井点降水计算例题

重点 轻型井点的设计 1 设计的基础资料轻型井点布置和计算 井点系统布置应根据水文地质资料 工程要求和设备条件等确定 一般要求掌握的水文地质资料有 地下水含水层厚度 承压或非承压水及地下水变化情况 土质 土的渗透系数 不透水层的位置等 要求了解的工程性质主要有 基坑 槽 形状 大小及深度 此外尚应了解设备条件 如井管长度 泵的抽吸能力等 2 平面布置 当土方施工机械需进出基坑时 也可采用U形布置 图d 3 高程布置 高程布置系确定井点管埋深 即滤管上口至总管埋设面的距离 可按下式计算 图 式中 h 井点管埋深 m h1 总管埋设面至基底的距离 m h 基底至降低后的地下水位线的距离 m i 水力坡度 L 井点管至水井中心的水平距离 当井点管为单排布置时 L为井点管至对边坡角的水平距离 m 玄武湖城墙侧湖底段采用围堰挡水 二级轻型井点降水 辅以管井井点降水 放坡大开挖 挂网喷浆护坡 法国水力学家裘布依 Dupuit 的水井理论 裘布依理论的基本假定是 抽水影响半径内 从含水层的顶面到底部任意点的水力坡度是一个恒值 并等于该点水面处的斜率 抽水前地下水是静止的 即天然水力坡度为零 对于承压水 顶 底板是隔水的 对于潜水适用于井边水力坡度不大于1 4 底板是隔水的 含水层是均质水平的 地下水为稳定流 不随时间变化 当均匀地在井内抽水时 井内水位开始下降 经过一定时间的抽水 井周围的水面就由水平的变成降低后的弯曲水面 最后该曲线渐趋稳定 成为向井边倾斜的水位降落漏斗 2 无压完整井涌水量计算 设水井中水位降落值为S l H S则式中R 为单井的降水影响半径 m r 为单井的半径 m 在实际工程中往往会遇到无压完整井的井点系统 图b 这时地下水不仅从井的面流入 还从井底渗入 因此涌水量要比完整井大 为了简化计算 仍可采用公式 3 此时式中H换成有效含水深度H0 即 m3 d 无压非完整井计算 有效深度H0值S S l 的中间值可采用插入法求H0 上表中 S为井点管内水位降落值 m l为滤管长度 m 有效含水深度H0的意义是 抽水是在H0范围内受到抽水影响 而假定在H0以下的水不受抽水影响 因而也可将H0视为抽水影响深度 应用上述公式时 先要确定x0 R K 应用上述公式时 先要确定x0 R K 由于基坑大多不是圆形 因而不能直接得到x0 当矩形基坑长宽比不大于5时 环形布置的井点可近似作为圆形井来处理 并用面积相等原则确定 此时将近似圆的半径作为矩形水井的假想半径 x0 环形井点系统的假想半径 m F 环形井点所包围的面积 m2 抽水影响半径 与土的渗透系数 含水层厚度 水位降低值及抽水时间等因素有关 在抽水2 5d后 水位降落漏斗基本稳定 此时抽水影响半径可近似地按下式计算 式中 S H的单位为m K的单位为m d 3 井点管数量计算 井点管最大间距便可求得 q为单根井管的最大出水量 d 为滤管直径 L 总管长度 m 总管长度一般不大于120m n 井点管最少根数 实际采用的井点管间距D应当与总管上接头尺寸相适应 即尽可能采用0 8 1 2 1 6或2 0m且Dn 一般n应当超过1 1n 以防井点管堵塞等影响抽水效果 井点降水计算实例 例1 某车间地下室平面尺寸见图2 16a 坑底标高为 4 5m 根据地质钻探资料 自然地面至 2 5m为亚黏土层 渗透系数K 0 5m d 2 5m以下均为粉砂层 渗透系数K 4m d 含水层深度不明 为了防止开挖基坑时发生流砂现象 故采用轻型井点降低地下水位的施工方案 为了使邻近建筑物不受影响 每边放坡宽度不应大于2m 试根据施工方案 进行井点系统的平面及高程布置 解 2 1井点系统的平面布置 见图a 根据基坑平面尺寸 井点采用环形布置 井管距基坑边缘取1m 总管长度L 66 2 20 2 X2 180 m 2 2井点系统的高程布置 见图b 采用一级轻型井点管 其埋深 即滤管上口至总管埋设面的距离 hh h1 h iL 4 2 0 5 0 1X11 5 8m 长度 井点管布置时 通常露出总管埋设面0 2m 所以 井点管长度l 5 8 0 2 6m滤管长度可选用1m 例2 某工程基坑开挖的平面尺寸为长40m 宽18m 坑底标高为 6 0m 自然地面标高为 0 00 地势平坦 地下水位为 2 5m 根据地质钻探资料查明 地面下 2 5m为不透水黏土层 2 5 9 0m为细砂层 9 0m以下为砂岩不透水层 所以含水层厚度为6 5m 细砂层渗透系数K 6m d 基坑开挖边坡1 0 25 试求 1 拟定降低地下水方案 2 作出降水系统的竖向布置 提示 根据已知条件 含水层最大厚度为6 5m 其下均为不透水层 可采用承压轻型井点管降水方案 当选用的井管长度较短时 可将总管埋于自然地面之下 但应位于地下水位的上面 解 基坑降水面积较大 宜采用环形井管布置 按照承压完整井点的要求 将滤管埋至不透水层 若采用一级轻型井点系统 井点管长度取6m 滤管长1 2m 井管与总管接头高出地面0 2m 其井点管最大埋深HA 5 8m 再加滤管共长7m 所以必须从地面以下算起 向下挖深2m排放总管 井点系统的竖向布置图见图 例3 计算例2所示承压完整井的涌水量 解 根据承压完整井环形井