基坑降水设计计算
深基坑工程降水沉降分析计算
深基坑工程降水沉降分析计算1. 引言1.1 深基坑工程降水沉降分析计算概述深基坑工程是指在城市中心或繁华商业区建设的高度超过一定数值的基坑,通常用于建造高层建筑或地下商业空间。
由于基坑深度较大,土层承受的压力也会增加,因此在施工过程中需要考虑降水沉降分析计算。
降水是指由于人工挖土、降雨等原因导致基坑内水位升高的情况,如果不及时排水处理,可能会导致基坑失稳甚至发生塌陷。
降水量的计算与分析对于深基坑工程至关重要。
除了降水量,还需要考虑降水对工程的影响,包括地基土壤的稳定性、土壤压力分布等方面。
地下水位的变化也会影响沉降情况。
当地下水位下降时,可能导致土层产生松动而引起沉降,而地下水位上升则可能导致土层变得密实而减缓沉降速度。
在进行沉降计算时,需要考虑地下水位变化对沉降的影响。
为了准确地进行深基坑工程降水沉降分析计算,需要建立相应的计算方法与模型。
通过实例分析不同工程条件下的降水沉降情况,可以验证计算方法的准确性,为实际工程建设提供参考依据。
深基坑工程降水沉降分析计算是一个综合性的工程问题,需要系统地分析各种因素的影响,以确保工程的安全与稳定。
2. 正文2.1 降水量计算与分析降水量的计算与分析在深基坑工程中起着至关重要的作用。
深基坑工程施工过程中,需要考虑地下水的影响,尤其是降水对工程的影响。
降水量的计算是确定降水对工程的影响程度的关键步骤。
降水量计算通常基于降水量的统计数据和气象学原理进行。
常用的降水量计算方法包括传统统计方法、数值预报方法和概率预测方法。
传统统计方法主要基于历史气象数据和统计分析,通过对历史降水量数据的分析来推测未来降水量。
数值预报方法则是基于数值模型进行降水量预测,利用大气环流动力学原理推算未来一段时间内的降水量。
概率预测方法则是将降水量视为一个随机过程,通过概率统计分析来推测未来降水量的可能范围。
在深基坑工程中,降水量的计算与分析需要考虑多种因素,如地形地貌、气象条件、工程施工方式等。
基坑降水设计计算书
沙颍河周口至漯河段航运开发工程大路李枢纽施工一标段基坑降水设计计算方案河南省水利水电工程集团有限公司二零一四年六月基坑降水设计计算方案一、计算依据(1)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99) (2)、岩土工程勘察报告 (3)、其他相关资料二、计算过程(1)、基坑涌水量计算公式Q=lgRlgX 2.73kMS 0-式中:Q ―基坑涌水量(m 3/d ); k ―含水层渗透系数(m/d ); M ―承压含水层厚度(m ); S —基坑中心的水位降低值(m); R —抽水影响半径(m),R=K s 10; X 0—基坑假想半径(m),X 0=π/F ; F —环状井点系统所包围的面积(m 2);结合施工现场,降水范围L=185m,B=192m ;则F=185×192=35520㎡ X0=π/F =0.564F =106.3m R=K s 10= 99.94m k=2.16m/d ;M=6m ;S=6.8m ; 计算得Q=lg99.94lg106.366.02.162.73-⨯⨯⨯8.=8990.64m 3/d根据我公司多年施工经验,根据规范所计算涌水量往往比实际小很多,因此有经验得出,按两倍理论量计算涌水量。
则实际涌水量为8990.64×2=17981.28m 3/d (2)承压完整井单井涌水量Q 1=lgrlgR S -H 2.73kM -)(式中:r ―过滤器半径(m ); H ―含水层厚度(m ); H=20m ;r=0.21m ; 计算得 Q 1=lgrlgR S)-H 2.73kM -(=21.0lg 94.99lg 8.6-20616.2732-⨯⨯⨯)(.=174.43m 3/d(3)计算井数n=1Q1.1Q=174.4317981.281.1⨯≈114(眼) (4)间距结合施工现场布置得: 需要打降水井线路总长L=2290m 则降水井间距D=L/(n-1) =2290/113 =20.27m因此,降水井间距控制在20m 左右。
基坑降水计算
基坑降水计算1.降水影响半径确定影响半径的方法很多,在矿坑涌水量计算中常用库萨金和吉哈尔特经验公式作近似计算。
当设计的矿山进行了大降深群孔抽水试验或坑道放水试验时,为了推求较为准确的影响半径,可利用观测孔网资料为基础的图解法进行推求。
1.1、经验公式法计算影响半径的主要经验公式见表1。
表1 计算影响半径的经验公式1.2、图解法当设计矿山做了大降深群孔抽水或坑道放水试验时,为了推求较为准确的影响半径,可利用观测孔实测资料,用图解法确定影响半径。
(一)自然数直角座标图解法在直角座标上,将抽水孔与分布在同一直线上的各观测孔的同一时刻所测得的水位连结起来,尚曲线趋势延长,与抽水前的静止水位线相交,该交点至抽水孔的距离即为影响半径(见图1)。
观测孔较多时,用图解法确定的影响半径较为准确。
(二)半对数座标图解法在横座标用对数表示观测孔至抽水孔的距离,纵座标用自然数表示抽水主孔及观测孔水位降深的直角座标系中,将抽水主孔的稳定水位降深及同时刻的观测孔水位降低标绘在相应位置,连结这两点并延长与横座标的交点即为影响半径(见图2)。
当有两个或两个以上观测孔时,以观测孔稳定水位降深绘图更准些。
1.3、影响半径经验数值根据岩层性质、颗粒粒径及单位涌水量与影响半径的关系来确定影响半径,见表2与表3。
