人工降低地下水位2ppt

1、A轻型井点设备工作原理：轻型井点设备工作原理：（2）轻型井点布置和计算：B应掌握的资料：应掌握的资料：、水文地质资料：地下水含水层厚度、 承压或非承压及地下水变化情况、 土质、土的渗透系数、 不透水层位置。、工程性质：基坑（槽）形状、大小及深度。 、设备条件：井管长度、泵的抽吸能力。C轻型井点布置内容：轻型井点布置内容：、平面布置：确定井点布置的形式、总管长度、 井点管数量、水泵数量及位置。D布置和计算步骤布置和计算步骤确定平面布置高程布置计算井点管数量等调整 、高程布置：确定井点管的埋置深度。E轻型井点设计计算方法：轻型井点设计计算方法： 确定平面布置：单排布置：适用于基坑、槽宽度小于6，且

2、降水深 度 不超过5的情况，井点管应布置在地下水的 上游一侧，两端延伸长度不宜小于坑、槽的 宽度。双排布置：适用于基坑宽度大于6或土质不良的情况。环形布置：适用于大面积基坑。U形布置：则井点管不封闭的一段应设在地下水的下游方向。高程布置：确定井点管埋深，即高程布置：确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面滤管上口至总管埋设面的距离的距离。单排布置单排布置双排、双排、U型、环型布置型、环型布置h h1hi L高程计算公式：高程计算公式：式中： h井点管埋深（； h1总管埋设面至基底的距离（）； h基底至降低后的地下水位线的距离（）； 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，

3、L为井点管至对边坡脚的水平距离（）。计算结果尚应满足下式：计算结果尚应满足下式： h hpmax 一般轻型井点67。 h井点管埋深（；式中 ：hpmax抽水设备的最大抽吸高度，（） 实际工程中，井点管均为定型的，有一定标准长度。通常根据给定井点管长度验算h，如h0.51，则可满足。 计算公式如下： h. 式中：h井点管长度 0.2井点管露出地面的长度h基底至降低后的地下水位线的距离（）；h1总管埋设面至基底的距离（）；有关数据的取值：（） i的取值：当单排布置时i1/41/5； 当双排布置时i1/7； 当环形布置时i1/10。（）为井点管至水井中心的水平距离。 （）井点管布置应离坑边有一定距离

4、（0.71），以 防止边坡塌土而引起局部漏气。（） h一般取0.51，根据工程性质和水文地质状况确定。总管及井点管数量的计算：（）水井的分类：n分类依据：分类依据：n根据井底是否达到根据井底是否达到不透水层不透水层，水井可分为：完整井、非完整井；，水井可分为：完整井、非完整井；n根据地下水有无根据地下水有无压力压力，水井又可分为：无压力井、承压井。，水井又可分为：无压力井、承压井。n水井分类：水井分类：n无压完整井、无压非完整井；无压完整井、无压非完整井；n承压完整井、承压非完整井。承压完整井、承压非完整井。（）裘布依理论（）裘布依理论 抽水影响半径内，从含水层的顶面到底部任意点抽水影响半径内

5、，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；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；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对于潜水适用于井边水力坡度不大于l4，底板是，底板是隔水的，含水层是均质水平的；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）。地下水为稳定流（不随时间变化）。基本假定：基本假定： 当均匀地在井内抽水时，当均匀地在井内抽水时，井内水位开始下降。经过一井内水位开始下降。经过一定时间的抽水，定时

6、间的抽水，井周围的水井周围的水面就由水平的变成降低后的面就由水平的变成降低后的弯曲水面，最后该曲线渐趋弯曲水面，最后该曲线渐趋稳定，成为向井边倾斜的水稳定，成为向井边倾斜的水位降落漏斗。位降落漏斗。 右图为无压完整井抽水右图为无压完整井抽水时水位的变位情况。时水位的变位情况。在纵剖在纵剖面上流线是一系列曲线，在面上流线是一系列曲线，在横剖面上水流的过水断面与横剖面上水流的过水断面与流线垂直。流线垂直。 2231.366(/ )(138)lglgHhQkmdRr公式 （C） 涌水量计算32.73(/ )(139)lglgHsQkMmdRr公式 但在井点系统中，各井点管是布置在基坑周围，许但在井点

