第五節(jié)

人工降低地下水位本節(jié)的內(nèi)容：1、幾個(gè)基本概念2、集水坑降水法3、井點(diǎn)降水法（輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)）4、輕型井點(diǎn)降水法一、幾個(gè)基本概念（一）含水層、不透水層、滯水層、潛水層、承壓水層（地下含水構(gòu)造的種類(lèi)）滯水層不透水層潛水層不透水層承壓水層不透水層（二）降水的目的1、防止地下水滲入基坑；排除雨季流入基坑的地面水。改善施工條件。2、防止涌水、流砂，保證在較干燥的狀態(tài)下施工；3、防止滑坡、塌方、坑底隆起；4、減少坑壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平荷載。2～5％排水溝集水井水泵二、集水井法（明溝排水法）1、定義：2、適用條件：用于土質(zhì)較好(粗粒土層、含水量少的粘土)、水量不大、基坑可擴(kuò)大者3、方法：挖至地下水位時(shí)，挖排水溝→設(shè)集水井→抽水→再挖土、溝、井4、要求：a、排水溝：沿基坑底四周設(shè)置或中央，底寬≮300mm，溝底低于坑底500mm，坡度1％。b、集水井：沿基坑底邊角設(shè)置，間距20～40m，直徑0.6~0.8m，低于開(kāi)挖面700-1000mm；挖至設(shè)計(jì)高程時(shí)，井底應(yīng)低于坑底1~2m。長(zhǎng)期用，有竹木護(hù)壁和碎石壓底。2～5％排水溝集水井水泵（2）分層明溝排水法（1）普通明溝排水法離心泵工作簡(jiǎn)圖

5、水泵選用：（1）離心泵

（2）潛水泵WQ系列污水潛水泵

30kW排沙潛6、流砂及其防治1．動(dòng)水壓力――地下水在滲流過(guò)程中受到土顆粒的阻力，使水流對(duì)土顆粒產(chǎn)生的一種壓力。動(dòng)水壓力的大小與水力坡度成正比，方向同滲流方向。

GD＝Iγw=(Δh/L)

γw2．流砂原因

Q

F

GD當(dāng)

動(dòng)水壓力大于或等于土的浸水重度（GD≥γ’）時(shí)，土粒被水流帶到基坑內(nèi)。主要發(fā)生在細(xì)砂、粉砂、輕亞粘土、淤泥中。3、流沙的概念4、流沙的危害；5、流沙的防治措施三、井點(diǎn)降水1、定義2、特點(diǎn)效果明顯，使土壁穩(wěn)定、避免流砂、防止隆起、方便施工；可能引起周?chē)孛婧徒ㄖ锍两怠?、井點(diǎn)類(lèi)型及適用范圍井點(diǎn)類(lèi)型滲透系數(shù)降水深度最大井距主要原理單層輕型井點(diǎn)0.1~20m/d3～6m1.6~2m地上真空泵或噴射嘴真空吸水多層輕型井點(diǎn)6～20噴射井點(diǎn)0.1~208～202～3m地下噴射嘴真空吸水電滲井點(diǎn)<0.15～6極距1m鋼筋陽(yáng)極加速滲流管井井點(diǎn)20~2003～520~50單井真空泵、離心泵（1）輕型井點(diǎn)降水水全貌圖（單層層輕型井點(diǎn)）（2）二層輕型井點(diǎn)降水（3）噴射井點(diǎn)井點(diǎn)管電極<