表2 松散岩土影响半径(R)经验数值表3 单位涌水量与影响半径关系2 计算模型及公式2.1.潜水完整井计算模型()⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=01log 2366.1r R S S H kQ …………………………………………公式1式中:Q 基坑涌水量(m 3/d );k :渗透系数(m/d ); H :潜水含水层厚度(m ): S :基坑水位降深(m ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m )。
2.2.承压水完整井计算模型⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=01lg 73.2r R MS kQ式中:Q :K R :r 0:基坑(m );M :承压含水层厚度(m )2.3.承压水非完整井计算模型⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=002.01lg 1lg 73.2r M l l M r R MSkQ ……………………………公式式中:Q :基坑涌水量(m 3/d );K :渗透系数(m/d ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m ); M :承压含水层厚度(m ); S :基坑水位降深(m );l :基坑降水井过滤器工作部分长度(m )2.4.承压—潜水完整井计算模型()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--=021lg 2366.1r R h M M H k Q 式中:Q :基坑涌水量(m 3/d );K :渗透系数(m/d ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m ); M :承压含水层厚度(m );h2.5.线形工程潜水完整井计算模型R h H kL Q 22-=…………………………………………………公式5()222h H Rxh y -+=……………………………………………公式6 ()dR r d SS H k q w 2ln 2πππ+-=…………………………………………………公式7双直线井排,条件同上,适用条件:①均质潜水含水层; ②完整井点; ③位于无界含水层中; ④直线井点排,两侧进水; ⑤L>50m 。
基坑降水计算
基坑降水计算1.降水影响半径确定影响半径的方法很多,在矿坑涌水量计算中常用库萨金和吉哈尔特经验公式作近似计算。
当设计的矿山进行了大降深群孔抽水试验或坑道放水试验时,为了推求较为准确的影响半径,可利用观测孔网资料为基础的图解法进行推求。
1.1、经验公式法计算影响半径的主要经验公式见表1。
表1 计算影响半径的经验公式1.2、图解法当设计矿山做了大降深群孔抽水或坑道放水试验时,为了推求较为准确的影响半径,可利用观测孔实测资料,用图解法确定影响半径。
(一)自然数直角座标图解法在直角座标上,将抽水孔与分布在同一直线上的各观测孔的同一时刻所测得的水位连结起来,尚曲线趋势延长,与抽水前的静止水位线相交,该交点至抽水孔的距离即为影响半径(见图1)。
观测孔较多时,用图解法确定的影响半径较为准确。
(二)半对数座标图解法在横座标用对数表示观测孔至抽水孔的距离,纵座标用自然数表示抽水主孔及观测孔水位降深的直角座标系中,将抽水主孔的稳定水位降深及同时刻的观测孔水位降低标绘在相应位置,连结这两点并延长与横座标的交点即为影响半径(见图2)。
当有两个或两个以上观测孔时,以观测孔稳定水位降深绘图更准些。
1.3、影响半径经验数值根据岩层性质、颗粒粒径及单位涌水量与影响半径的关系来确定影响半径,见表2与表3。
表2 松散岩土影响半径(R)经验数值表3 单位涌水量与影响半径关系2 计算模型及公式2.1.潜水完整井计算模型()⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=01log 2366.1r R S S H kQ …………………………………………公式1式中:Q 基坑涌水量(m 3/d );k :渗透系数(m/d ); H :潜水含水层厚度(m ): S :基坑水位降深(m ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m )。
2.2.承压水完整井计算模型⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=01lg 73.2r R MS kQ式中:Q :K R :r 0:基坑(m );M :承压含水层厚度(m )2.3.承压水非完整井计算模型⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=002.01lg 1lg 73.2r M l l M r R MSkQ ……………………………公式式中:Q :基坑涌水量(m 3/d );K :渗透系数(m/d ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m ); M :承压含水层厚度(m ); S :基坑水位降深(m );l :基坑降水井过滤器工作部分长度(m )2.4.