基坑降水設(shè)計(jì)中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院張波基坑降水設(shè)計(jì)綱要1、地下水動(dòng)力學(xué)基本概念2、降水計(jì)算3、纏絲填礫過濾器控制單井含砂率4、包網(wǎng)填礫過濾器控制單井含砂率5、應(yīng)注意的問題1、地下水動(dòng)力學(xué)基本概念

1.1基本名詞⑴地下水：存在于地面以下巖體和土體孔隙、縫隙和孔洞中的水；⑵上層滯水：包氣帶中局部隔水層或弱透水層上積聚的具有自由水面的重力水；⑶潛水：埋藏在地表以下具有自由表面的地下水；⑷承壓水：充滿在上下兩個(gè)隔水層之間的含水層中，水頭高出其上層隔水頂?shù)酌娴牡叵滤?；⑸影響半徑：由抽水井中心到水位下降漏斗邊緣的水平距離；⑹滲透系數(shù)：當(dāng)水力梯度等于1時(shí)地下水的滲透速度；⑺設(shè)計(jì)降水深度：自地面高程至設(shè)計(jì)要求的水位高程之間的差值；⑻降深：自某一水位高程降低至另一水位高程之間的差值；⑼含水層厚度：自靜止水位高程至隔水頂板高程之間的差值；⑽水頭高度：自隔水頂板高程向上至某一水位高程的差值；⑾基坑涌水量：當(dāng)基坑開挖深度超過地下水靜止水位或穩(wěn)定水位時(shí)，地下水進(jìn)入基坑的水量；⑿干擾井群總抽水量：人工布置的所有抽水井總的出水量；⒀單井抽水量：人工布置的抽水井群中某一個(gè)井的抽水量；⒁管井出水能力：人工設(shè)置的抽水管井所能通過的水量；1.2基本公式

1.2.1達(dá)西公式達(dá)西公式是地下水運(yùn)動(dòng)學(xué)中的最基本公式之一，一般采用表達(dá)。式中Q：斷面流量；K：滲透系數(shù)；ω：過水?dāng)嗝?；J：水力坡度；必須強(qiáng)調(diào)指出，達(dá)西公式是一個(gè)斷面流量計(jì)算公式。公式中過水?dāng)嗝娴母拍钍侵陵P(guān)重要的。在式中，若規(guī)定式中的水力坡度為1，則K為常量，Q的大小為ω所確定。

1.2.2．裘布依公式

進(jìn)行均質(zhì)地層、潛水完整井計(jì)算，裘布依公式是最常用的公式之一。裘布依公式是達(dá)西公式的推導(dǎo)公式。進(jìn)行該公式推導(dǎo)有許多方法。本文選下述推導(dǎo)進(jìn)行問題的論述。均質(zhì)地層、潛水、穩(wěn)定流、計(jì)算點(diǎn)為圓心的條件下，過水?dāng)嗝鏋榈容S園柱曲面。表達(dá)式中：式中r：圓半徑；h：水頭高度；則變?yōu)榇脒吔鐥l件，井徑：r0、R，水頭：h0、H。并對(duì)該式進(jìn)行積分：化自然對(duì)數(shù)為常用對(duì)數(shù)，

因H-h0=S0，所以詳細(xì)推導(dǎo)可在各地下水運(yùn)動(dòng)學(xué)書籍中查到，本文不詳述。只強(qiáng)調(diào)在推導(dǎo)過程中，當(dāng)進(jìn)行積分，代入井徑由r0到R，水頭由h0到H邊界條件時(shí)，常常被忽略的積分定義域：0＜r0＜R；0＜h0＜H；之所以強(qiáng)調(diào)該定義域0＜r0＜R；0＜h0＜H，是因?yàn)槿魊0=0，h0=0，則無過水?dāng)嗝妫叵滤涣鲃?dòng)，意味著裘布依公式無意義；若r0=R，h0=H，則同樣無過水?dāng)嗝妫叵滤涣鲃?dòng)，裘布依公式亦無意義；定義域0＜r0＜R；0＜h0＜H還說明，裘布依公式只研究地下水，在距圓心0點(diǎn)r0距離處的，過水?dāng)嗝嫔系牡叵滤鲃?dòng)狀況。裘布依公式在研究距圓心0點(diǎn)、距離r0處，過水?dāng)嗝嫔系牡叵滤鲃?dòng)狀況時(shí)，并不涉及造成該處水頭的原因。同時(shí)、裘布依公式在研究r0處過水?dāng)嗝嫔系牡叵滤鲃?dòng)狀況時(shí)，并不涉及地下水流出該斷面后的性狀。2、降水計(jì)算

