基坑降水设计计算书（Excel自动计算版）

基坑降水设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、工程概况与基坑基本参数,,,,,,,,,

1,工程名称,-,设计值,-,-,某某基坑降水工程,工程项目的全称,设计文件,根据设计图纸确定

2,基坑长边尺寸,a,设计值,45,m,45,基坑平面长边方向的设计尺寸,设计图纸,矩形基坑按长边计

3,基坑短边尺寸,b,设计值,32,m,32,基坑平面短边方向的设计尺寸,设计图纸,矩形基坑按短边计

4,基坑开挖深度,H_d,设计值,8.5,m,8.5,从自然地面至基坑底的设计深度,设计图纸GB50007-2011,含垫层厚度

5,基坑面积,A,计算值,1440,m²,1440,基坑平面投影面积,-,矩形基坑面积=长×宽

6,基坑周长,C,计算值,154,m,154,基坑周边总长度,-,用于井间距及排水沟设计

7,地下水位埋深,h_w,实测值,2.5,m,2.5,降水前稳定地下水位距自然地面的深度,水文地质勘察报告,取勘察期间实测稳定水位

8,含水层顶板埋深,h_t,实测值,1.5,m,1.5,含水层顶板距自然地面的深度,水文地质勘察报告,用于判断含水层类型

9,含水层底板埋深,h_b,实测值,18,m,18,含水层底板距自然地面的深度,水文地质勘察报告,用于判断井型及计算含水层厚度

10,含水层类型判定,-,判断值,潜水,-,潜水,根据地下水位与含水层顶板关系判断,JGJ/T111-2016,地下水位在顶板之上为潜水，否则为承压水

11,井型判定（完整/非完整）,-,判断值,完整井,-,完整井,根据井底是否穿透含水层判定,JGJ/T111-2016,井底进入含水层底板下为完整井，否则为非完整井

二、水文地质参数,,,,,,,,,

12,土的渗透系数,k,实测值,15,m/d,15,地下水在土体中的渗透能力,水文地质勘察报告JGJ/T111-2016,优先采用现场抽水试验确定，可按经验值校核

13,潜水含水层厚度,H,实测值,12,m,12,潜水含水层从底板到水面的总厚度,水文地质勘察报告,H=h_b-h_t，即含水层顶板至底板的距离

14,承压含水层厚度,M,实测值,8,m,8,承压含水层的垂直厚度,水文地质勘察报告,承压含水层顶板至底板的垂直距离

15,承压水头高度,H_p,实测值,10,m,10,承压水头高出含水层顶板的测压高度,水文地质勘察报告,由钻孔实测承压水位确定

16,土的孔隙比,e,实测值,0.65,-,0.65,土体中孔隙体积与固体颗粒体积之比,土工试验报告GB/T50123-2019,用于估算降水引起的沉降量

17,土的饱和重度,γ_sat,实测值,19.5,kN/m³,19.5,土体饱和状态下的重度,土工试验报告,用于有效应力及沉降计算

18,土的压缩模量,E_s,实测值,8.5,MPa,8.5,土体在侧限条件下的压缩模量,土工试验报告GB/T50123-2019,用于降水沉降估算

19,降水影响半径经验系数,C,查表值,1,-,1,根据经验选取的修正系数,JGJ/T111-2016,通常取0.8~1.2，细砂取小值，粗砂取大值

三、基坑降水几何参数计算,,,,,,,,,

20,基坑等效半径,r₀,计算值,21.40948939,m,21.40948939,将不规则基坑等效为圆形大井的半径,JGJ/T111-2016,r₀=√(A/π)，矩形基坑也可按r₀=0.29(a+b)计算

21,基坑设计降深,s_d,设计值,6.5,m,6.5,设计要求的地下水位降低值,降水设计方案,一般取s_d≥H_d+0.5m，确保基坑底部干燥

22,基坑水位降深,s₀,计算值,6.5,m,6.5,实际需降低的水位深度,JGJ/T111-2016,潜水：s₀取设计降深；承压水：需考虑水头压力

23,降水后水位埋深,h_d,计算值,9,m,9,降水后地下水位距地面的深度,-,h_d=h_w+s₀，需大于开挖深度加安全距离

24,降水后含水层剩余厚度,h_r,计算值,5.5,m,5.5,降水后潜水含水层的剩余厚度,-,h_r=H-s₀，用于非完整井涌水量计算

25,含水层平均厚度,h_m,计算值,8.75,m,8.75,非完整井计算中的平均含水层厚度,JGJ/T111-2016,h_m=(H+h_r)/2，用于潜水非完整井公式