承压—潜水完整井计算模型()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--=021lg 2366.1r R h M M H kQ 式中:Q :基坑涌水量(m 3/d );K :渗透系数(m/d ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m ); M :承压含水层厚度(m );h2.5.线形工程潜水完整井计算模型R h H kL Q 22-=…………………………………………………公式5()222h H Rxh y -+=……………………………………………公式6 ()dR r d SS H k q w 2ln 2πππ+-=…………………………………………………公式7双直线井排,条件同上,适用条件:①均质潜水含水层; ②完整井点; ③位于无界含水层中; ④直线井点排,两侧进水; ⑤L>50m 。
降水计算公式
一、潜水计算公式1、公式1Q kH S SR r r =-+-1366200.()lg()lg()式中: Q 为基坑涌水量(m 3/d);k 为渗透系数(m/d);H 为潜水含水层厚度(m); S 为水位降深(m);R 为引用影响半径(m);r 0为基坑半径(m)。
2、公式2Q kH S Sb r =--1366220.()lg()lg()式中: Q 为基坑涌水量(m 3/d); k 为渗透系数(m/d); H 为潜水含水层厚度(m);S 为水位降深(m);b 为基坑中心距岸边的距离(m); r 0为基坑半径(m)。
3、公式3Q kH S Sb r b b b =--⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥1366222012.()lg 'cos ()'ππ式中:Q 为基坑涌水量(m 3/d);k 为渗透系数(m/d);H 为潜水含水层厚度(m); S 为水位降深(m);b 1为基坑中心距A 河岸边的距离(m);b 2为基坑中心距B 河岸边的距离(m);b '=b 1+b 2; r 0为基坑半径(m)。
4、公式4Q kH S SR r r b r =-+-+1366220200.()lg()lg ('')式中: Q 为基坑涌水量(m 3/d);k 为渗透系数(m/d);H 为潜水含水层厚度(m); S 为水位降深(m);R 为引用影响半径(m);r 0为基坑半径(m);b ''为基坑中心至隔水边界的距离。
5、公式5Q kh h R r r h l l h r =-++--+--136610222000.lg lg(.)h H h -=+2式中:Q 为基坑涌水量(m 3/d); k 为渗透系数(m/d);H 为潜水含水层厚度(m);R 为引用影响半径(m); r 0为基坑半径(m);l 为过滤器有效工作长度(m);h 为基坑动水位至含水层底板深度(m);h -为潜水层厚与动水位以下的含水层厚度的平均值(m)。
基坑降水计算
(二)基坑降水计算根据本工程《岩土工程勘察报告》可知,因场地水位较浅,旱季施工,涌水量不大,在基坑施工时降水措施可采取坑内挖沟设降水井明排方式进行基坑排水。
井深从基坑底标高向下2.0米。
井内径0.9米。
在师大世博学院和祭天山两侧水量较大,在这两侧各设5个和4个降水井。
基坑底四周设300×300排水盲沟,连接降水井进行降排水。
其它两侧降水井按间距25~30设置一口,可满足基坑降水要求。
地下水位降至基底下1m.采用14台管径为¢70的污水水泵进行抽排至沉淀池,沉淀处理后,由14台管径为¢70清水水泵抽排至市政雨水管网或河道。
降水Q计算:Q=5井×12m3井*小时×24小时+9井×12m3/井*小时×16小时=3168m3排水量Q计算:污水水泵(清水水泵):Q1=5台×12m3/台*小时×24小时+9台×12m3/台*小时×16小时=3168m3六、施工组织管理1、施工管理目标(1)质量目标:优良。
(2)工期目标:工期30天。
确保在30天内完成基坑支护、降水、挖土外运工作,其余项目确保在业主规定的时间内完成。
(3)安全目标:创“无事故工程”。
2、项目施工组织机构设置(1)我公司把本工程列为重点项目工程,在全公司范围内抽调年富力强、管理水平高、具有丰富施工经验的人员组成本工程项目经理部,严格按项目法组织施工。
(2)成立云南长机房地产开发有限公司都市名典苑工程基坑开挖及支护施工项目经理部。
推行项目法施工,减少管理层次,提高办事效率,项目部对本工程的施工全权负责。
(3)施工现场项目经理受公司法定代表人的委托,组成项目经理部,负责工程的全面实施。
项目经理部设置项目经理1人;项目副经理1人;项目技术负责人1人;工长6人;质量检查员1人;安全检查员1人;内页技术员1人;测量员2人;试验、计量员2人;机务员2人;材料员2人;项目经理部实行矩阵式的施工管理体系,全面履行施工承包合同。
基坑降水计算指南
基坑降水计算指南1.降水影响半径确定影响半径的方法很多,在矿坑涌水量计算中常用库萨金和吉哈尔特经验公式作近似计算。
当设计的矿山进行了大降深群孔抽水试验或坑道放水试验时,为了推求较为准确的影响半径,可利用观测孔网资料为基础的图解法进行推求。
