层为草黄~灰色粉砂 细砂，承压含水层顶板埋深1\为28m、厚度b为10m。
[0062] 获取±层渗透系数：通过室内渗透试验获得本实施例的承压含水层水平渗透系数 kx为3. 6m/d、竖向渗透系数k,为1. 8m/d。
[0063] 第二步，结合基坑设计及降水方案确定基坑围护结构设计信息、降水井信息
[0064] 圆形基坑半径为18m，采用地下连续墙作为围护结构及止水帷幕，止水帷幕的宽度 U为Im、深度B为37m。 W65] 降水井位于基坑圆屯、处，如图1所示，降水井深度为38m，降水井半径为0. 15m， 降水井过滤器长度为10m，降水井抽水层位为承压含水层，承压含水层初始水位h。为-3m， 抽水后降水井水位为-13m。
[0066] 第Ξ步，根据降水井信息，确定在止水帷幕未进入承压含水层的情况下，单井定水 位抽水时承压含水层中任一点的承压水位h。(r)
[0067] 所述hnω满足w下公式：
[0068]
W例其中：R满足W下公式：巧：=10,、、,,.·^
[0070] 本实施例所述降水井处水位降深s"= (-3)-(-13) = 10m，由此可确定降水井影响 半径./?= 10XK)X =! 90m，
[0071] 因此得至Ijhn(r):
[0072]
[0073] 第四步，通过达西定律和水量守恒原理，确定单井定水位抽水时地下水通过止水 帷幕下方进入基坑时渗流面积减小引起的承压含水层中任一点承压水位的变化Ahi(r)
[0074] 确定所述Δhiω按W下步骤进行：
[0075] ①确定降水井中屯、到基坑内侧边缘任一点的水平距离r及降水井中屯、到基坑相 应外侧边缘点的水平距离保证基坑中屯、与基坑内侧点和基坑外侧点在一条直线上；
[0076] 如图1所示，通过测绳测得降水井中屯、到基坑内边缘距离ri为18m，止水帷幕宽 度Lb为Im，由此可确定r2二Lb+ri= 19m。
[0077] ②确定单井抽水时渗流面积减小导致的承压含水层中任一点的承压水位hi(r); 阳〇7引所述Mr)满足公式：
[0079]
[0080] 其中：止水帷幕的阻隔厚度比
ri与Γ2之比
阳0川 因此得到：
[0082]
[0083] ③确定单井定水位抽水时渗流面积减小导致的承压含水层中任一点承压水位变 化AhiCr);
[0084] 所述Δhiω满足公式：
[0085] Δhi(r) =h" (r)-hj(r)
[0086] 得到：
[0087]
[0088] 第五步，确定单井定水位抽水时地下水在止水帷幕阻挡作用下渗流路径发生改变 时承压含水层中任一点承压水位的变化Ah2(r)
[0089] 承压含水层的水平渗透系数为3. 6m/d，竖向渗透系数为1. 8m/d，
[0090] 由此可确定
[0091]
[0092] 所述Ah2(r)满足公式：
[0093] Ah2(r) =mAhi(r)
[0094] 因此得到AhzCr): 阳0巧]
[0096] 第六步，确定悬挂式止水帷幕下基坑内单井定水位抽水时承压含水层中任一点的 承压水位h(r)。
[0097] 所述h(r)满足公式：
[0098] h(r) =h" (r) -Δhj(r) -Δhz(r)
[0099] 因此得到： 阳100]
阳101] 利用本方法得到的基坑单井定水位抽水的承压水位图如图2所示。
[0102] 本实施例可W准确地确定止水帷幕作用下基坑内定水位抽水时基坑内外承压水 位的分布情况，相比W前的方法更简单、实用，便于推广，从而为分析基坑降水对周边环境 的影响提供依据。 阳103]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例做了详细介绍，但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的 多种修改和替代将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1. 一种止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特征在于，所述方法 包括以下步骤： 第一步、获取基坑场地的土层划分信息、承压含水层信息和土层渗透性，即： 通过钻孔取土方法获取基坑场地的土层划分信息，利用采集的土样进行室内渗透试验 以确定各土层的渗透系数，得到基坑现场土层水文地质信息，确定承压含水层的顶板深度 bw及厚度b; 第二步、结合基坑设计及降水方案，确定基坑围护结构信息、降水井信息； 第三步、根据第二步获取的降水井信息，确定在止水帷幕未进入承压含水层的情况下， 基坑内单井定水位抽水时承压含水层中任一点的承压水位hn(r); 第四步、通过达西定律和水量守恒原理，确定单井定水位抽水时地下水通过止水帷幕 下方进入基坑时，渗流面积减小引起的承压含水层中任一点承压水位的变化Ahjr); 第五步、确定单井定水位抽水时地下水在止水帷幕阻挡作用下渗流路径发生改变时承 压含水层中任一点承压水位的变化Ah2(r); 第六步、结合第三步、第四步、第五步，确定悬挂式止水帷幕下基坑内单井定水位抽水 时承压含水层中任一点的承压水位h(r);所述h(r)满足以下公式： h(r)=hn(r) - Δ hi (r) - Δ h2(r)〇2. 根据权利要求1所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特 征在于，第一步中： 所述的钻孔取土方法是指：用厚壁取土设备在基坑施工现场从地面至基坑设计深度的 2. 5倍取土，用于做室内渗透试验；取土量根据试件量确定，每层土不少于三个试件。 