井點(diǎn)降水計(jì)算例題.

1、重點(diǎn)：輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì)1)i-設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料輕型井點(diǎn)布置和計(jì)算井點(diǎn)系統(tǒng)布置應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)資料、工程要求和設(shè)備條件等確定。一般要求掌握的水文地質(zhì)資料有：地下水含水層厚度、承壓或非 承壓水及地下水變化情況. 土質(zhì)、土的滲透 系數(shù)、不透水層的位置等。要求了解的工程 性質(zhì)主要有：基坑（槽）形狀. 大小及深度, 此夕卜尚應(yīng)了解設(shè)備條件，如井管長(zhǎng)度、泵的 抽吸能力等。2）平面布置當(dāng)土方 施工機(jī) 械需進(jìn) 出基坑 時(shí)，也 可采用 U形布 置（圖d） OSI?bA占Ai右AA4ic-'Pi'Pi1'Pi1I'l'i"I'l；'I12ihlilihi

2、lihMililihHi7?fld)定井點(diǎn)管埋深,即濾管上口至/皂管埋設(shè)面的距離，可按下式 計(jì)算（圖）：3）高程布置* -:系確h >+ N2 + iL高程布置El計(jì)算結(jié)果尚應(yīng)滿足下式(1-39)式中 始由一抽水設(shè)備的最大抽吸高度,八般輕型井點(diǎn)6-7m0如(1-39)式不能滿足時(shí)，可釆用降低總管埋設(shè)面或多級(jí)井點(diǎn)的方法。當(dāng)計(jì)算得到的井點(diǎn)管埋深h略大于水泵抽吸高度婦屈II地下水位離地面較深時(shí)，可采用降低總管理設(shè)面的 方法，以充分利用水泵的抽吸能力此時(shí)總管埋設(shè)面可置于地下水位線以上二如略低丁地下 水位線也可，但在開(kāi)挖第一層土方埋設(shè)總管時(shí)，應(yīng)設(shè)集水井降水二當(dāng)按式(1-39)計(jì)算的h值與婦喻相差很

3、多Fl地下水檢離地面較淺時(shí)，則可用多級(jí)井 點(diǎn)°a）單排井點(diǎn)b）雙排II形成環(huán)形布曲圖140高程布貰計(jì)算式中: h井點(diǎn)管埋深（m）； hl總管埋設(shè)面至基底的距離（m）； Ah基底至降低后的地下水位線的距離（m）； i水力坡度；L井點(diǎn)管至水井中心的水平距離，當(dāng)井點(diǎn) 管為單排布置時(shí)，L為井點(diǎn)管至對(duì)邊坡角的水 平距離（m）。玄武湖城墻側(cè)湖底段采用圍堰擋水，二級(jí)輕型井點(diǎn)降 水，輔以管井井點(diǎn)降水，放坡大開(kāi)挖，掛網(wǎng)噴漿護(hù)坡。紐一承壓完整尹；b承壓非完般/!；（無(wú)II；完誓井丨dX壓非完整井圖1-41水井的分類(lèi)Q無(wú)壓完雜井，力無(wú)壓非完整井；C承壓完整井；刃承壓非完整井法國(guó)水力學(xué)家裘防依(Dupuit

4、)的 水井理論裘布依理論的基本假定是：抽水影響半 徑內(nèi)，從含水層的頂面到底部任意點(diǎn)的 水力坡應(yīng)是一個(gè)并窖于該點(diǎn)來(lái)面 處的斜率；抽水前地下水是靜止的，即 天然水力坡度為零；對(duì)于承壓水，頂、 底板是隔水的；對(duì)于潛水適用于井邊水 力坡度不大于1/4,底板是隔水的，含水 層是均質(zhì)水平的；地下水為穩(wěn)定流(不 隨時(shí)間交化)。當(dāng)均勻地在井內(nèi)抽水時(shí)，井內(nèi)水位開(kāi)始下降。 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的抽水，井周?chē)乃婢陀伤?的變成降低后的彎曲水面，最后該曲線漸趨穩(wěn) 定，成為向井邊傾斜的水位降落漏斗。（2）無(wú)壓完整井涌水量計(jì)算設(shè)水井中水位降落值為s, r=H-s則式中 R為單井的降水影響半徑（m）； r為單井的半徑（m）Q=

5、趙 g = 1.364K 竺仝如n R - hi rig 氏 Tg在實(shí)際工程中往往會(huì)遇到無(wú)壓完整井的井點(diǎn)系統(tǒng)(圖b),這時(shí)地下水不僅 從井的面流入，還從井底 滲入。因此涌水量要比完 整井大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算， 仍可采用公式(3) o此時(shí) 式中H換成有效含水深度H0,即無(wú)壓非完整井計(jì)算3 -游ln( R + xl：l) - In x0(m3/d)Q = 1.364一(2耳-站_凰應(yīng)+坯)_迢坯*有效深度HO值S/ (S+I)的中間值可采用插入法求HO。S/ (S+l)().2().3().50.8HO1.3(S+1)1.5(S+1)1.7(S+1)1.84(S+1)上表中，S為井點(diǎn)管內(nèi)水位降落值(m