1.1、经验公式法计算影响半径的主要经验公式见表1。
表1 计算影响半径的经验公式1.2、图解法当设计矿山做了大降深群孔抽水或坑道放水试验时,为了推求较为准确的影响半径,可利用观测孔实测资料,用图解法确定影响半径。
(一)自然数直角座标图解法在直角座标上,将抽水孔与分布在同一直线上的各观测孔的同一时刻所测得的水位连结起来,尚曲线趋势延长,与抽水前的静止水位线相交,该交点至抽水孔的距离即为影响半径(见图1)。
观测孔较多时,用图解法确定的影响半径较为准确。
(二)半对数座标图解法在横座标用对数表示观测孔至抽水孔的距离,纵座标用自然数表示抽水主孔及观测孔水位降深的直角座标系中,将抽水主孔的稳定水位降深及同时刻的观测孔水位降低标绘在相应位置,连结这两点并延长与横座标的交点即为影响半径(见图2)。
当有两个或两个以上观测孔时,以观测孔稳定水位降深绘图更准些。
1.3、影响半径经验数值根据岩层性质、颗粒粒径及单位涌水量与影响半径的关系来确定影响半径,见表2与表3。
表2 松散岩土影响半径(R)经验数值表3 单位涌水量与影响半径关系2 计算模型及公式2.1.潜水完整井计算模型()⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=01log 2366.1r R S S H kQ …………………………………………公式1式中:Q 基坑涌水量(m 3/d );k :渗透系数(m/d ); H :潜水含水层厚度(m ): S :基坑水位降深(m ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m )。
2.2.承压水完整井计算模型⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=01lg 73.2r R MS kQ式中:Q :K R :r 0:基坑(m );M :承压含水层厚度(m )2.3.承压水非完整井计算模型⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=002.01lg 1lg 73.2r M l l M r R MSkQ ……………………………公式式中:Q :基坑涌水量(m 3/d );K :渗透系数(m/d ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m ); M :承压含水层厚度(m ); S :基坑水位降深(m );l :基坑降水井过滤器工作部分长度(m )()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--=021lg 2366.1r R h M M H kQ 式中:Q :基坑涌水量(m 3/d );K :渗透系数(m/d ); R :降水影响半径(m ); r 0:基坑等效半径(m ); M :承压含水层厚度(m );h2.5.线形工程潜水完整井计算模型R h H kL Q 22-=…………………………………………………公式5()222h H Rxh y -+=……………………………………………公式6 ()dR r d SS H k q w 2ln 2πππ+-=…………………………………………………公式7双直线井排,条件同上,适用条件:①均质潜水含水层; ②完整井点; ③位于无界含水层中; ④直线井点排,两侧进水; ⑤L>50m 。
基坑降水计算
基坑降水计算1、降水影响半径确定影响半径得方法很多,在矿坑涌水量计算中常用库萨金与吉哈尔特经验公式作近似计算。
当设计得矿山进行了大降深群孔抽水试验或坑道放水试验时,为了推求较为准确得影响半径,可利用观测孔网资料为基础得图解法进行推求。
1、1、经验公式法计算影响半径得主要经验公式见表1。
表1 计算影响半径得经验公式1、2、图解法当设计矿山做了大降深群孔抽水或坑道放水试验时,为了推求较为准确得影响半径,可利用观测孔实测资料,用图解法确定影响半径。
(一)自然数直角座标图解法在直角座标上,将抽水孔与分布在同一直线上得各观测孔得同一时刻所测得得水位连结起来,尚曲线趋势延长,与抽水前得静止水位线相交,该交点至抽水孔得距离即为影响半径(见图1)。
观测孔较多时,用图解法确定得影响半径较为准确。
(二)半对数座标图解法在横座标用对数表示观测孔至抽水孔得距离,纵座标用自然数表示抽水主孔及观测孔水位降深得直角座标系中,将抽水主孔得稳定水位降深及同时刻得观测孔水位降低标绘在相应位置,连结这两点并延长与横座标得交点即为影响半径(见图2)。
当有两个或两个以上观测孔时,以观测孔稳定水位降深绘图更准些。
1、3、影响半径经验数值根据岩层性质、颗粒粒径及单位涌水量与影响半径得关系来确定影响半径,见表2与表3。
表2 松散岩土影响半径(R)经验数值岩土名称主要颗粒粒径(mm) 影响半径(m)粉砂细砂中砂粗砂板粗砂小砾中砾大砾0、05~0、10、1~0、250、25~0、50、5~1、01、0~2、02、0~3、03、0~5、05、0~10、025~5050~100100~200300~400400~500500~600600~15001500~3000 表3 单位涌水量与影响半径关系单位涌水量(L/S·m)影响半径(m)单位涌水量(L/S·m)影响半径(m)>2、0 2、0~1、0 1、0~0、5 >300~500100~30050~1000、5~0、330、33~0、2<0、225~5010~25<102 计算模型及公式2、1、潜水完整井计算模型…………………………………………公式1式中:Q基坑涌水量(m3/d);k:渗透系数(m/d);H:潜水含水层厚度(m):S:基坑水位降深(m);R:降水影响半径(m);r0:基坑等效半径(m)。
