利开挖,必须对场地内的承压水进行降水方案设计,设计中水文地质特征的分析至关重要,因此,分析研究含水层的水文地质特征有很大的必要性。
本文根据长江三级阶地上的多个工程场区的综合勘查报告以及前人的研究资料,概括了研究区的水文地质条件,工程地质特征。在各个工程场区进行抽水试验,在抽水期间,对观测井及抽水井的水位进行了同步观测,取得了科学、准确的数据。抽水试验开始至抽水井动水位稳定期间为非稳定流抽水,动水位稳定至抽水试验结束为稳定流抽水,针对稳定流和非稳定流阶段分别采用稳定井流公式和非稳定井流公式进行计算,求取水文地质参数,并对计算结果进行对比分析。
通过归纳总结武汉市长江三阶地上工程地质条件和水文地质特征,并计算分析三阶地上几个工程实例中含水层地层的水文地质参数,本论文得出如下主要结论:
(一)武汉市长江三级阶地地层组成为:上部老粘土层,下部粘土含角砾,局部为红泥砾或者卵砾石层;承压水主要赋存在粘土夹碎石层及卵砾石层,与长江一级阶地相比,其粘土层强度较高,含水层透水性较差,且含水量不大。
(二)几个工程案例中揭露的地层特征基本与相关文献描述的一致,工程案例中的承压含水层的水文地质参数能够反映武长江三级阶地含水层特征。三级阶地的含水层厚度较薄,东湖隧道含水层厚度仅为1m,玫瑰苑站为10m,东亭站为4.5 m,岳家嘴为11m,含水层的其他特征也不尽相同。
(三)渗透系数主要取决于岩土体的透水性,从理论上讲,无论是用承压水稳定流井流公式,还是承压非稳定流井流公式计算含水层的水文地质参数,计算的结果应该相差不大。本文利用非稳定流和稳定流井流公式分别计算各个工程场区的承压含水层的渗透系数,并对两种计算方法所得的结果进行对比分析。并从几方面进行综合考虑,认为利用非稳定流井流公式求研究区含水层的水文地质参数更具有优势。
(四)武汉市长江三级阶地地区,含水层的土体的颗粒级配较好,且含有粉质粘土或者粉土透镜体,极大的削弱了含水层的透水性,渗透系数和影响半径均比较小。在这几个工程案例中,尽管其地层定名与一级阶地相似或者相同,但其透水性能远比一级阶地的差,水文地质参数要比一级阶地要小得多。