1管井降水计算潜水非完整井

一、场地岩土工程情况

本工程位于包头市友谊大街以南，劳动路以东，万青路以西，在地貌上属于大青山山前冲洪积地貌。本场地地层结构和岩性如下：

第①层杂填土，以粉土为主，混少量建筑垃圾和生活垃圾，呈稍湿、松散状态。该层厚度在0.3〜3.2m之间，层底标高在1052.62〜1057.02m之间。

第②层粉砂，黄褐色，颗粒矿物成分为长石、石英石，均粒结构，天然状态下呈稍湿，稍密状态。该层厚度在0.3〜4.2m之间，层底标高在1052.02〜1054.06m 之间。

第③层粗砂，黄褐色，颗粒矿物成分为长石、石英石，颗粒级配较好，混少量砾，局部分布有粉质粘士薄夹层。天然状态下呈稍湿〜饱和，中密状态。该层厚度在3.4〜6.6m之间，渗透系数为K=1.66义10-2cm/s。

第③1层细砂，黄褐色，颗粒矿物成分为长石、石英质，均粒结构，天然状态下呈稍湿〜饱和，中密状态。该层以夹层或透镜体形式存在于第3层粗砂层中，该层厚度在0.4〜2.2m之间，层底标高在1047.91〜1050.61m之间，渗透系数为K=5.64X10-3cm/s o

第④层粉砂，黄绿色，颗粒矿物成分为长石、石英质，均粒结构，局部分布有粉土、粉质粘土薄夹层。天然状态下呈饱和，中密状态。该层厚度在4.3〜9.4m 之间，层底标高1039.21〜1041.58m之间，渗透系数为K=2.24X 10-3cm/s。

第⑤层粉质粘土，灰黑色，含云母，有光泽，略带腥臭味，含有机质，有机质含量为1.3〜6.1%,无摇振反应，切口光滑，干强度中等，韧性中等。天然状态下呈可塑〜软塑状态。该层中分布有粉砂、细砂及粉土薄夹层，局部含有薄层钙质胶结层。该层厚度在31.2〜33.4m之间，层底标高在1006.57〜1009.65m 之间，渗透系数为K=3.89X 10-6cm/s。

地下水埋藏于自然地表下5.2〜6.5m,标高在1049.64〜1050.73m之间，属潜水。由于临近场地正在进行降水施工，水位受其影响，现场水位偏低，根据该区域的水文地质资料，该地下水年幅度变化在1.0〜1.5米之间。

二、降水方案的选择

本工程地质条件主要为粉土、砂土。现场基坑深度为7.0m,根据该场地附近地区的已有降水经验，拟采用管井井点降水方案降低地下水位，即在基坑周围及坑内布设一定数量的管井，由管井统一将地下水抽出，达到阻截基坑外围地下水流入基坑的目的，从而满足基础施工对降水的要求。

三、降水模型选择及设计计算

1、降水模型的选择

假定：由于第五层粉质粘土的渗透系数远小于其它土层的渗透系数，近似将第五层视为不透水层。

（1）含水层厚度：H=第3层土层厚度+第四层土层厚度=16m，

（2）管井深度：依据JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》，井点管深度为：H W=H W1+H W2+H W3+H W4+H W5+H W6

式中：H W一降水井深度

H W1一基坑深度，取7m

H W2一降水水位距离基坑底要求的深度，取1m

H W3—水力坡度作用基坑中心所需增加的深度。由于基坑等效半径r=65m,按照降水井分布周围的水力坡度i为1/10〜1/15,如降水井需影响到基坑中心，所需的降水管井深度H W3=r*i=6.5〜4.3，取H W3=5.0m,原理如下图：

r-基坑等效半径R-降水影响半径S-降水深度H-水层厚度

H W4一降水期间地下水位幅度变化。根据地质资料，H W2取1.5m

H W5一降水井过滤器的工作长度，取4.0m

H W6一沉砂管长度，取1.5m

代入上式：H W=20m

2、降水设计计算

降水管井采用直径400mm的无砂混凝土管，布置在基坑上口 1.5m处。

(1)基坑等效半径

r02=A/3.14,基坑底面积为A=13323 ^, r=57.7m,综合考虑r=65m (2)加权平均渗透系数

k=E kh/E h= (6.6*16.6+2.24*(20-6.5-6.6)) /(20-6.5) 10-3cm/s =9.2610-3cm/s=8m/d

(3) 降水影响半径

R - 2S vkH =63.35m,取R=63m

其中S=7+1-5.2=2.8m

（4）总涌水量

H 2 —h 2

Q -1-366k ------ R一h _l m-------- h— =5987.1m3/d

lg(1 + -+ hm-- lg(1 + 0.2 hm) r l r

0 0

H=16m h=2,5m『65m R=63m l=H W5=4m巾.25m

（5）单井出水量

①根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）,单井出水量为：

q=120 = rs 1' 3JF =120*3.14*0.2*14.8*2=2230.656m3/d

式中：q——单井出水量（m3/d）； rs——管井半径（m）； 1、一一淹没部分的滤水管长度（m）； K——含水层渗透系数（m/d）

②按照按水泵抽水功率出水量计算

65 兀d 1

=65 X3.14X0.04X 13.5X 2=220m s/d 式中：q——单井出水量（m3/d）； d——拟采用水泵抽水管管径（m）； 1、一一淹没部分的滤水管长度（m）； K——含水层渗透系数（m/d）；

参照两种计算结果，取较小者，单井出水量为220 m3/d

考虑群井中每个井的出水量相互影响，根据以往施工经验，实际的单井出水量只有设计计算的50%,故最终单井出水量为q=110m3/d

（6）管井数量

管井数量为：

n=Q/q=5987/110=55 口

考虑常规水泵的损坏时维修问题，取1.2的富余系数，管井数量为1.2*55=66 口。

（7）管井间距

基坑的周长为619m,管井间距为：

619m/66 口=9.38m/口

该数值在管井间距8m〜15m的区间范围，符合要求。

综上所述，本工程降水管井为直径400mm的无砂混凝土管，管井深度为20 米，井间距为9.38米，抽水水泵采用功率1.8kw,扬程为26米，抽水管径为40mm,排水主管径采用200mm钢管。