26,降水漏斗深度,h_f,计算值,6.5,m,6.5,降水漏斗中心处的水位降深值,-,即基坑中心处的降深值，等于s₀

四、降水影响半径计算,,,,,,,,,

27,潜水含水层降水影响半径,R₁,计算值,174.4133022,m,174.4133022,潜水含水层中降水漏斗的影响范围,JGJ/T111-2016,R₁=2·s₀·√(k·H)·C，二三级基坑可按经验公式估算

28,承压含水层降水影响半径,R₂,计算值,251.7439175,m,251.7439175,承压含水层中降水漏斗的影响范围,JGJ/T111-2016,R₂=10·s₀·√k·C

29,综合降水影响半径,R,选用值,174.4133022,m,174.4133022,根据含水层类型选取的降水影响半径,-,按含水层类型分别取值

五、基坑涌水量计算,,,,,,,,,

30,潜水完整井涌水量,Q₁,计算值,1053.023813,m³/d,1053.023813,按均质含水层潜水完整井大井法计算,JGJ/T111-2016,Q₁=1.366k(2H-s₀)s₀/ln(1+R/r₀)，适用于完整井且远离边界

31,潜水非完整井涌水量,Q₂,计算值,1026.33706,m³/d,1026.33706,按均质含水层潜水非完整井大井法计算,JGJ/T111-2016,适用于非完整井，井底未穿透含水层

32,承压水完整井涌水量,Q₃,计算值,962.0598229,m³/d,962.0598229,按均质含水层承压水完整井大井法计算,JGJ/T111-2016,Q₃=2.73kMs₀/ln(1+R/r₀)

33,承压水非完整井涌水量,Q₄,计算值,903.2369967,m³/d,903.2369967,按均质含水层承压水非完整井大井法计算,JGJ/T111-2016,分母增加非完整井修正项，l为过滤器长度

34,承压-潜水非完整井涌水量,Q₅,计算值,1184.941081,m³/d,1184.941081,承压-潜水非完整井的涌水量计算,JGJ/T111-2016,适用于承压水头降至含水层顶板以下的情况

35,涌水量类型判定,-,判断值,采用Q₁,-,采用Q₁,根据含水层类型和井型判定采用的涌水量公式,-,需结合现场水文地质条件综合判断

36,基坑总涌水量,Q,选用值,1053.023813,m³/d,1053.023813,根据判定结果选取的总涌水量设计值,JGJ/T111-2016,选取对应公式计算结果作为设计依据

六、单井出水能力计算,,,,,,,,,

37,过滤器外径,d_s,选用值,300,mm,300,降水井过滤器的外径尺寸,降水设计JGJ/T111-2016,常用200~400mm，根据出水量及井深选取

38,过滤器半径,r_s,计算值,0.15,m,0.15,过滤器外半径,-,由过滤器外径换算

39,过滤器进水长度,l,选用值,4,m,4,过滤器有效进水段的长度,降水设计,潜水井一般取2~6m，承压井一般取3~8m

40,单井理论出水能力,q₀,计算值,557.8440289,m³/d,557.8440289,按经验公式计算的单井最大出水能力,JGJ/T111-2016,q₀=120π·r_s·l·∛k

41,单井出水能力修正系数,α,查表值,0.85,-,0.85,考虑井管堵塞、老化等因素的修正系数,工程经验,一般取0.7~0.9，含砂量高时取低值

42,修正后单井出水能力,q,计算值,474.1674246,m³/d,474.1674246,考虑修正后的实际单井可用出水能力,-,q=α·q₀，作为降水井数量计算依据

七、降水井数量与布置计算,,,,,,,,,

43,理论降水井数量,n₁,计算值,2.220784807,-,2.220784807,按涌水量和单井能力计算的理论井数,-,n₁=Q/q，不考虑富余量

44,降水井富余系数,β,选用值,1.15,-,1.15,考虑不均匀性及安全储备的放大系数,工程经验JGJ/T111-2016,一般取1.1~1.3，重要工程取大值

45,实际降水井数量,n,计算值,3,-,3,考虑富余系数后的实际布置井数,-,"n=ROUNDUP(n₁·β,0)，向上取整"

46,备用降水井数量,n_b,计算值,1,-,1,作为故障及应急备用的井数,JGJ/T111-2016,不少于实际运行井数的10%，且不少于1口

47,降水井总数量,n_t,计算值,4,-,4,实际运行井数加备用井数的总和,-,n_t=n+n_b，为施工组织设计依据

48,井间距,L,计算值,51.33333333,m,51.33333333,相邻降水井之间的间距,-,L=C/n，沿基坑周边均匀布置时

49,井间距限值,L_max,查表值,20,m,20,不同类型降水井的最大允许间距,JGJ/T111-2016,轻型井点≤2.0m；喷射井点≤3.0m；管井≤20m