降水计算公式
一、潜水计算公式之老阳三干创作1、公式1式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为潜水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m).r2、公式2式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为潜水含水层厚度(m);S为水位降深(m);b为基坑中心距岸边的距离(m);为基坑半径(m).r3、公式3式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为潜水含水层厚度(m);S为水位降深(m);b1为基坑中心距A河岸边的距离(m);b2为基坑中心距B河岸边的距离(m);b'=b1+b2;r为基坑半径(m).4、公式4式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为潜水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);r为基坑半径(m);b''为基坑中心至隔水鸿沟的距离.5、公式5式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为潜水含水层厚度(m);R为引用影响半径(m);r 0为基坑半径(m);l 为过滤器有效任务长度(m);h 为基坑动水位至含水层底板深度(m);h 为潜水层厚与动水位以下的含水层厚度的平均值(m).6、公式6式中:Q 为基坑涌水量(m 3/d);k 为渗透系数(m/d);r 0为基坑半径(m); S 为水位降深(m);l 为过滤器有效任务长度(m);b 为基坑中心距岸边的距离(m);m 为含水层底板到过滤器有效任务部分中点的长度.7、公式7(1)、b>l(2)、b>l式中:Q 为基坑涌水量(m 3/d);k 为渗透系数(m/d);r 0为基坑半径(m); S 为水位降深(m);l 为过滤器有效任务长度(m);b为基坑中心距岸边的距离(m).8、公式8式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为潜水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rb''为基坑中心至隔水鸿沟的距离(m);为过滤器进水部分长度0.5处至静水位的距离(m);hsT为过滤器进水部分长度0.5处至含水层底板的距离(m); 为不完整井阻力系数.9、公式9式中:Q为基坑涌水量(m3/d);为上层含水层的渗透系数(m3/d);k2为下层含水层的渗透系数(m3/d);k1为上层含水层厚度(m);H1为下层含水层厚度(m);M1为基坑动水位到上层含水层底板的距离(m);hR为引用影响半径(m);r为基坑半径(m).10、公式10式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k 3、k2、k1为上、中、下含水层的渗透系数(m3/d);H1为上层含水层厚度(m);M1为下层含水层厚度(m);M2为中层含水层厚度(m);h为基坑动水位到上层含水层底板的距离(m);R为引用影响半径(m);r为基坑半径(m).二、承压水计算公式1、公式1式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);r为基坑半径(m).2、公式2式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);b为基坑中心距岸边的距离(m);r为基坑半径(m).3、公式3式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);b1为基坑中心距A河岸边的距离(m);b2为基坑中心距B河岸边的距离(m);b'=b1+b2;r为基坑半径(m).4、公式4式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rb''为基坑中心至隔水鸿沟的距离.5、公式5式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rl为过滤器有效任务长度(m);6、公式6(1)、l<0.3M,b<2l(2)、l<0.3M,b>2l式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rl为过滤器有效任务长度(m);b为基坑中心距岸边的距离(m).7、公式7式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rb''为基坑中心至隔水鸿沟的距离(m); 