2.1面狀基坑涌水量計(jì)算進(jìn)行面狀基坑涌水量計(jì)算所依據(jù)的主要工作規(guī)范有JGJ/T111-98《建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱為市政規(guī)范）、YB9258-97《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱為冶金規(guī)范）、JGJ120-99《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》現(xiàn)為JGJ120---2012（以下簡(jiǎn)稱為建筑規(guī)程）、GB50307--1999《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》現(xiàn)為GB50307---2012（以下簡(jiǎn)稱為地鐵規(guī)范）?，F(xiàn)將各規(guī)范有關(guān)潛水完整井降水計(jì)算的規(guī)定，摘錄如下：市政政規(guī)規(guī)范范第第6.4.3條條、、按按下下列列公公式式計(jì)計(jì)算算：：6.4.3-1或或冶金金規(guī)規(guī)范范第第13.2.4.⑶⑶規(guī)規(guī)定定：：按按圓圓形形（（矩矩形形、、不不規(guī)規(guī)則則形形換換算算為為圓圓形形））或或線線形形基基坑坑計(jì)計(jì)算算基基坑坑涌涌水水量量Q，，計(jì)計(jì)算算方方法法見表表13.2.4。。表表中中規(guī)規(guī)定定圓圓形形潛潛水水完完整整井井計(jì)計(jì)算算式式為為：：式中中Q--基基坑坑計(jì)計(jì)算算涌涌水水量量；；S---設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)水水位位降降深深；；建筑筑規(guī)規(guī)程程8.3.3條條規(guī)規(guī)定定“Q----基基坑坑總總涌涌水水量量,可可按按附附錄錄F計(jì)計(jì)算算”。其其附附錄錄F的的F.0.1-1式式為為:F.0.1-1式式式中中Q---基基坑坑涌涌水水量量;S---基基坑坑水水位位降降深深;r0:基基坑坑等等效效半半徑徑,按按本本規(guī)規(guī)程程第第F.0.7條條規(guī)規(guī)定定計(jì)計(jì)算算。。F.0.7條條規(guī)規(guī)定定：：降降水水井井影影響響半半徑徑………可按按下下列列經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公公式式計(jì)計(jì)算算，，潛潛水水含含水水層層式中中R---降降水水影影響響半半徑徑；；S---基基坑坑水水位位降降深深；；6.4.3-2式中中Q：：基基坑坑出出水水量量；；S：：基基坑坑設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)水水位位降降深深值值；；R：：影影響響半半徑徑。。地鐵鐵規(guī)規(guī)程程8.5.8—1條條規(guī)規(guī)定定“塊狀狀基坑坑，，可可簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化為為圓圓形形，，其其基基坑坑出出水水量量,可可采采用用““大大井井法法””選選擇擇表表8.5.8---1中中的的公公式式計(jì)計(jì)算算”。（摘摘錄錄中中市市政政規(guī)規(guī)范范的的公式式，，系系錯(cuò)錯(cuò)誤誤的的涌涌水水量量公公式式））。。