50,井间距验算,-,判断值,不满足,-,不满足,判断实际井间距是否满足规范限值要求,JGJ/T111-2016,不满足时需增加降水井数量或调整布置方式

51,降水井布置方式,-,选用值,沿基坑周边均匀布置,-,沿基坑周边均匀布置,降水井在基坑周边的布置形式,降水设计方案,可选择周边布置、行列布置或交叉布置

八、过滤器与滤料设计,,,,,,,,,

52,过滤器长度,l_f,计算值,4,m,4,过滤器的有效工作长度,-,一般取l_f=l，与进水长度一致

53,过滤器类型,-,选用值,-,-,桥式过滤器,过滤器的结构形式,降水设计JGJ/T111-2016,桥式、条缝式或缠丝式，根据地层粒径选取

54,过滤器孔隙率,n_p,查表值,18,%,18,过滤器开孔面积与总面积的百分比,JGJ/T111-2016,桥式过滤器一般15%~25%，缠丝式一般10%~20%

55,过滤器有效进水面积,A_f,计算值,0.678584013,m²,0.678584013,过滤器实际可用于进水的面积,-,A_f=2π·r_s·l_f·n_p

56,滤料粒径,d_g,选用值,3,mm,3,滤料（反滤层）的等效粒径,降水设计JGJ/T111-2016,一般为含水层d₅₀的6~8倍，常用2~5mm

57,滤料层厚度,t_g,选用值,100,mm,100,井壁与过滤器之间滤料充填厚度,降水设计,一般80~150mm，根据成孔工艺确定

58,滤网规格,-,选用值,-,-,40目,过滤器外包扎滤网的目数,降水设计,根据地层细颗粒含量选取，防止涌砂

九、降水井结构设计,,,,,,,,,

59,井管直径,D,选用值,350,mm,350,降水井井管的内径或外径,降水设计JGJ/T111-2016,管井常用273~426mm，应大于过滤器外径

60,井管壁厚,t_w,选用值,6,mm,6,井管管壁的厚度,降水设计,钢管一般5~8mm，PVC管按强度计算

61,井管材质,-,选用值,-,-,螺旋钢管,井管采用的材料类型,降水设计,常用钢管、螺旋钢管、PVC-U管等

62,井深,L_w,计算值,23.5,m,23.5,降水井从地面到井底的总深度,降水设计,L_w=H_d+H+3，需穿透含水层一定深度

63,沉淀管长度,L_s,选用值,2,m,2,井底沉淀泥沙的管段长度,降水设计JGJ/T111-2016,一般2~3m，用于沉积泥沙保护水泵

64,井点管埋深,H_b,计算值,12,m,12,井点管底端至自然地面的深度,降水设计,H_b=H_d+h_w+1，确保过滤器位于含水层

65,井口高出地面高度,h_g,选用值,0.3,m,0.3,井口管口高出自然地面的高度,降水设计,防止地表水流入井内，一般≥0.3m

66,井管强度验算,-,判断值,满足,-,满足,井管壁厚是否满足强度要求,降水设计,一般壁厚≥5mm可满足常规深度要求

十、抽水设备选型计算,,,,,,,,,

67,单井分配抽水量,q_d,计算值,351.0079375,m³/d,351.0079375,每口井需承担的抽水量,-,q_d=Q/n

68,水泵额定流量,Q_p,选用值,8,m³/h,8,所选水泵的额定出水流量,设备选型,应大于单井分配抽水量的小时值

69,水泵额定扬程,H_pump,选用值,35,m,35,所选水泵的额定扬程,设备选型,需大于计算所需扬程

70,水泵所需扬程,H_req,计算值,11.8,m,11.8,水泵实际需要提供的扬程,降水设计,H_req=s₀+5+2r_s，含安全水头及管路损失

71,管路水头损失,h_l,计算值,0.3,m,0.3,抽水管路中的沿程及局部水头损失,降水设计,简化估算为2倍过滤器半径

72,水泵效率,η_p,查表值,0.65,-,0.65,水泵的水力效率,设备参数,潜水泵一般0.6~0.75

73,水泵轴功率,N,计算值,0.395753846,kW,0.395753846,水泵的轴功率需求,流体力学计算,N=9.81·Q_p·H_req/(3600·η_p)