7、系统中，各井点管是布置在基坑周围，许多井点同时抽水，即多井点同时抽水，即群井共同工作群井共同工作，其涌水量不能用各其涌水量不能用各井点管内涌水量简单相加求得井点管内涌水量简单相加求得。 群井涌水量的计算，可把群井涌水量的计算，可把由各井点管组成的群井系由各井点管组成的群井系统，视为一口大的单井，设该井为圆形的统，视为一口大的单井，设该井为圆形的，可得出群井，可得出群井的涌水量计算公式：的涌水量计算公式：单井计算图：式中：K:土的渗透系数，m/dR0 xS群井降水影响半径（）基坑中心的水位降低值（）)/(lnln)2(366. 130dmxRSSHKQ无压完整井群井的涌水量计算公式：环状井点假象

8、半径（）HKSR95. 1Fx 0F环状井点系统包围的面积（2）H含水层厚度（）无压非完整井无压非完整井的井点系统涌水量公式：式中：式中：H0有效含水深度（或抽水影响深度）。有效含水深度（或抽水影响深度）。当计算出的当计算出的 H0 大于实际含水层厚度大于实际含水层厚度 H 时，取时，取 H0H)/(lglg)2(366. 1300dmxRSSHKQ302.73(m /d)(1-41)lglgMsQkRx公式1022.37(1-42)lglg1 0.5MlMsMQkRxrM公式应用上述公式时先要确定x0，R，K第一步：确定x0 由于基坑大多不是圆形，因而不能直接得到由于基坑大多不是圆形，因而不

9、能直接得到x0。当当矩形基坑长宽比不大于矩形基坑长宽比不大于5时，环形布置的井点可近似作时，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：似圆的半径作为矩形水井的假想半径：Fx 0 F 环形井点所包围的面积（）x0环形井点系统的假想半径（）第二步：确定R 抽水影响半径，与抽水影响半径，与土的渗透系数、含水层厚度、水土的渗透系数、含水层厚度、水位降低值位降低值及及抽水时间抽水时间等因素有关。等因素有关。 在抽水25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：)(95. 1mHK

10、SR 第三步：确定K 渗透系数 K 值对计算结果影响较大。K值的确定可用现场抽水试验或实验室测定。对重大工程，宜采用现场抽水试验以获得较准确的值。（c）单根井管的最大出水量：）单根井管的最大出水量：qQn )(mnLD (根)式中：L总管长度（）n井点管最少根数（d）井点管最少数量：）井点管最少数量：（e）井点管最大间距：）井点管最大间距：n = 1.1Q/qn = 1.1Q/q注意：注意：p 实际采用的井点管间距实际采用的井点管间距D D应当与总管上接头尺寸相应当与总管上接头尺寸相适应。即尽可能采用适应。即尽可能采用0.80.8，1.21.2，1.61.6或或2.0m2.0m且且DDDnnn

11、，一般，一般n n应当超过应当超过1.1n1.1n，以，以防井点管堵塞等影响抽水效果。防井点管堵塞等影响抽水效果。p 井距取值井距取值必须大于必须大于5 5dd（dd为滤管周长），为滤管周长），以防以防止各个井点之间的干扰较大，出水量显著减少止各个井点之间的干扰较大，出水量显著减少；p 对于渗透系数小的土质，井距应当布置得小些；对于渗透系数小的土质，井距应当布置得小些；p 靠近河流处，井点管宜适当加密；靠近河流处，井点管宜适当加密；p 井距应与总管上的接头间距相匹配。井距应与总管上的接头间距相匹配。底宽底宽8m8m底长底长15m15m（自然地坪）（自然地坪）（1m1m亚粘土）亚粘土）（8m8m

12、砂土）砂土）（不透水粘土层）（不透水粘土层）底宽底宽8m8m底长底长15m15mi i：水力坡度，环形井点取：水力坡度，环形井点取0.10.1；s s：井点管内的水位降低深度。：井点管内的水位降低深度。（5 5）水井类型的确定：）水井类型的确定：01.951.95 3.57.5 1264.75Rs H km014 219.683.14Fxm00(2)1.366lglgHs sQkRx(2 7.53.5) 3.51.366 12lg64.75lg9.68Q3799.38/Qmd3336565 3.14 0.05 11223.37/qdl kmd 4、轻型井点的施工： 施工过程：施工过程：（1）准