2.2條條狀狀基基坑坑涌涌水水量量計(jì)計(jì)算算我國國降降水水設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)所所依依據(jù)據(jù)的的JGJ/T111-98《《建建筑筑與與市市政政降降水水工工程程技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》（（以以下下簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱為為市市政政規(guī)規(guī)范范））、、YB9258-97《《建建筑筑基基坑坑工工程程技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》（（以以下下簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱為為冶冶金金規(guī)規(guī)范范））、、JGJ120-99《《建建筑筑基基坑坑支支護(hù)護(hù)技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)程程》》(現(xiàn)現(xiàn)為為JGJ120---2012,以以下下簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱為為建建筑筑規(guī)規(guī)程程））、、GB50307--1999《《地地下下鐵鐵道道、、輕輕軌軌交交通通巖巖土土工工程程勘勘察察規(guī)規(guī)范范》》(現(xiàn)現(xiàn)為為GB50307---2012,以以下下簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱為為地地鐵鐵規(guī)規(guī)范范））中中給給出出了了條條狀狀（（線線性性））基基坑坑涌涌水水量量的的計(jì)計(jì)算算公公式式?！，F(xiàn)將各規(guī)范范有關(guān)潛水水完整井降降水計(jì)算的的規(guī)定，摘摘錄如下：：市政規(guī)范第第6.4.4條、按按下列公式式計(jì)算：式中Q：條狀基基坑出水量量；L′：條狀基坑坑長度；：抽水前與與抽水時(shí)含含水層厚度度的平均值值；冶金規(guī)范第第13.2.4.⑶⑶規(guī)定：按按圓形（矩矩形、不規(guī)規(guī)則形換算算為圓形））或線形基基坑計(jì)算基基坑涌水量量Q，計(jì)算方方法見表13.2.4。表中中規(guī)定線形形潛水完整整井計(jì)算式式為：式中Q:條狀基坑計(jì)算涌涌水量；L：條狀基坑坑長度；地鐵規(guī)程8.5.8—2條規(guī)定“流向切穿含含水層的條條形基坑，出水水量,可選選擇表8.5.8---2中中的公式計(jì)計(jì)算”。式中Q---條狀狀基坑出水水量;L：條狀基坑坑長度；B：條狀基坑坑寬度；這幾個(gè)公式式基本就是是同一個(gè)計(jì)計(jì)算公式，，只是地鐵鐵規(guī)范采用用的是考慮慮條狀基坑坑兩端進(jìn)水水的的計(jì)算算式，而其其它公式是是不考慮條條狀基坑兩兩端進(jìn)水的的計(jì)算式。。6.4.4-12.3、管管井出水能能力2.3.1管井的出出水能力這里的q表表示的是管管井的出水水能力。這這是同一源源于C.K.阿不拉拉莫夫允許許臨界速度度的鉆孔出水能能力公式經(jīng)驗(yàn)公公式。2.3.2單井的涌涌水量這是干擾井井群中單井井的涌水量量。井與管井是是兩個(gè)完全全不同的概概念。降水計(jì)算的的步驟1、影響半半徑2、引用半半徑3、有效半半徑RO=R+rO4、干擾井井群中單井井涌水量5、確定設(shè)設(shè)施中心水水位下降的的高度6、計(jì)算管管井出水能能力7、設(shè)施涌涌水量Q=nQ18、根據(jù)井井位、井?dāng)?shù)數(shù)計(jì)算設(shè)施施中心水位位下降的高高度9、根據(jù)井井位、井?dāng)?shù)數(shù)計(jì)算設(shè)施施中危險(xiǎn)點(diǎn)點(diǎn)水位下降降的高度2.4公公式中幾幾個(gè)參數(shù)的的意義1、含水層層厚度（1）非完完整井的含含水層厚度度（2）非完完整井的含含水層厚度度與完整井井的含水層層厚度含水層厚度度越大涌水水量越大，，布井越多多，降水方方案越可靠靠。2、滲透系系數(shù)滲透系數(shù)越越大涌水量量越大，布布井越多，，降水方案案越可靠。。