近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和工程技術(shù)的日新月異，高樓大廈及地下工程越來越多。為適應(yīng)地下停車場和地下設(shè)施的需要，深基坑及地下隧道在工程建設(shè)中越來越普遍。隨著深基坑的日益增多，地下水的評價和治理越來越重要。規(guī)范中明確規(guī)定：當(dāng)場地水文地質(zhì)條件復(fù)雜，在基坑開挖過程中需要對地下水進(jìn)行治理(降水或隔滲)時，應(yīng)進(jìn)行專門的水文地質(zhì)勘察。為了提供較準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù)，往往需要進(jìn)行抽水試驗(yàn)等現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗(yàn)。
1抽水試驗(yàn)方法的選擇
抽水試驗(yàn)的方法有多種，可結(jié)合工程特點(diǎn)、試驗(yàn)?zāi)康�、對水文地質(zhì)參數(shù)的精度要求及工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件等因素合理選擇。巖土工程勘察中的抽水試驗(yàn)多采用單孔或帶1～2個觀測孔的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)。抽水試驗(yàn)的鉆孔直徑宜為D≥O．01M(M為含水層厚度)，或利用適宜半徑的工程地質(zhì)鉆孔。抽水孔深度的確定與試驗(yàn)?zāi)康暮偷貙訔l件有關(guān)，對完整井，一般要求鉆孔深度達(dá)到試驗(yàn)含水層底板以下3-5m以上。根據(jù)進(jìn)水條件，抽水孔可分為完整井和非完整井。完整井揭穿整個含水層并在整個含水層厚度都能進(jìn)水(一般情況下，揭穿含水層厚度達(dá)2／3以上，并在該厚度含水層上都能進(jìn)水的井亦可視為完整井)：非完整井是未揭穿含水層，或雖揭穿含水層，但僅在部分厚度上能進(jìn)水的井。抽水量和水位降深應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟠_定。
2抽水試驗(yàn)的步驟及技術(shù)要求
2．1設(shè)備儀器的準(zhǔn)備
抽水試驗(yàn)的設(shè)備儀器包括抽水設(shè)備、水位計、流量計、溫度計等。抽水設(shè)備常用的為抽筒、水泵及空壓機(jī)等；水位計常為測鐘、電測水位計及浮子式自動水位儀；流量計可根據(jù)預(yù)計水量及現(xiàn)場條件選用，常用的為三角堰、矩形堰、梯形堰、量簡、流量箱、孔板流量計等；水溫計常用溫度表、帶溫度表的測鐘、水溫儀等。
2．2成孔
抽水試驗(yàn)的抽水孔和觀測孔的成孔可與勘察鉆孔相結(jié)合，一般選擇最佳抽水試驗(yàn)部位的勘察鉆孔作為抽水孔，施工時按抽水試驗(yàn)要求的孔徑和孔深成孔，并嚴(yán)格控制成孔的垂直度。觀測孔一般布置在與地下水流向垂直的方向上，其與抽水孔的距離隨含水層厚度、影響半徑及降深而定，一般為1～2倍含水層厚度。在野外工作中，為方便施工，抽水孑L可采用巖土工程勘察中常用的d~150mm鉆頭成孔，鉆至設(shè)計深度后，下入~b146mm套管。清孔后下入用鋼絲網(wǎng)包扎的~bl08mm濾管(濾管可僅放置于含水層段，其余段可用普通套管代替)，然后拔出~b146mm套管即完成成孔。觀測孔的成孔方法與抽水孔的成孔方法相同，為減小施工難度，鉆孔及濾管直徑可適當(dāng)減小。
2．3洗井
在進(jìn)行抽水試驗(yàn)前，應(yīng)進(jìn)行洗井，可采用活塞式洗井，也可采用潛水泵間歇抽水洗井。待水抽清后，將孔內(nèi)沉渣打撈干凈，再放入抽水設(shè)備(抽簡、深井泵或空壓機(jī)等)進(jìn)行抽水試驗(yàn)。觀測孔也應(yīng)進(jìn)行洗孔，宜洗至水位變化反映靈敏。
3試抽水
進(jìn)行正式的抽水試驗(yàn)前，要進(jìn)行試抽，試抽要穩(wěn)定一定的時間。當(dāng)前后兩次試抽單位涌水量相差不超過lO％時，方可進(jìn)入正式的抽水試驗(yàn)。(1)抽水降深、穩(wěn)定持續(xù)時間和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為了解水量與落程之間的關(guān)系，除正確選擇計算公式和計算參數(shù)外，降深的確定也很重要。降深的次數(shù)和每次的降深大小應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、試驗(yàn)?zāi)康募熬纫蟮却_定。
對于正規(guī)的抽水試驗(yàn)應(yīng)為三次降深，降深可由大到小，也可由小到大，最大的降深宜接近設(shè)計動水位。為了取得O—S曲線的正常變化軌跡，三次降深的間距宜盡量均勻分配：sl=s一，s=2／3S~，s，=1／3S~，其中s，、sz、s分別為第1、2、3次的降深。抽水試驗(yàn)的穩(wěn)定持續(xù)時間是指在某一個降深下，相應(yīng)的流量和動水位趨于穩(wěn)定的延續(xù)時間，巖土工程勘察中抽水試驗(yàn)的穩(wěn)定持續(xù)時間一般為8-24h。穩(wěn)定是指抽水過程中，觀測的動水位和涌水量歷時曲線不能有逐漸增大和逐漸減小的趨勢。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為在穩(wěn)定時間段內(nèi)，涌水量波動值不超過正常流量的5％，抽水孔水位波動值不超過水位降低值的1％，觀測孔水位波動值不超過2-3cm。(2)抽水試驗(yàn)的觀測抽水試驗(yàn)的觀測除流量和水位觀測外，還包括水溫和氣溫觀測。正式抽水前，應(yīng)進(jìn)行靜止水位觀測；抽水試驗(yàn)過程中必須進(jìn)行動水位和出水量同時觀測，觀測時間可按2、5、1O、15、2O、3O(min)的間隔進(jìn)行，以后按每隔30min觀測一次；抽水試驗(yàn)結(jié)束后或因故中途停抽時，應(yīng)立即觀測恢復(fù)水位，一般可按1、2、3…468、1O、15、20、25、30(min)的時間間隔進(jìn)行觀測，以后每隔30min觀測一次。水溫、氣溫觀測一般每2～4h一次，水溫觀測時，溫度計浸入水中的時間不宜少于10～15min。