74,电机配套功率,N_m,计算值,0.474904615,kW,0.474904615,配套电机的额定功率,设备选型,N_m=1.2N，考虑启动及过载余量

75,设备选型判定,-,判断值,不满足,-,不满足,判断所选水泵流量和扬程是否满足要求,降水设计,需同时满足流量≥单井分配量、扬程≥所需扬程

76,总装机容量,N_t,计算值,1.424713846,kW,1.424713846,所有运行降水井的水泵总装机功率,-,N_t=N_m·n，用于供电设计

十一、降水效果验算,,,,,,,,,

77,降水深度验算,-,判断值,满足,-,满足,验证降水后水位是否低于坑底安全线,JGJ/T111-2016,降水后水位应低于基坑底面至少0.5m

78,降水漏斗半径验算,r_f,计算值,174.4133022,m,174.4133022,降水漏斗的半径范围,-,r_f=R，用于判断对周边的影响范围

79,单井降深验算,s_w,计算值,7.8,m,7.8,考虑群井干扰后单井的实际降深,-,s_w=1.2s₀，考虑20%的干扰增量

80,群井干扰系数,η_g,计算值,0.915470054,-,0.915470054,群井同时抽水的相互干扰系数,工程经验,井数越多干扰越大，取0.6~1.0

81,降水时间估算,t,计算值,43.87599219,h,43.87599219,按单井能力估算的降水达到稳定的时间,-,t=Q/(n·Q_p)，为预降水时间提供参考

82,降水效果综合判定,-,判断值,满足,-,满足,综合降水深度和时间要求的判定,降水设计,需同时满足深度要求和预降水时间≤72h

十二、含砂量控制与水质要求,,,,,,,,,

83,粗砂含砂量限值,η₁,查表值,1/50000,-,1/50000,粗砂地层抽水含砂量最大允许值,JGJ/T111-2016,粗砂含量应小于1/50000

84,中砂含砂量限值,η₂,查表值,1/20000,-,1/20000,中砂地层抽水含砂量最大允许值,JGJ/T111-2016,中砂含量应小于1/20000

85,细砂含砂量限值,η₃,查表值,1/10000,-,1/10000,细砂地层抽水含砂量最大允许值,JGJ/T111-2016,细砂含量应小于1/10000

86,含砂量控制判定,-,判断值,满足,-,满足,根据地层渗透性判断含砂量控制难度,JGJ/T111-2016,细砂、粉砂地层需加密监测，必要时采取防砂措施

十三、降水对周边环境影响评估,,,,,,,,,

87,有效应力增量,Δσ,计算值,61.75,kPa,61.75,降水引起的土层有效应力增加量,土力学,Δσ=s₀·(γ_sat-γ_w)，γ_w=10kN/m³

88,地面沉降估算,ΔS,计算值,0.087176471,m,0.087176471,降水引起的地面沉降估算值,JGJ/T111-2016,ΔS=Δσ·H/E_s，简化一维压缩估算

89,沉降影响半径,R_s,计算值,139.5306418,m,139.5306418,地面沉降的主要影响范围,-,R_s≈0.8R，取降水影响半径的80%

90,邻近建筑物距离,d_b,实测值,35,m,35,基坑边缘至最近建筑物的水平距离,现场调查,用于判断建筑物是否在沉降影响范围内

91,建筑物影响判定,-,判断值,不满足,-,不满足,判断地面沉降是否满足周边建筑物保护要求,JGJ120-2012,一般要求沉降≤30mm

92,回灌井需求判定,-,判断值,需要,-,需要,判断是否需要设置回灌井保护周边环境,JGJ/T111-2016,沉降较大且建筑物在影响范围内时建议设置回灌井

93,降水对周边环境综合评估,-,判断值,需采取回灌措施,-,需采取回灌措施,对降水影响的综合评价结论,降水设计,不满足时应调整降水方案或增加保护措施

十四、排水系统设计,,,,,,,,,

94,总排水量,Q_d,计算值,1053.023813,m³/d,1053.023813,降水系统需排出的总水量,-,Q_d=Q，与基坑总涌水量一致

95,排水主管设计流量,Q_m,计算值,52.65119063,m³/h,52.65119063,排水主管需输送的流量（考虑1.2不均匀系数）,排水设计,按总排水量折算小时流量并考虑不均匀性

96,排水主管管径,D_m,选用值,200,mm,200,排水主管的公称直径,排水设计,根据流量和允许流速选取

97,管内设计流速,v,计算值,0.465538736,m/s,0.465538736,排水主管内的平均流速,排水设计,一般控制在0.6~3.0m/s

98,流速验算,-,判断值,不满足,-,不满足,判断管内流速是否在合理范围内,排水设计规范,流速过低易淤积，过高水损大

99,排水系统能力验算,-,判断值,需调整管径,-,需调整管径,排水系统总体输送能力判定,排水设计,不满足时应增大管径或增设排水管

十五、降水运行与监测,,,,,,,,,

100,预降水时间,T_p,设计值,7,d,7,基坑开挖前的预降水持续时间,降水方案,一般提前5~10天开始降水

101,降水运行总时间,T_t,设计值,45,d,45,降水系统预计总运行时间,施工组织设计,含开挖期及地下室施工期

102,总抽水量,W_t,计算值