3、降深降深越大涌涌水量越大大，布井越越少，降水水方案越不不可靠；4、影響半半徑影響半徑越越大涌水量量越小，布布井越少，，降水方案案越不可靠靠；2.5降水水計(jì)算中應(yīng)應(yīng)注意的問問題1、計(jì)算基坑涌涌水量是無無意義的！！大井法:由C.B.特羅揚(yáng)斯斯基提出.實(shí)際計(jì)算算的是所布布置的干擾擾井群總涌涌水量。所所謂“基坑坑涌水量””只是干擾擾井群總涌涌水量的代代名詞！只只需計(jì)算干干擾井群中中單井的涌涌水量即可可！2、降水計(jì)算只只是一種近近似計(jì)算?。∵_(dá)西公式、、裘布依公公式是理論論計(jì)算公式式。但是實(shí)實(shí)際工作中中公式所規(guī)規(guī)定的基本本條件都是是不具備的的。降水半半徑是經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式。所所得計(jì)算成成果只能是是近似結(jié)果果！3、完整井井與非完整整井單井涌涌水量相差差約10--30%?？蓪⒎欠峭暾刹捎猛暾?jì)算，得得到的涌水水量再增加加10--30%。。3.1井管管管材與井井基本結(jié)構(gòu)構(gòu)（1）鋼管管（2）鋼筋筋混凝土管管（3）塑料料管（4）其它它管材井基本結(jié)構(gòu)構(gòu)1、井孔2、井壁管管3、濾水管管4、扶正器器5、沉砂管管6、礫料7、填料管管8、封閉閉材料3.2井井壁管沒有孔隙隙率的管管材。井壁管的的作用：：1、封閉閉地層；；2、收集集沉砂；；（濾水水管也可可用作沉沉砂管））Φ300鋼筋混混凝土管管有關(guān)技技術(shù)數(shù)據(jù)據(jù)（1）井井壁管井管公稱稱直徑：：Φ300設(shè)計(jì)內(nèi)徑徑：300mm設(shè)計(jì)外徑徑：360mm單節(jié)長度度：2500mm長箍：寬寬*厚140*8mm；短箍：寬寬*厚60*8mm；（2濾水水管）進(jìn)水眼：：10*100mm每節(jié)進(jìn)水水眼孔數(shù)數(shù)：25*36孔隙率：：19.2%每米重：：81kg每根重：：203kg縱向主筋筋：Φ6.5*2460--18根根10號(hào)鉛鉛絲---18根環(huán)筋：ΦΦ6.5墊筋厚度度：8mm纏絲材料料：玻璃璃纖維增增強(qiáng)聚乙乙烯濾水水絲3.3濾濾水管1、過濾器阻阻砂，是是由井管管、過濾濾管的孔孔隙率、、纏絲、、礫料所所完成的的；2、包網(wǎng)網(wǎng)過濾器器只用用于粉細(xì)細(xì)砂層；；3、一般般情況下下，最好好不用包包網(wǎng)過濾濾器；3.4管管井的含含砂量3.4.1管井井的含砂砂量管井抽水水流量不不低于管管井設(shè)計(jì)計(jì)流量，，抽水穩(wěn)穩(wěn)定后，，井水含含砂量應(yīng)應(yīng)小于1/2萬萬（體積積比）。。含砂量是是針對(duì)單單井管井井而言；；含砂量量與管井井抽水量量有關(guān)；；含砂量量與測(cè)定定時(shí)間有有關(guān)；含砂量的的規(guī)定是是針對(duì)管管井的運(yùn)運(yùn)行壽命命制定的的。含砂量的的體積比比與重量量比大體體為2倍倍關(guān)系。。3.4.2含砂砂量是抽抽水的附附帶物，，降水的目目的是抽抽水，不不是防砂砂。含砂砂量只能能控制在在一定的的范圍，，不能因因噎廢食食；3.5纏絲填礫礫過濾器器填入礫石石和過濾濾器纏絲絲間隙的的規(guī)格注：表中中填礫石石的規(guī)格格系最大大限度，，即含水水層篩分分粒徑的的8—10倍，，在實(shí)用用中亦可可根據(jù)具具體情況況定為6—8倍倍或5——10倍倍。井孔直徑徑要求：：在礫石石、粗砂砂層中，，孔徑應(yīng)應(yīng)比井管管外徑大大150毫米；；在中、、細(xì)、粉粉砂層中中，應(yīng)大大200毫米。。濾料的規(guī)規(guī)格假定濾料料為等粒粒圓球體體，直徑徑為D，濾料料空隙形形成的內(nèi)內(nèi)切球體體直徑d。當(dāng)濾濾料排列列成正方方體時(shí)，，形成的的空隙最最大，D=2.4142d。。形成斜斜方體時(shí)時(shí)，形成成的空隙隙最小，，D=6.4627d。