为不完整井阻力系数.8、公式8式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rh为含水层底板到动水位距离(m).9、公式9式中:Q为基坑涌水量(m3/d);M'为过滤器进水部分长度0.5处至含水层顶板的距离(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rl为过滤器有效任务长度(m);H'为过滤器进水部分长度0.5处至静水位的距离(m);T为过滤器进水部分长度0.5处至含水层底板的距离(m); 为不完整井阻力系数.10、公式10式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为含水层水头高度(m);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rb''为基坑中心至隔水鸿沟的距离.11、公式11式中:Q为基坑涌水量(m3/d);M'为过滤器进水部分长度0.5处至含水层顶板的距离(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rl为过滤器有效任务长度(m);H'为过滤器进水部分长度0.5处至静水位的距离(m);T为过滤器进水部分长度0.5处至含水层底板的距离(m);b''为基坑中心至隔水鸿沟的距离(m);为不完整井阻力系数.三、条形基坑降水计算公式1、公式1式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);L为基坑长度(m);R为引用影响半径(m);2、公式2式中:q为单井出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);d为井间距之半(m);为井点半径(单排)或排距之半(双排)(m). rw3、公式3式中:q为单井出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);d为井间距之半(m);为不完整井阻力系数.4、公式4式中:Q为基坑涌水量(m3/d);q为单井出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);L为基坑长度(m);H为含水层水头高度(m);M为承压水含水层厚度(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);d为井间距之半(m);为井点半径(单排)或排距之半(双排)(m).rw5、公式5式中:q为单井出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);为过滤器进水部分长度0.5处至静水位的距离(m);HsS为水位降深(m);R为引用影响半径(m);d为井间距之半(m);为井点半径(单排)或排距之半(双排)(m);rw为不完整井阻力系数.6、公式6式中:q为单井出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);h为含水层底板到动水位距离(m).H为含水层水头高度(m);R为引用影响半径(m);d为井间距之半(m);为井点半径(单排)或排距之半(双排)(m).rw7、公式7式中:q为单井出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M'为过滤器进水部分长度0.5处至含水层顶板的距离(m);S为水位降深(m);R为引用影响半径(m);为基坑半径(m);rl为过滤器有效任务长度(m);H'为过滤器进水部分长度0.5处至静水位的距离(m);T为过滤器进水部分长度0.5处至含水层底板的距离(m);d为井间距之半(m);为井点半径(单排)或排距之半(双排)(m).rw为不完整井阻力系数.四、单井出水量计算公式1、轻型井点/喷射井点式中:q为单井出水量(m3/d);i为水力坡度,开始抽水时i=1;k为渗透系数(m/d);D为钻孔直径(m);H为含水层厚度.2、管井井点式中:q为单井出水量(m3/d);2/);φ为单井单位长度出水量(m dα'为经验系数;l为过滤器浸没长度(m);d为过滤器外径(mm);五、水位降深计算公式1、潜水式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为含水层厚度(m);S为某点水位降深(m);R为引用影响半径(m);...为某点到各井点中心的距离;x x xn12n为井数量.2、承压水式中:Q为基坑涌水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为承压水含水层厚度(m);S为某点水位降深(m);R为引用影响半径(m);...为某点到各井点中心的距离;x x x12nn为井数量.六、井深计算公式井深式中:L为井点管埋设深度(m);H为基坑深度(m);h为降水后水面距基坑底的深度(m) ;一般取0.5; i为降水区内的水力坡度;一般取0.1-0.3;为基坑等效半径(m);rZ为降水期内地下水位变更幅度(m) ;Y为过滤器任务部分长度(m);T为沉砂管长度(m);一般取为0.5.。