所述的室内渗透试验是指：采用环刀法分别沿土层水平向和垂向切取扁圆柱体的土 样，每层土不少于三个试件为宜；试验时，将扁圆柱形试样放在渗透仪中，根据一定时间内 水位及水量的变化，确定承压含水层的水平渗透系数1和竖向渗透系数ky。3. 根据权利要求1所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特 征在于，第二步中，所述的基坑围护结构信息是指：基坑止水帷幕的深度B以及宽度Lb。4. 根据权利要求1所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特 征在于，第二步中，所述的降水井信息是指：降水井位置、降水井深度、降水井的半径rw、降 水井过滤器位置及长度、降水井抽水层位、承压含水层的初始水位h。以及抽水后降水井水 位hw;其中： 所述的降水井的半径rw是指：降水井成井后，通过测绳测量测得井管直gDw确定，降水 井的半径rw满足公式rw=Dw/2 ; 所述的过滤器长度是指：降水井成井后，承压含水层中进水断面的长度； 所述的承压含水层的初始水位h。是指：降水井成井后，将测绳放入到井中，连续3天以 上测量水位，每天测量3次，所得到水位的平均值即为承压含水层的初始水位； 所述的抽水后降水井水位hw是指：降水井开始抽水后，降水井内的水位；抽水后降水 井水位hw在抽水过程中始终保持不变，通过测绳测得。5. 根据权利要求1所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特 征在于，第三步中，所述的匕&)满足以下公式：其中：h。为承压含水层的初始水位；hw为抽水后降水井水位；rw为降水井的半径；R为 降水井的影响半径，r为水位待求点与降水井中心间的距离。6. 根据权利要求5所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特 征在于，所述的降水井的影响半径R满足以下公式：其中：kx为承压含水层的水平渗透系数；sw为降水井的水位降深，其满足公式：sw =h〇-hw〇7. 根据权利要求1所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特 征在于，第四步中： 所述的达西定律是指：地下水在单位时间内通过某一多孔介质的渗流量与渗流路径长 度成反比，与过水断面面积和地下水通过该路径的水头损失成正比； 所述的水量均衡原理是指：在任意区域内任意时段内，其收入的水量和支出的水量之 间差额必等于该时段区域内蓄水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说收支平衡；该原 理应用于土层抽水时，承压含水层任意过水断面的流量满足相等的情况，且等于抽水井流 量。8. 根据权利要求1所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特 征在于，第四步中，所述的Ahjr)按以下步骤进行： ① 确定降水井中心到基坑内侧边缘任一点的水平距离^及降水井中心到基坑相应外 侧边缘点的水平距离r2，保证降水井中心与基坑内侧点和基坑外侧点在一条直线上； ② 确定单井抽水时渗流面积减小导致的承压含水层中任一点的承压水位匕(r); ③ 确定单井定水位抽水时渗流面积减小导致的承压含水层中任一点承压水位变化 Ahj(r) 〇9. 根据权利要求8所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，其特 征在于，步骤①中： 用钢尺沿地面测量出降水井中心到基坑内侧边缘任一点的水平距离r1; 所述1"2满足公式：r2=Lb+A，式中Lb为止水帷幕的宽度； 步骤②中，所述的匕(r)满足以下公式；其中：1\为抽水后降水井水位；h。为承压含水层的初始水位；rw为降水井的半径；R为 降水井的影响半径；Θ为降水井中心到基坑内侧边缘任一点的水平距离ri与降水井中心 到基坑相应外侧边缘点的水平距离r2之比，Θ满足公式ε为止水帷幕的阻隔厚度 式中：b为承压含水层的厚度；bb为基坑止水帷幕的深度B与承压含f 水层的顶板深度bw之差，bb满足公式：bb=B-bw; 步骤③中，所述的Ahjr)满足以下公式： Δh! (r) =hn (r) -h! (r) 〇10.根据权利要求1所述的止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，第 五步中，所述的Ah2(r)满足以下公式： Ah2 (r) =mΔh(r)， 式中m满足公式：其中：b为承压含水层的厚度；ε为止水帷幕的阻隔厚度比；匕为承压含水层的水平渗 透系数；kz为承压含水层的竖向渗透系数。
【专利摘要】本发明提供一种止水帷幕下基坑内定水位抽水时承压水位的确定方法，所述方法是在获取承压含水层土层信息及抽水信息的基础上，根据达西定律与水量守恒原理确定地下水通过止水帷幕下方进入基坑时基坑内外水位分布情况，并在此基础上确定止水帷幕作用下地下水流方向改变产生的水位变化，从而确定悬挂式止水帷幕下基坑内单井定水位抽水时基坑内外承压水位的分布。本发明能够直观的反映基坑单井定水位降水时基坑内外承压水位的分布，从而为分析基坑降水对周边环境的影响提供依据。本方法简单、实用，便于推广，具有很大的应用价值。
【IPC分类】E02D17/02, E02D19/18, E02D19/10
【公开号】CN105297739
【申请号】CN201510657960
【发明人】武永霞, 沈水龙, 袁斌, 吴怀娜
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月13日