60V的直流電源（4）電滲井點(diǎn)（5）管井井點(diǎn)構(gòu)造（5）管井井點(diǎn)（6）深井井點(diǎn)四、輕型井點(diǎn)降水1．井點(diǎn)設(shè)備井管：φ38、φ51，長(zhǎng)5～7m（常用6m），無(wú)縫鋼管，絲扣扣連濾管；濾管：φ38、φ51，長(zhǎng)1～1.7m，開(kāi)孔φ12,開(kāi)孔率20～25％，包濾網(wǎng)；抽水設(shè)備：真空泵、射流泵泵濾管構(gòu)造2．輕型井點(diǎn)布置置（1）平面布置a.單排：在溝槽上游一側(cè)側(cè)布置，每側(cè)超超出溝槽≮B（B為溝槽寬度）。（見(jiàn)下圖）用于溝槽寬度B≤6m，降水深度≤5m。b.雙排：在溝槽兩側(cè)布置置，每側(cè)超出溝溝槽≮B。用于溝槽寬度B>6m，或土質(zhì)不良，以以便快速將水抽抽干。c.環(huán)形布置：在溝槽四周布置置，可以封閉，，也可以在基坑坑下游側(cè)留一段段不封閉。用于于基坑面積較大大時(shí)。（2）高程布置（上上圖）井管埋深計(jì)算：H埋≥H1＋h＋iL。H1――埋設(shè)面至坑底距距離；h――降水后水位線(xiàn)至至坑底最小距離離（一般可取0.5～1m）；i――地下水降落坡度度，環(huán)狀1/10，線(xiàn)狀1/5；L――井管至基坑中心心（環(huán)狀）或另另側(cè)（線(xiàn)狀）距距離。注意，當(dāng)H埋>6m時(shí)：降低埋設(shè)面；；采用二級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)；改用其它井井點(diǎn)（如管井井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)點(diǎn)等）。3．計(jì)算涌水量Q：（單個(gè)井點(diǎn)、環(huán)狀狀井點(diǎn)系統(tǒng)）（1）判斷井型（圖圖）按照濾管與不透透水層的關(guān)系：：完整井――到不透水層非完整井――未到不透水層.按照是否承壓水水層：承壓井無(wú)壓井綜合類(lèi)型：無(wú)壓壓完整井，無(wú)壓壓非完整井，承承壓完整井，承承壓非完整井，，如下圖：水井的分類(lèi)l1（2）單井涌水量計(jì)計(jì)算a、無(wú)壓完整井單井井的涌水量Q（見(jiàn)圖1-48a）：根據(jù)達(dá)西線(xiàn)性滲滲透定律，可得得無(wú)壓完整井單單井的涌水量Q為：式中：H——含水層厚度，m；h——井內(nèi)水深，m；R——抽水影響半徑，，m；r——水井半徑，m。（1-38）b、承壓完整井單井井的涌水量Q(見(jiàn)圖1—48c)為：式中：H——承壓水頭高度，，m；M——承壓含水層厚度度，m；S——井中水位降低深深度，m。（1-39）（3）井點(diǎn)系統(tǒng)（井井群）涌水量計(jì)計(jì)算a.無(wú)壓完整井群井井井點(diǎn)計(jì)算Q＝1.366K(2H－S)S/(lgR－lgX0)（m3/d）（1-40）K――土層滲透系數(shù)（（m/d）；H――含水層厚度（m）；S――水位降低值（m）；R――抽水影響半徑（（m），R=1.95S(HK)1/2；X0――環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)的的假想半徑（m）；當(dāng)長(zhǎng)寬比A/B≯5時(shí)，X0=(F/π)1/2，否則分塊計(jì)算涌涌水量再累加。F――井點(diǎn)系統(tǒng)所包圍圍的面積。b.無(wú)壓非完整井群群井系統(tǒng)涌水量量計(jì)算以有效影響深度度H0代替含水層厚度度H用上式計(jì)算Q。H0的確定方法：l----濾管長(zhǎng)度，一般般取1m，p51s’/(s’+l)0.20.30.50.8H01.3(s’+l)1.5(s’+l)1.7(s’+l)1.85(s’+l)注意：1、當(dāng)H0值超過(guò)H時(shí)，取H0＝H；2、計(jì)算R時(shí)，也應(yīng)以H0代入。