6、) , I為濾管長(zhǎng)度(m) o有效含水深度HO的意義是，抽水是在H0范圍內(nèi)受 到抽水影響，而假定在H0以下的水不受抽水影響，因而也 可將H0視為抽水影響深度。應(yīng)用上述公式時(shí)，先要確定xO, R, Ko應(yīng)用上述公式時(shí),Ko由于基坑大多不是圓 形，因而不能直接得 至iJxO.o當(dāng)矩形基坑 長(zhǎng)寬比不大于5時(shí)， 環(huán)形布置的井點(diǎn)可近 似作為圓形井來(lái)處理, 異用面積相等原則確 定，此時(shí)將近似圓的 半徑作為矩形水井的 假想半徑：先要確定Xo，R,xO環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)的假想半徑（m）；F環(huán)形井點(diǎn)所包圍的面積（m2） o抽水影響半徑，與土的 滲透系數(shù)、含水層厚度、 水位降低值及抽水時(shí)間 等因素有關(guān)。在抽水 25d后

7、，水位降落漏斗 基本穩(wěn)定，此時(shí)抽水影 響半徑可近似地按下式 計(jì)算：-式中，S, H的單位為m； K的單位為m/d。R =1.95xWf土（3）井點(diǎn)管數(shù)量計(jì)算 i=纟 q =65 riSq井點(diǎn)管最大間距便可求得；廠I = 4q為單根井管的最大岀水量；丄一 一； d 為濾管直徑闖 L總管長(zhǎng)度（m）；總管長(zhǎng)度一般不大于 120m； n'井點(diǎn)管最少根數(shù)。-實(shí)際采用的井點(diǎn)管間距D應(yīng)當(dāng)與總管上接頭尺 寸相適應(yīng)。即盡可能采用0.& 1.2, 1.6或 2.0m_aD<D',這樣實(shí)際采用的井點(diǎn)數(shù)n>nf, 一般n應(yīng)當(dāng)超過(guò)1.1H,以防井點(diǎn)管堵塞等影響 抽水效果。井點(diǎn)降水計(jì)算

8、實(shí)例士例1-某車(chē)間地下室平面尺寸見(jiàn)圖2-16a,坑底標(biāo)高為-45m,根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，自然地面至- 2.5m為亞黏土層，滲透系數(shù)K=0.5m/d,- 25m以下均為粉砂層，滲透系數(shù)K-4m/d, 含水層深度不明，為了防止開(kāi)挖基坑時(shí)發(fā)生流砂現(xiàn)象，故釆用輕型井點(diǎn)降低地下水位的施工 方案。為了使鄰近建筑物不受影響，每邊放坡 寬度不應(yīng)大于2m,試根據(jù)施工方案，進(jìn)行井 點(diǎn)系統(tǒng)的平面及高程布置。井點(diǎn)平面布盤(pán)(3輕型井點(diǎn)豎向布盤(pán)右解：矗.1井點(diǎn)系統(tǒng)的平面布置（見(jiàn)圖a）-根據(jù)基坑平面尺寸，井點(diǎn)采用環(huán)形布置，井管距基坑邊緣取 in,總管長(zhǎng)度L= (66+2)+(20+2)X2= 180(m)2.2井點(diǎn)系統(tǒng)的高程

9、布置（見(jiàn)圖b）采用一級(jí)輕型井點(diǎn)管，其埋深（即濾管上口至總管埋設(shè)面的 距離）hm （長(zhǎng)度）h>hl+Ah+iL=4.2+0.5+0.1Xll=5.計(jì)管布置時(shí)，通常露出總管埋設(shè)面。皿所以，井點(diǎn)管長(zhǎng)l=5.8+0.2=6m濾管長(zhǎng)度可選用lm-某工程基坑開(kāi)挖的平面尺寸為長(zhǎng)40m,寬 18m,坑庖標(biāo)高為60iti,自然地面標(biāo)高為 ±0.00,地勢(shì)平坦，地下水位為-25m。根據(jù) 地質(zhì)鉆探資料查明，地面下-2.5m為不透水黏 土層，-2.59.0m為細(xì)砂層。-9.0m以下為 砂巖不透水層，所以含水層厚度為6.5m,細(xì) 砂層滲透系數(shù)K=6m/d,基坑開(kāi)挖邊坡 1:0.25,試求： 1、擬定降低

