[分享]井点降水的方法和计算,一次性全说清了

发表于2018-09-26     1472人浏览     1人跟帖     总热度:369  

井点降水法,就是预先将带有滤管的降水管布设在基坑周围,在基坑开挖前和开过程中用抽水设备从中抽水,使地下水位降低到基坑底面以下,防止流砂或管涌的发生,实现土方开挖的干作业。
井点降水法有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。
井点降水方法和设备选择,可根据土层的渗透系数、要求降水深度及工程特点,作技术经济比较后确定。各类井点降水法的适用范围可参考表4-2 。
井点降水的方法和计算,一次性全说清了_1
上述各类井点降水法中,以轻型井点降水法应用最为广泛,下面着重叙述。
(1) 轻型井点降水法工作概况。见图4 -1 。
井点降水的方法和计算,一次性全说清了_2
(2) 轻型井点设备。主要包括:井管 (下段为滤管)、集水总管、水泵和动力设备等。
①井管。井管长6m ,滤管长1.0 ~1.2m ,井管与滤管用螺丝套头连接。滤管构造见图4 -2 。滤管的骨架钢管为外径38m m 或51m m 的无缝钢管,管面上钻有φ12m m 的星棋状排列的滤孔,滤孔面积为滤管面积的20 %~25 %。骨架管外面包有两层孔径不同的滤网。在骨架管与滤网之间用梯形铅丝隔开,梯形铅丝沿骨架管绕成螺旋形。滤网外面再绕一层粗铁丝保护网,滤管下端为一铸铁塞头。
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②集水总管。集水总管为内径127m m 的无缝钢管,每段长4m ,总管上装有与井管联结的短接头,间距0.8m 或1.2m ,总管与井管以90°弯头相连接。
③轻型井点系统的主机。由真空泵、离心水泵和集水箱等组成。主机系统示意图见图4 -3 。主机工作概况为:开动真空泵19 ,使集水箱10 抽成一定的真空度,在真空吸力作用下,地下水经滤管1 、井管2 吸上经弯管和阀门进入集水总管5 ,由此再经过滤室8 再过滤后进入集水箱10 ,集水箱内有一浮筒11 ,可沿中间导杆升降,进入集水箱的水多时,浮筒上升,开动离心泵24 将集水箱内的水排出。为保证真空泵干式工作,在真空泵19 与进水管14 之间装有分水室16 。为了对真空泵进行冷却,专设一冷却循环水泵23 。
井点降水的方法和计算,一次性全说清了_4
一个真空泵的负荷长度 (即集水总管长度) 约为100 ~120m 。表4-3 为一套轻型井点降水系统设备的技术性能。
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(3) 轻型井点系统的布置方式
①井点系统的平面布置。取决于基坑的平面形状和要求降低水位的深度,应尽可能将施工的建筑物基坑的主要部分包围在井点系统以内。开挖长而窄的沟槽可按线状布置井点,如宽度小于6m 、降水深度不大于5m ,可采用单排线状井点,布置在地下水流的上游侧,两端各延伸一个槽宽,见图4 -4 。
面积较大的基坑宜用环状井点布置,或一端开口 (留出进出基坑道路) 的 U 形井点布置,环状井点的四角部分应适当加密。见图4 -5 。
井管距离基坑壁应大于0.8m ,防止局部漏气,破坏真空。井管间距一般为0.8 ~1.6m 。
②井点系统的高程布置。井管 (不包括滤管) 的埋设深度 H 按下式计算 (图4-5b):
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式中 
H 1 ———井管埋设面至基坑底的距离,m ;
h ———降低后的地下水位至基坑底的距离,m ,一般为0.5 ~1.0m ;
i———地下水降落坡度,环状井点取1/10 ,单排线状井点取1/5 ;
L ———井管至基坑中心的水平距离,m 。
确定井管埋设深度时,还要考虑井管一般宜露出地面0.2m 。为充分利用抽吸能力,总管标高宜接近原地下水位。水泵轴心标高宜与总管齐平。各段总管和滤管宜在同一水平面上。
(4) 涌水量计算。井点系统涌水量 (需抽排的地下水量) 计算是以水井理论为依据的。水井位于两不透水层之间的承压含水层内的,称为承压井;水井位于无压潜水层的,称为无压井。根据井底是否到达不透水层,又可分为完整井或不完整井。四种不同类型并 (见图4 -6) 各有不同的涌水量计算公式。
①无压完整井井点系统涌水量计算:
A.单井涌水量:
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式中 
Q ———单井涌水量,m3 /d ;
K ———渗透系数,m/d ;
H ———含水层厚度,m ;