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基坑降水设计第一部分:井点降水计算的前提1、所需水文地质资料(1).水层性质——承压水、潜水;(2).含水层厚度H;(3).含水层的渗透系数K和影响半径R;(4).含水层的补给条件,地下水流动方向,水力梯度;(5).原有地下水埋藏深度,水位高度和水位动态变化资料;(6).井点系统的性质——完整井、非完整井。
2、了解建筑工程对降低地下水位的要求(1).建筑工程的平面布置、范围大小,周围建筑物的分布和结构情况;(2).建筑物基础埋设深度、设计要求的水位下降深度;(3).由于井点排水引起土层压缩变形的允许范围和大小。
第二部分:基坑降水方法一、明沟排水(一)、明沟排水的适用条件明沟排水是指在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井,然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。
明沟排水(简称明排)一般适用于土层比较密实,坑壁较稳定,基坑较浅,降水深度不大,坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。
当具备下列条件时,一般可以采用明沟排水方案。
(1)地质条件。
场地为较密实的、分选好的土层,特别是带有一定胶结度或粘稠度的土层时,由于其渗透性低,渗流量较少,在地下水流出时,边坡仍稳定,即使在挖土方时,底部可能会出现短期翻浆或轻微变动,但对地基无损害,所以适宜明排;当地层土质为硬质粘土夹无水源补给的砂土透镜体或薄层时,由于在基坑开挖过程中,其所储存的少量水会很快流出而被疏干,有利于明诽;在岩石土质中施工时,一般均可以进行明排。
(2)水文条件。
场地含水层为上层滞水或潜水,其补给水源较远,渗透性较弱,漏水量不大时,一般可以考虑采用明排随水。
(3)挖土方法。
当采用拉铲挖斗机、反向铲和抓斗挖土机等机械挖土,为避免由于挖土过程中出现的临时浸泡而影响施工时,对含水层的砂、卵石.涌水量较大、具有一定阵水深度的降水工程,也可以采用明排降水。
(4)其他条件。
当基坑边坡为缓坡或采用堵截隔水后的基坑时;建筑场地宽敞,邻近无建筑物时;基坑开挖面积大,有足够场地和施工时间时:建筑物为轻型地基荷载等条件下,采用明排降水的适用条件可以扩大。
明沟排水的抽水设备常用离心泵、潜水泵和污水泵等,以污水泵为好。
(二)、明沟排水工程的布置随着基坑的开挖,当基坑深度接近地下水位时,沿基坑四周(基础轮廓线以外,基坑边缘坡脚0.3m 内)设置排水沟或渗渠,在基坑四角或每隔30~40m 设一直径为0.7~0.8m 的集水井,沟底宽大于0.3m ,坡度为0.5%—1.0%,沟底比基坑底低0.3~0.5m ,集水井底比排水沟底低0.5~1.0m 。
集水井容积大小决定于排水沟的来水量和水泵的排水量,宜保证泵停抽后30分钟内基坑坑底不被地下水淹没。
随着基坑的开挖,排水沟和集水井随之分级设置与加深,直到坑底达到设计标高为止。
基坑开挖至预定深度后,应对排水沟和集水井进行修整完善,沟壁不稳时还须利用砖石干砌或用透水的砂袋进行支护。
二、轻型井点降水(一)、轻型井点的降水原理及适用条件轻型井点抽水系真空作用抽水,如图1所示。
轻型井点由井点管、过滤器、集水总管、支管、阀门等组成管路系统,井由抽水设备启动,在井点系统中形成真空,并在井点周围一定范围形成一个真空区,真空区通过砂并扩展到一定范围。
图1轻型井点系统(a)轻型井点系统总体布置图; (b)单井点布置图1、井点管;2、过滤管;3、沉淀管;4、集水总管;5、连接管;6、水泵房;7、静水位;8、动水位;9、弯头;10、由任;11、阀门,12、粘土;13、砾科(二)、轻型井点工程的布置轻型井点系统的平面布置由基坑的平面形状、大小,要求降深,地下水流向和地基岩性等因家决定,可布成环形、U 型或线形等,一般沿基坑外缘1.O~1.5m 布置。
当降水基坑为矩形、圆形、三角形成不规则形状时,常采用环形封闭式或U 形井点布置。
当降水深度在6m 以内时,采用单级井点降水。
当降水深度较大时,可采用下卧降水设备或多级井点降水(图2)。
图 3 二级轻型井点系统的布置1. 地下水静止水位;2.从第二级抽水时地下水位的降落曲线;3.从第一级抽水时地下水位的降落曲线三、喷射井点降水(一)、喷射井点降水原理及适用条件喷射井点系统由高压水泵、供水总管、井点管、喷射器、测真空管、排水总管及循环水箱所组成。
喷射井点主要适用于渗透系数较小的含水层和降水深度较大(8~2m)的降水工程。
其主要优点是降水深度大,但由于需要双层井点管,喷射器设在井孔底部,有二根总管与各井点管相连,地面管网敷设复杂,工作效率低,成本高,管理困难。
四、电渗井点降水电渗降水一般只适用于含水层渗透系数较小(0.1m/d)的饱和粘土,特别是在淤泥和淤泥质粘土之中的降水。
由于粘性上的颗粒较小,地下水流动十分困难,其中仅自由水在孔隙中流动,其它部分地下水则处于被毛细管吸附的约束状态,不能在压力水头作用下参与流动,当向土中通以直流电流后,不仅自由水、而且被毛细管约束的枯滞水也能参与流动,增加孔隙水流动的有效断面,其渗透性提高数十倍,从而缩短降水时间,提高降水效果。
一、管井降水(一)、管井降水原理及适用条件管井降水方法即利用钻孔成井,多采用单井单泵(潜水泵或深井泵)抽取地下水的降水方法。
当管井深度大于15m时,也称为深井井点降水。
管井井点直径较大,出水量大,适用于中、强透水含水层,如砂砾、砂卵石、基岩裂隙等含水层,可满足大降深、大面积降水要求。