10、地下水方案；2、作出降水系統(tǒng)的豎向布置；提示： 根據(jù)已知條件，含水層最大厚度為6.5m,其下均為不透水層，可采用承壓 輕型井點(diǎn)管降水方案。當(dāng)選用的井管長(zhǎng) 度較短時(shí)，可將總管埋于自然地面之下, 但應(yīng)位于地下水位的上面?；咏邓娣e較大，宜采用環(huán)形井管布置，按照承壓完整井點(diǎn)的要求，將濾管埋至不透水層,若采用一級(jí)輕型井點(diǎn)系統(tǒng)，井點(diǎn)管長(zhǎng)度取6m,濾管長(zhǎng)1.2m,井管與總管接頭高岀地面0.2m,其井點(diǎn)管最大埋深HA=5.8m,再加濾管共長(zhǎng)7m,所以必須從地面以下算起，向下挖深2m排放總管，井點(diǎn)系統(tǒng)的豎向布置圖見(jiàn)圖。根據(jù)承壓完整井環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量計(jì)算公式Q = 5.73J-及含水層厚度龜應(yīng)_ lg島M=

11、6.5mo降水深s=6-2.5+0.5=4m抽水影響半徑：7? = 1.95/： = 1.95x4 ><= 48.7V?2基坑假想半徑:44x223.14=17.56將左邊數(shù)值代入公式， 其涌水量為：= 2.73x6x6.5x4lg48/71-lg 17.56=961.153/某高層住宅樓地下室形狀及平面尺寸如圖230所示其地下室底板墊層的底面標(biāo)高為 一 590m,天然地面標(biāo)高為一050mQ根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,地面至一 L 80m為雜填土, l80m至一96m為細(xì)砂層,-9. 6m以下為粉質(zhì)粘土，地下常水位標(biāo)高為一l40m,經(jīng)試 驗(yàn)測(cè)定，細(xì)砂層滲透系數(shù)K = 68m/d«,

12、因場(chǎng)地緊張，基坑北側(cè)直立開(kāi)挖（有支護(hù)結(jié)構(gòu)擋土，不 放坡），其余三邊放坡開(kāi)挖，邊坡采用1 : 05,為施工方便.坑底開(kāi)挖平面尺寸比設(shè)計(jì)平面尺圖2- 30某地下窒現(xiàn)場(chǎng)平面簡(jiǎn)圖輕型井點(diǎn)系統(tǒng)布置根據(jù)本工程條件，輕型井點(diǎn)系統(tǒng)選用單層壞型布置，如圖231所示?？偣苤睆竭x用127mm.布置于天然地面上，基坑上口尺寸為554mX 19lm,井點(diǎn)管距離坑壁為lOm,則總管長(zhǎng)度為2X(55.4+2XLO) + (19.1+2XLO)-157(m)井點(diǎn)管長(zhǎng)度選用7. Om，直徑為50nmu濾管長(zhǎng)度為L(zhǎng) Om,井點(diǎn)露出地面O2m,基坑中心要求的降水深度$為S=5 901. 40+0,505, 0(m)井點(diǎn)管所需的埋置

13、探度H=5 9-0. 5+0.5+21,122x£=6 955(m)7 0 -0. 2=6.80(m)將總管埋設(shè)干地面下o. 3m處,即先挖0.3m深的溝槽,然后在槽底鋪設(shè)總管，此時(shí)井點(diǎn) 管所需長(zhǎng)度為6 9550, 30+0. 20=6. 855(m)<7 0(m)滿足要求抽水設(shè)備根據(jù)總管長(zhǎng)度選用二套,其布置位置與總管的劃分范圍如圖231所示。2IJ00 -“- (b)m 2.31如匸禪圧坑輕型井點(diǎn)系統(tǒng)布置(<oT面布羽謝：(b)高程布首國(guó)按無(wú)壓非完整井考慮含水層有效厚度Hq按表Z 6計(jì)算:& 0556.055+1. 00:. H° = l 88X(6.

14、055 + 1. 0)13. 3(m>>9, 6 -1.4 = & 2(tn)取冃產(chǎn)& 2(nO抽水影響半徑R按公式(226)求出:khl.95X5.0X 念 2X68 = 728(m)環(huán)形井點(diǎn)的假想半徑心按公式(227)求出:19 6(m)基坑涌水址Q(chēng)按公式(225求岀:Q十沁上匸d I（應(yīng)+可）一退坯井點(diǎn)管數(shù)量與間距計(jì)算單根井點(diǎn)管出水量q按公式（2-31）求出；g=65X打X0.05Xi.0X 76?8 = 19. 3(m'/d)井點(diǎn)管數(shù)量畀按公式（230）求出:U號(hào)71X鵲=53 (根)井點(diǎn)管間距D按公式（232）計(jì)算取 D2. 0(m)1 57D= -p- = 2. 96 (m) 00則心號(hào)F （根）抽水設(shè)備選用a.選擇真空泵。根據(jù)每套機(jī)組所帶的總管長(zhǎng)度為157/2 = 7& 5(m&qu