4編寫與整理數(shù)據(jù)
4．1試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析主要是繪制水文地質(zhì)綜合圖表并判斷試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。水文地質(zhì)綜合圖表一般包括：①試驗(yàn)地段平面圖；②水位、流量與時間過程曲線圖；③Q=f(s)、q=f(s)曲線圖；④水位恢復(fù)曲線(過程)圖：⑤抽水孔、觀測孔結(jié)構(gòu)圖(包括工藝、技術(shù)措施說明)。
4．2水文地質(zhì)參數(shù)計算
巖土工程勘察所需的水文地質(zhì)參數(shù)主要為滲透系數(shù)K及影響半徑R。在選用計算公式時，應(yīng)充分考慮適用條件，如：地下水水力性質(zhì)、井孔結(jié)構(gòu)等。
4．3編寫抽水試驗(yàn)報告
抽水試驗(yàn)報告一般應(yīng)包括抽水試驗(yàn)?zāi)康�、方法和要求；試�?yàn)的成果和結(jié)論等內(nèi)容�？蓡为�(dú)成冊，也可將有關(guān)內(nèi)容納入巖土工程勘察報告中。
4．4工程實(shí)例介紹
某建筑物所在地屬河流沖積階，擬采用人工挖孔灌注樁。選用圓礫作為樁端持力層時按樁端進(jìn)入圓礫(含水層)5m考慮，選用中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖作為樁端持力層時按樁端穿過含水層進(jìn)入中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖2m考慮。以勘察鉆孔作為抽水孔和觀測孔。孔隙水主要含水層為圓礫。K47、K146含水層頂板埋深11．50m、10．30m；含水層底板埋深21．20m、20．10m；含水層厚度9．70m、9．80m；靜水位埋深6．73m、6．87m。試驗(yàn)位置確定：第一組：K47(抽水孔)一K46(觀測孔)。第二組：K146(抽水孔)一K147(觀測孔)計算公式：(1)小落程：0．16Qlln+0．5l—R=10S、，，(2)大落程：0．16QIn一13t+0．5‘olK：———_二—————[(2H—M)M—h】R=2S何計算結(jié)果：(1)滲透系數(shù)：K=4．19～19．29m／d；(2)影響半徑：R=92～242m；(3)單位出水量：Ⅱ=0．457～1．048L／(s•m)；(4)給水度：Ix=0．154～0．166(5)大口徑井(d=112m)涌水量：①降至含水層頂板以下5m涌水量：Q~．=540~1016m3／dQ_豐=657～1086m3／d⑦降至含水層底板疏干涌水量：Q**=1016-2517m3／dQ：16O0～393Omd水文地質(zhì)資料驗(yàn)證：(1)滲透系數(shù)：K=4．663～31．969m／d、(2)單位出水量：q=0．359～1．71311(s•m)實(shí)際開挖驗(yàn)證：設(shè)計采用圓礫作為樁端持力層，降至含水層頂板以下2～5m。平水期施工，據(jù)施工服務(wù)了解，涌水量：Q=480～960m3／d。經(jīng)驗(yàn)開挖驗(yàn)證：
(1)滲透系數(shù)：K=5～50m／d：
(2)影響半徑：R=25～400m：
(3)單位出水量：Ⅱ=0．20～2L／(s•m)；
(4)給水度：Ix=0．15～0．35。
5結(jié)束語
抽水試驗(yàn)需要一定的時問周期，對勘察工作的安排有一定影響，尤其是利用勘察鉆孔成孔的情況。此外，在抽水試驗(yàn)時機(jī)的選擇上，以對擬建場地的水文地質(zhì)條件(包括含水層頂?shù)住迓裆�，含水層厚度，水位，補(bǔ)給、逕流及排泄條件等)有全面了解時為宜。最好將巖土工程勘察的施工組織設(shè)計和抽水試驗(yàn)旌工組織設(shè)計相結(jié)合，做到合理安排，以達(dá)到節(jié)約費(fèi)用、縮短工期的目的。抽水試驗(yàn)應(yīng)在單一含水層中進(jìn)行，并采取措施避免其他含水層的干擾，試驗(yàn)地點(diǎn)和層位要有代表性，地質(zhì)條件應(yīng)與計算分析方法一致。抽水試驗(yàn)中，要嚴(yán)格按各工序進(jìn)行，即準(zhǔn)備一成孔一洗井一試抽一正式抽水，只有獲取準(zhǔn)確野外測試數(shù)據(jù)，才能取得較準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù)。根據(jù)水文地質(zhì)條件、地下水水力性質(zhì)、井孔結(jié)構(gòu)等，選擇相適應(yīng)的計算公式非常重要。而充分搜集區(qū)域水文地質(zhì)資料、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)和長期觀測資料，選擇合適的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)公式參與計算同樣很重要。采取上述步驟，結(jié)合多種計算模式進(jìn)行計算并對計算結(jié)果進(jìn)行比較，往往能獲取較準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù)。