c、承壓完整井Q＝2.73KMS/(lgR－lgX0)（m3/d)（（1-41）M――承壓含水層厚度度（m）承壓水位不透水層含水層不透水層hsHMRd、承壓非完整井環(huán)環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)涌涌水量計(jì)算：(1—42)式中：r——井點(diǎn)管的半徑，，m；l1——井點(diǎn)管進(jìn)入含水水層的深度，m。4．確定井管的數(shù)數(shù)量與間距（1）單井出水量：q＝65πdlK1/3（m3/d）d、l――濾管直徑、長(zhǎng)度度（m）；（2）最少井點(diǎn)數(shù)：n＝1.1Q/q（根）1.1－－備用系數(shù)。。（3）最大井距：D＝L總管/n（m）；（4）確定井距：取井距D（5）確定井點(diǎn)數(shù)：：n＝L總管/D≤D計(jì)算值≥15d（5πd）符合總管的接頭頭間距。5．輕型井點(diǎn)的施施工（1）施工工藝放線(xiàn)定位→鋪設(shè)總管→沖孔→安裝井管點(diǎn)→填濾料、上部粘粘土密封→井點(diǎn)管與總管連連接→安抽水機(jī)→抽水→在觀(guān)測(cè)井中測(cè)量量地下水位的變變化（2）埋設(shè)方法：水沖法：水槍、、井管自身（高高壓水）；鉆孔孔法：正循環(huán)鉆鉆、反循環(huán)鉆鉆、沖擊鉆；振振動(dòng)水沖法：(3)使用要求：開(kāi)挖前2～5天開(kāi)泵降水；連續(xù)抽水不間斷斷（水量先大后后小，先混后清清），防止堵塞塞。真空度55.3-66.7MP降水施工案例：輕型井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例。。1、某多層廠(chǎng)房地地下室呈凹字形形，其平面尺寸寸如圖1-49所示，基礎(chǔ)底面面標(biāo)高為-4.5m，電梯井部分深達(dá)達(dá)-5.30m，天然地面標(biāo)高為為-0.40m。2、根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資資料：標(biāo)高在-1.40m以上為亞粘土，，再往下為粉砂砂土，地下水靜靜水位在-1.80m處，土的滲透系系數(shù)為5m／d。3、基坑邊坡采用1:0.5，為施工方便，，坑底開(kāi)挖平面面尺寸比設(shè)計(jì)平平面尺寸每邊放放出0.5m。1、井點(diǎn)管的直徑徑與長(zhǎng)度選擇：：a.直徑：50mm（p46））b.離基坑壁的距離離：1m（p48,0.7-1.0m）c.埋深：p49，公式（1-37）H≥H1+h+Li即H≥(4.5-0.4)+0.5+17.4x0.1=6.34m因?yàn)榫c(diǎn)降水深深度以6m為宜（p48（2））），而且，井點(diǎn)管標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為6m，可以往下挖0.6m的溝槽，然后安安裝總管。井點(diǎn)管所需長(zhǎng)度度為：6.34-0.6+0.2=5.94≤6電梯井處為6+0.8=6.8≈7m2、井點(diǎn)的間距為為：D=L/n，考慮粉砂土的滲滲透系數(shù)小，水水量不大，D取1.6m，以后驗(yàn)證。3、總管：直徑選用127mm，長(zhǎng)度為：2（67.6+2x1.0）+（（46.4+2x1.0）+（46.4-2x1.8-2x1.0））=228.4m4、水泵：三臺(tái)5、核算：①涌水量核算（無(wú)壓不完整井井，表1-9）查表并計(jì)算。a.H0=1.85(4.94+1.0)=10.99mb.基坑中下降水深深：s=(4.5-1.8+0.5)=3.2mc.R=1.95s=1.95x3.2=46.25md.井點(diǎn)的假想半徑徑為e.按（1-40）可以計(jì)算出井井點(diǎn)系統(tǒng)出水量量Q=1353m3/d換算基坑