13、备工作：井点设备、动力、水源及必要材料的准 备，排水沟开挖，附近建筑物的标高观 测以及防止附近建筑物沉降措施的实施。（2）井点系统的埋设： 埋设井点的程序：先排放总管，再埋设井点管，用先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井点与总管接通，然后安装抽水设备。弯联管将井点与总管接通，然后安装抽水设备。 井点管的埋设方法：水冲法水冲法（分冲孔与埋管两过程）（3）连接与试抽）连接与试抽 井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气现象。开始抽水后不希望停抽。时抽时停，有无漏气现象。开始抽水后不希望停抽。时抽时停，滤网易堵塞，也容易抽出土粒，使水混浊，并引起

14、附滤网易堵塞，也容易抽出土粒，使水混浊，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开裂。近建筑物由于土粒流失而沉降开裂。正常的排水是正常的排水是细水长流，出水澄清细水长流，出水澄清。 抽水时需要经常检查井点系统工作是否正常，以及检抽水时需要经常检查井点系统工作是否正常，以及检查观测井中水位下降情况，如果有较多井点管发生堵查观测井中水位下降情况，如果有较多井点管发生堵塞，影响降水效果时，应逐根用高压水反向冲洗或拔塞，影响降水效果时，应逐根用高压水反向冲洗或拔出重埋。出重埋。（4）井点运转与监测包括：井点运转管理 井点监测（5）井点拆除 地下室或地下结构物竣工后并将基坑进行回填土后，方可拆除井点系统，拔出

15、井点管多借助于倒链、起重机等。所留孔洞用砂或土塞，对地基有防渗要求时，地面下2m可用粘土填塞密实。另外，井点的拔除应在基础及已施工部分的自重大于浮力的情况下进行，且底板混凝土必须要有一定的强度，防止因水浮力引起地下结构浮动或破坏底板。冲孔冲孔 埋管埋管 封口封口 填砂填砂 井点降水对周围环境的不利影响及防治措施井点降水对周围环境的不利影响及防治措施井点降水的不利影响井点降水的不利影响 井点管埋设完成开始抽水时，井内水位开始下降，周围含水层的水不断流向滤管，在无承压水等环境条件下，经过一段时间之后，在井点周围形成漏斗状的弯曲水面，即所谓“降水漏斗”，这个漏斗状水面逐渐趋于稳定，一般需要几天到几周

16、的时间，降水漏斗范围内的地下水位下降以后，就必然会造成地面固结沉降，由于漏斗形由于漏斗形的降水面不是平面，因而所产生的沉降也是不均匀的。的降水面不是平面，因而所产生的沉降也是不均匀的。在实际工程中，由于井点管滤管滤网和砂滤层结构不良，把土层中的粘土颗粒、粉土颗粒甚至细砂同地下水一同抽出地面的情况是经常发生的，这种现象会使地面产生的不均匀沉降加剧，造成附近建筑物及地下管线的不同程度的损坏。防范井点降水不利影响的措施防范井点降水不利影响的措施 由于井点降水对引起周围地层的不均匀沉降，但在高水位地区开挖深基坑又离不开降水措施，因此一方面要保证开因此一方面要保证开挖施工的顺利进行，另一方面又要防范对周

17、围环境的不利挖施工的顺利进行，另一方面又要防范对周围环境的不利影响影响，即采取相应的措施，减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成的影响。 （一）在降水前认真做好对周围环境的调研工作。（二）合理使用井点降水，尽可能减少对周围环境的影响。降水必然会形成降水漏斗，从而造成对周围地面的沉降，但只要合理使用井点，可以把这类影响控制在周围环境可以承受的范围之内。1、防范抽水带走土层中的细颗粒。2、适当放缓降水漏斗线的坡度。3、井点应连续运转，尽量避免间歇和反复抽水。4、防范基坑开挖时产生基底以下承压水而造成流砂，致使坑周产生大量地面沉陷。5、如果降水现象周围有湖、河、浜导贮水体时，应考虑在井点和贮水体之间