兩者者平均值值為D=4.4385d。GB/T50625--2010《《機(jī)井技技術(shù)規(guī)范范》4.3.27條規(guī)規(guī)定：砂砂類土含含水層濾濾料規(guī)規(guī)格為D50=（6--8））d50；碎石類土土含水層層當(dāng)d20<2mm時(shí)，濾料規(guī)格格為D50=（6--8））d20；粉細(xì)砂砂含水層層，當(dāng)含含水層顆顆粒均勻勻系數(shù)大大于3，，且填礫礫厚度達(dá)達(dá)200---250mm，，倍比系系數(shù)可加加大為10--20，，D50=（,10--20））d503.6包網(wǎng)過濾濾器GB/T50625--2010《《機(jī)井技技術(shù)規(guī)范范》4.3.24穿孔孔包網(wǎng)過過濾器的的設(shè)計(jì)、、應(yīng)符合合下列規(guī)規(guī)定：1、結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)包括括穿孔管管、縱向向墊筋和和包網(wǎng)等等。2、骨架架管的穿穿孔形狀狀、尺寸寸，應(yīng)按按管材強(qiáng)強(qiáng)度和加加工工藝藝確定，，開孔率率宜為12%--30%。3、網(wǎng)眼尺寸寸，應(yīng)符符合或略略小于濾濾料粒徑徑的下限限。無砂混凝凝土管過過濾器GB/T50625--2010《《機(jī)井技技術(shù)規(guī)范范》4.3.25無無砂混混凝土管管過濾器器的設(shè)計(jì)計(jì)、應(yīng)符符合下列列規(guī)定：：1、無砂砂混凝土土管的骨骨料粒徑徑宜根據(jù)據(jù)含水層層巖性和和濾料厚厚度確定定，粉細(xì)細(xì)砂層宜宜為4mm--8mm。中粗粗砂層宜宜為6mm--10mm。粗粗砂粒徑徑以上的的含水層層宜為8mm--12mm。。2、水泥泥與骨料料配合比比應(yīng)為1.0:4.5---1.0:6.0（重重量比）），水灰灰配合比比應(yīng)為0.28--0.32.3、過濾濾管之間間用專用用材料粘粘接后，，接口處處應(yīng)再用用鍍鋅鐵鐵絲捆扎扎4根---8根竹片片。4、應(yīng)應(yīng)注意的的問題1、計(jì)算算基坑涌涌水量是是無意義義的！大井法:由C.B.特羅羅揚(yáng)斯基基提出.實(shí)際計(jì)計(jì)算的是是所布置置的干擾擾井群總總涌水量量。所謂謂“基坑坑涌水量量”只是是干擾井井群總涌涌水量的的代名詞詞！只需需計(jì)算干干擾井群群中單井井的涌水水量即可可！2、降水計(jì)算算只是一一種近似似計(jì)算！！達(dá)西公式式、裘布布依公式式是理論論計(jì)算公公式。但但是實(shí)際際工作中中公式所所規(guī)定的的基本條條件都是是不具備備的。降降水半徑徑是經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式。。所得計(jì)計(jì)算成果果只能是是近似結(jié)結(jié)果！3、成都地區(qū)區(qū)降水井井的布置置一般井井間距20---25m。井深確定定，降水水井深度度應(yīng)根據(jù)據(jù)場(chǎng)地靜靜止水位位、井內(nèi)內(nèi)降深以以及基巖巖埋深情情況綜合合確定。。當(dāng)場(chǎng)地地有足夠夠的含水水層厚度度時(shí)，可可按基坑坑挖深加加8~10m作作為井深深，當(dāng)場(chǎng)場(chǎng)地含水水層厚度度有限時(shí)時(shí)，井深深按進(jìn)入入基巖3~5m為宜。。4、降水水計(jì)算正正確與否否的唯一一衡量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：場(chǎng)場(chǎng)地內(nèi)各各個(gè)地點(diǎn)點(diǎn)地下水水位的下下降位置置是否滿滿足規(guī)定定值。5、砂卵卵石地層層中欲控控制含砂砂率，有有效的方方法是采采用纏絲絲填礫過過濾器。?？刂坪煤脼V料的的規(guī)格及及濾