R ———抽水影响半径,m ;
S ———水位降低值,m ;
r———井点的半径,m 。
抽水影响半径R ,可在现场抽水试验确定,也可按下式估算:
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B.环形井点系统涌水量:
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式中 X 0 ———基坑的假想半径,m 。对于矩形基坑,当长宽比小于5 时,可将其化成一个假想半径为X 0 的圆形井:
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式中 A ———基坑井点管所包围的面积,m2。其它符号同上。
②无压非完整井井点系统涌水量计算。为简化起见,一般仍用无压完整井的计算公式,但式中的H 换成有效带深度H0 (图4-6b),环形井点系统无压非完整井涌水量计算公式为:
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H0值按表4 -4 查出。井点降水的方法和计算,一次性全说清了_14
考虑地下潜水从侧面和底面同时渗入,则式 (4 -8) 可修正为:
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③承压完整井井点系统的涌水量:
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式中符号见图3 -15 (c)。
④承压非完整井井点系统的涌水量:
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式中符号见图3 -15 (d)
(5) 确定井点管理的数量与间距。井点管需要根数n :
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式中 
n ———井点管根数;
Q ———井点系统水量,m3/d ;
1.1 ———考虑井点管堵塞因素的备用系数;
q ———单根井点管的出水量,m3/d 。按下式计算
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式中 
d ———滤管的直径,m ;
l———滤管的长度,m ;
K ———渗透系数,m/d
井点管的间距D :
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式中 
D ———井点管的平均间距,m ;
L 、B ———距形井点系统的长度、宽度、m 。
求出的D 值应>15d ,并应符合总管接头的间距 (如:0.8 、1.2 、1.6m 等)。
(6) 轻型井点系统的埋设、安装和使用。轻型井点系统的安装和程序为:按布置方案先排放总管,再埋设井点管,用变联管将井点管与总管联接,最后安装抽水设备、试抽。井点管的埋设,一般使用冲水管冲孔,先将高压水泵的射水高压胶管连接在冲孔管,冲孔管可由滑车组悬挂在人字架上,利用0.6 ~0.8MPa 高压水经由冲孔管头部的三个喷水小孔以急速的射水冲刷土壤,同时将冲孔管作上下、左右转动,冲孔管边冲边下沉,在土中形成一个孔洞。孔洞必须体质垂直,孔径一般不小于300mm ,孔径要上下一致,并及时在井点管与孔壁之间填灌砂滤层,至此人字架可搬至下一个冲孔位置。井点管的埋设和砂滤层的填灌,是保证轻型井点系统顺利抽水,达到降水目的关键。砂滤层宜选用级配良好、洁净粗砂,以免堵塞滤管的网眼。砂滤层灌好后,距地面0.5 ~1.0m深度内,再粘土捣实封堵,防止漏气。井点管埋设完毕,可接通总管和抽水系统试行抽水,检查有无漏水、漏气现象,出水是否正常。
使用轻型井点系统,应保证连续抽水。时抽时停,滤网易于堵塞;中途停抽,地下水位回升,可能引起边坡坍方等事故。正常出水规律是 “先大后小、先浑后清”。
真空泵的真空度是判断井点系统运行是否良好的尺度,必须经常观测,造成真空度不足的原因,通常是由于管路系统连接存在漏气,应及时检查并采取措施。
井点管淤塞,一般可从听管内水流声响,手扶管壁感到振动,夏、冬季手摸管子有夏冷、冬暖的感觉等简便方法检查。如发现淤塞井点管较多,严重影响降水效果时,应逐根用高压水冲洗,或拔出重新埋设。
并点系统降水时,尚应对邻近现有建筑物进行沉降观测,如发现过大沉陷,应及时采取防护措施。


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广东 清远 | 建筑施工

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