基坑降水计算

6.3 基坑降水方案设计
6.3.1 降水井型
选6型喷射井点：外管直径为200mm ，采用环形布置方案。

6.3.2 井点埋深
埋置深度须保证使地下水降到基坑底面以下，本工程案例取降到基坑面以下
1.0m 处。

埋置深度可由下式确定：
()01x L H h h l
i r h =++∆+⋅++
（6.2） 式中：
L —— 井点管的埋置深度()m ； H —— 基坑开挖深度()m ；这里12H m =
h —— 井点管露出地面高度()m ，这里可取一般值
0.2m ；
h ∆—— 降水后地下水位至基坑底面的安全距离()m ，本次可取1.0m ；
x i —— 降水漏斗曲线水力坡度，本次为环状，取0.1； 1h —— 井点管至基坑边线距离()m ，本次取1.0m ； 0r —— 基坑中心至基坑边线的距离()m ，本次工程案例去最近值宽边的一半，即40m ；
l —— 滤管长度()m ，本次取1.0m 。

故带入公式可得埋置深度L 为：
()01120.2 1.00.1(1.040) 1.018.3x L H h h l m
r i h =++∆+⋅++=+++⨯++=
6.3.3 环形井点引用半径
采用“大井法”，参考规，将矩形（本案例长宽比为2.5，小于10）基坑折算成半径为x 0的理想大圆井，按“大井法”计算涌水量，故本次基坑的引用半径：
4
0b
a x +⋅
=η
（6.3） 式中：
,a b —— 基坑的长度和宽度()m ，200,80a m b m ==
η —— 系数，可参照下表格选取：
表6.1 系数η表
800.40200
b a == ，则 1.16η= 故带入公式可得本次基坑的引用半径0x 为：
020080
1.1681.244
a b m x η++=⋅
=⨯= 6.3.4 井点抽水影响半径
由下列公式可求得抽水影响半径：
m
kt R H x
w
220
+
=
（6.4） 式中：
t —— 时间，自抽水时间算起(2-5昼夜) ()d ，本案例取5d ；
k —— 土的渗透系数 (/)m d ，这里取平均值
2.7/k m d =；
w H —— 含水层厚度()m ,本次取承压含水层厚度含水
层厚度④，⑤土层厚度的总和，即为 5.2611.2w H m =+=，
m —— 土的给水度，按表 3.2确定，本次取圆砾
0.2m =，另外由上述计算可得073.7m x =。

表6.2 土的给水度m 表
故带入公式可得抽水影响半径R 为：
90.0R m =
=
6.3.5 基坑涌水量计算 (1) 基坑稳定渗流涌水量 用下列公式来进行计算： 100
2.73lg()lg MS
k R Q x x =+- （6.5） 式中：
k —— 土的渗透系数 (/)m d ，这里取平均值
2.7/k m d =；
M —— 总含水层厚度()m ，
这里 12 1.210.8M m =-=； S —— 地下水水位降深()m ，本次取13m ；另外由上述计算可得 090.0,81.2R m m x ==。

故带入公式可得基坑稳定渗流涌水量1Q 为:
3110.8132.73 2.73194.6/lg(81.290.0)lg81.2
Q m d ⨯=⨯⨯
=+-
(2) 基坑静储水量计算
取基坑土体给水度0.20m =，故基坑总静储水量V(m3)可由下式计算：
w V ab m
H =⋅
（6.6）
由上述计算可得： 11.2,200,80,0.2w H m a m b m m ==== 故带入公式可得基坑静储水量V 为：
311.2200800.235840V m =⨯⨯⨯=
按预降水10d 算，则平均日出水量2Q 为： 3235840
3584.0/1010
V Q m d === （6.7）
(3) 基坑总涌水量计算 则基坑的总涌水量为：
3123194.63584.06778.6/Q Q Q m d
=+=+=
（6.8）
6.3.6 基坑单井出水量计算
可采用完整承压井来计算单井出水量，公式如下：
2.73lg lg w w
kM H q R r ⋅=
-
（6.9） 式中：
r
w
—— 水井半径()m ，可取外管半径200mm ；
由上述计算可得： 2.7/,10.8,11.2,83.3w k m d M m H m R m ====。

故带
入公式可得基坑单井出水量q 为：
32.73 2.73 2.711.210.8337.2/lg lg lg90.0lg0.2
w w kM H q m d R r ⋅⨯⨯⨯===--
6.3.7 基坑单井数量和井间距的确定 (1) 基坑井点数量计算 管井数量为： 1.2 1.26778.633
7.223.9n Q q =⨯÷=⨯÷= （个）
（6.10）
实取24根井点管。

(2) 基坑井点间距计算 井点间距：
()
22008023.324
z L S m n
⨯+==
=
（6.11）
6.3.8 基坑单井数量复核验算 用下式计算：
0 1.1Q y n ψ> （6.12） q l
ψ=
（6.13） 式中：
n 取外围井的数量24， 36778.6/Q m d =，0y 对于承压完整井，可按下式计算：
()1
'000.3661lg lg()n w w Q R r n y x H r kM n -⎡⎤=-
+-⋅⋅⎢⎥⎣⎦
（6.14） 式中：
'
H
—— 承压水头至该含水层底板的距离，本次案例的
综合承压稳定水头相对标高为 1.2m -，故参照工勘报告中的土层特性参数表，取其值为14.27m -，其他所有参数均同前述，不再重复。

则：
()23
00.3666778.6114.27lg 90.00.20lg(240.20) 6.081.22.710.824m y ⎡⎤⎢⎥⎣⎦
⨯=-
+-⨯⨯=⨯故：
01.1 1.16511.00.9( 6.0)24324.8 1.0
Q y n ψ⨯==<=⨯÷
所以满足要求。

6.3.9 基坑井降水深度验算 对于承压含水层：
()01230.3661
lg lg()w n Q S R x x x x r kM n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦
=
+-⋅⋅⋅ （6.15） 式中：
S —— 基坑中心处地下水位降深值()m ；
0Q —— 由n 、0y 、ψ的乘积得出的基坑抽水总流量
3
(/)m d ；
123
,,,n x x x x —— 基坑中心距各井点中心的距离()m 。

由上小节可分配井点分布方案：在基坑角点想外扩展1m ，形成井点轮廓，在轮廓的角点处设置四口井，其余在宽边各设置3口井：中点处一口，两边对称设置1口；长边设置7口：中点处设置一口，其余在两旁各设置3口，对称布置，则基坑井点轮廓宽边处的井点距离为20.5m ，长边为25.3m 。

各井点中心距离基坑中心的距离可参照此方案按几何勾股定理方法确定，如下图3.3所示，在此不再累赘。

故可得出如下结论：
2444442
0.36624 6.0337.2 1.0
2.710.8
1lg(90.00.20)lg()101103.1109.086.165.048.2412444.8 1.0S m ⎡⎤⎢⎥⎣⎦⨯⨯⨯÷=
⨯
⨯+-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=> 故满足要求。

其各井点中心到基坑中心的距离理想示意图，如下图所示：
图6.2 各井点中心到基坑中心的距离理想示意图。