18、设置挡水帷幕挡水帷幕，以防范井点与贮水体穿通，抽出大量地下水而水位不下降，反而带出许多土颗粒，甚至产生流砂现象，妨碍深基坑工程的开挖施工。6、在建筑物和地下管线密集等对地面沉降控制有严格要求的地区开挖深基坑，可采用坑内降水坑内降水的方法，即在围护结构内部设置井点，疏干坑内地下水，以利开挖施工，同时，需利用支护墙体本身或另设挡土帷幕切断坑外地下水的涌入。要求挡水墙有足够的入土深度，一般需较井点滤管下端深2m左右。这样既不妨碍开挖施工，又可大大减轻对周围环境的影响，收到良好效果。7、对不适宜采用井点降水的土层，不要盲目使用井点降水。（三）、降水场地外侧设置挡土帷幕，减少降水影响范围（三）、降水场地

19、外侧设置挡土帷幕，减少降水影响范围 即在降水场地外侧有条件的情况下设置一圈挡水帷幕，切断降水漏斗曲线的外侧延伸部分，减小降水影响范围，从而把降水对周围的影响减小到最低程度，一般挡水帷幕一般挡水帷幕底标高应低于降落后的水位底标高应低于降落后的水位2m以上以上，如图所示。常用的挡土帷幕有下列几种：1、深层水泥搅拌桩2、砂浆防渗板桩3、树根桩隔水帷幕4、直接利用可以挡水的挡土结构作为挡土帷幕，如钢板桩、地下连续墙。（四）、降水场地外缘设置回灌水系统（四）、降水场地外缘设置回灌水系统 降水对周围环境的不利影响主要是由于漏斗形降水曲线引起周围建筑物和地下管线基础的不均匀沉降造成的，因此，在降水场地外缘设

20、置回灌水系统保持需保护部位的在降水场地外缘设置回灌水系统保持需保护部位的地下水位，地下水位，可消除所产生的危害。 回灌水系统包括回灌井点和砂沟、砂井回灌两种型式。井点回灌：目的：消除周围土壤因固结而引起的地面沉陷。1.电渗井点电渗井点 在粘土和粉质粘土粘土和粉质粘土中进行基坑开挖施工，由于土体的渗透系数较小，为加速土中水分向井点管中流入，提高降加速土中水分向井点管中流入，提高降水施工的效果水施工的效果，除了应用真空产生抽吸作用以外，还可加用电渗。 所谓电渗井点，一般与轻型井点或喷射井点结合使用，是利用轻型井点或喷射井点管本身作为阴极，一金属棒（钢筋、钢管、铝棒等）作为阳极。通入直流电（采用直流

21、发电机或直流电焊机）后，带有负电荷的土粒即向阳极移动（即电泳作用），而带有正电荷的水则向阴极方向集中，产生电渗现象。在电渗与井点管内的真空双重用下，在电渗与井点管内的真空双重用下，强制粘土中的水由井点管快速排出，井点管连续抽水，从强制粘土中的水由井点管快速排出，井点管连续抽水，从而地下水位渐渐降低。而地下水位渐渐降低。其他一些井点降水其他一些井点降水2.喷射井点喷射井点 当基坑开挖所需降水深度超过当基坑开挖所需降水深度超过6m时时，一级的轻型井点就难以收到预期的降水效果，这时如果场地许可，可以采用二级甚至多级轻型井点以增加降水深度，达到设计要求。但是这样一来会增加基坑但是这样一来会增加基坑土方

22、施工工程量、增加降水设备用量并延长工期，二来也扩大了井土方施工工程量、增加降水设备用量并延长工期，二来也扩大了井点降水的影响范围而对环境不利点降水的影响范围而对环境不利。为此，可考虑采用喷射井点。 喷射井点用作深层降水，应用在粉土、极细砂和粉砂中较为适用喷射井点用作深层降水，应用在粉土、极细砂和粉砂中较为适用。在较粗的砂粒中，由于出水量较大，循环水流就显得不经济，这时宜采用深井泵。一般一级喷射井点可降低地下位820m，甚至20m以上。喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水（喷水井点）或气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水（喷