(二)、管井防水工程的布置抽降管井一般沿墓坑周围距基境外缘1.2m布置,如场地宽敞或采用垂直边坡或有锚仟和土钉护坡等条件下,应尽量距离基坑边缘远些,可用3~5m;当基坑边部设置围护结构及止水帷幕的条件下,可在墓坑内布置管井,采用坑内降水方法。
管井的间距和深度应根据场地水文地质条件、降水范围和降水深度确定。
井间距一般为10~20m。
当降水层为弱透水层或降水深度超过含水层底板时,井间距应缩小,可用6~8m;当降水层为中等送水层或降水深接近含水层底板时,井间距可为8~12;当降水层为中等到强透水层,含水层厚度大于降水深度时,可用12~20m;当降水深度较浅,含水层为中等以上透水层.具有一定厚度时,井间距可大于20m。
井点深度要大于设计井中的降水深度或进入非含水层中3~5m,井中的降水深度由基坑降水深度、降水范围等计算确定。
六、辐射井点降水(一)、辐射井点降水的原理及适用条件辐射井降水是在降水场地设置集水竖井,于竖井中的不同深度和方向上打水平井点,使地下水通过水平井点流入集水竖井中,再用水泵将水抽出,以达到降低地下水位的目的。
该降水方法一般适用于渗透性能较好的含水层(如粉土、砂土、卵石土等)中的降水,可以满足不同深度,特别是大面积的降水要求。
(二)、辐射井点降水工程的布置辐射井降水的竖井和水平井点设置,应根据场地水文地质条件、降水深度和降水面积等综合考虑确定。
集水竖井一般设置在基坑的角点外2~3m,竖井直径3~5m,深度超过基坑底3~5m。
对于长方形基坑,可在对角设置两个集水竖井;当基坑长度较大时,可在一长边的两个角和另一边中部各设置一个集水竖井;基坑长度大于100m时,可按50~80m间距设置一个竖井。
对于正方形基坑,其边长大于40m,可在基坑的四个角设置竖井。
当降水面积特别大时,除在周边按50—8hn间距布设竖井外,还可以在基坑中部设置临时降水井点。
水平井点在集水竖井内施工,其平面位置一般沿基坑四周布设,形成封闭状。
当面积较大或降水时间要求紧时,可在基坑中部打入水平井点,形成扇形状。
七、自渗井点降水自渗井点降水法适用于下列条件:(1)在降水范围内的地层结构为三层以上,含水层有两层以上,备含水层之间为相对隔水层(以粉质粘土为主)或隔水层(以粘土为主)。
下层含水层的埋深以距离基坑底5~20m为宜。
(2)下层含水层的水位(或水头)低于上部含水层水位,并低于基坑施工要求降低水位。
(3)下层渗透系数大于上层含水层的渗透系数,且具有一定厚度(一般大于2m),能消纳的水量大于或等于降水深度内的基坑涌水量。
(4)上层地下水的水质未受污染,符合引入下层地下水的要求。
这种降水方法是近年来发展起来的一类新型井点降水方法,具有施工简单、快速,不用抽水设备,不排水,不耗能,不占用场地,便于管理,成本低等优点。
八、综合井点降水对于一些特定的水文地质条件和工程有特殊要求,采用某一种井点降水难以取得满意的降水效果时,可以同时采用两种或多种降水方法,如管井与轻型井点降水相结合.喷射井点和电渗井点降水相结合,管井与引渗砂砾井相结合,轻型井点与喷射井点降水相结合等。
下面介绍渗抽结合的阵水方法。
在具备一定自渗条件,但自渗后的水位降深不能满足降水要求,或降水面积较大,光靠周边围降不能使基坑中部的降水深度及降水时间满足设计、施工要求时,可以采用砂砾井或管井引渗配合轻型井点或管井抽水来达到降水目的。
当场地具备浅层自渗条件,但自渗后的水位埋深高于降水深度或降水面积大时.沿基坑四周或中部布置砂砾引渗井,以降低上层滞水水位,并于基坑四周边沿适当增加管井抽取下部砂层的地下水,以加深引渗井中的混合水位,从而达到设计降水深度和保证降水工期的要求。
两种井的间距和深度应根据场地水文地质条件和降水要求确定,可参照以上相同井点布置。
当场地具备深层自渗条件,但降水深度很大,或降水面积很大时,可在基坑周边或中部布置引渗管井,以降低上层滞水和中部浴水含水层中的水位,再选用部分管井作为抽水井,抽取下部承压(潜水)含水层中的地下水.以满足降水要求。
此方法可以将地下水位降至20m 以下。
当上层滞水或潜水含水层埋藏较浅,其含水层为粉、细砂,基坑深度进入第二含水层或以下时,虽然具备深层自渗条件,但只有引渗管井难以有效地疏干含水层,常常引起边坡或桩间土的坍塌。
因此,采用引渗管井降低地下水位,再用轻型井点疏干上层滞水或潜水的残留水、以保证降水效果和边坡稳定。
第三部分:井点降水方案设计一、井点降水方法的选择及降水工程的布置(一)降水方法的选择在查明降排水区的水文地质条件和明确降水任务要求的基础上,参考表1选表1 各类井点适用范围择合适的降水方法。
由于各种降排水方法具有一定程度的通用性,在具体选择时应作方案比较,以期得到经济合理的降水效果。
(二)降水工程的平面布置降水工程的几何图形是多样的,但井点布置基本上可分为两种形式:块状形的基坑采用环形封闭式,条形状的基坑采用直线形式的布置方法。
(1)环形封闭式平面布置。
凡基坑成块状的均宜采用封闭式井点布置。
当遇有降水面积大。
封闭式井点布置因跨度大不能满足降水要求时,可分块进行抽水。
(2)线型平面布置。
当降水工程基坑为条形状图形时,如管沟、电缆沟、运河、水渠等工程,均采用线形式布置井点。
究竟采用单排或采用双排(坑二侧)井点布置,需视工程特点而定。
当基坑宽度不大于5m及地下水位降低又不超过4m时,一般均采用单排井点布置。