井点降水计算例题解读课件.ppt

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1、重点:重点:轻型井点的设计轻型井点的设计1 1)设计的基础资料)设计的基础资料 轻型井点布置和计算n井点系统布置应根据水文地质资料、工程要求和设备条件等确定。一般要求掌握的水文地质资料有:地下水含水层厚度、承压或非承压水及地下水变化情况、土质、土的渗透系数、不透水层的位置等。要求了解的工程性质主要有:基坑(槽)形状、大小及深度,此外尚应了解设备条件,如井管长度、泵的抽吸能力等。2 2)平面布置)平面布置n当土方施工机械需进出基坑时,也可采用U形布置(图d)。3 3)高程布置)高程布置n高程布置系确n定井点管埋深,n即滤管上口至总n管埋设面的距n离,可按下式计n算(图):式中:nh井点管埋深(m

2、);nh1总管埋设面至基底的距离(m);nh基底至降低后的地下水位线的距离(m);ni水力坡度;nL井点管至水井中心的水平距离,当井点管为单排布置时,L为井点管至对边坡角的水平距离(m)。n玄武湖城墙侧湖底段采用围堰挡水,二级轻型井点降水,辅以管井井点降水,放坡大开挖,挂网喷浆护坡。法国水力学家裘布依裘布依(Dupuit)的水井理论n裘布依理论的基本假定是:抽水影响半径内,从含水层的顶面到底部任意点的水力坡度是一个恒值。并等于该点水面处的斜率;抽水前地下水是静止的,即天然水力坡度为零;对于承压水,顶、底板是隔水的;对于潜水适用于井边水力坡度不大于1/4,底板是隔水的,含水层是均质水平的;地下水

3、为稳定流(不随时间变化)。n当均匀地在井内抽水时,井内水位开始下降。经过一定时间的抽水,井周围的水面就由水平的变成降低后的弯曲水面,最后该曲线渐趋稳定,成为向井边倾斜的水位降落漏斗。(2)无压完整井涌水量计算n设水井中水位降落值为S,l=H-S则n式中nR为单井的降水影响半径(m);nr为单井的半径(m)n在实际工程中往往会遇到无压完整井的井点系统(图b),这时地下水不仅从井的面流入,还从井底渗入。因此涌水量要比完整井大。为了简化计算,仍可采用公式(3)。此时式中H换成有效含水深度H0,即 (m3/d)无压非完整井计算无压非完整井计算 有效深度H0值S/(S+l)的中间值可采用插入法求H0。S

4、/(S+l)0.20.30.50.8H01.3(S+l)1.5(S+l)1.7(S+l)1.84(S+l)上表中,S为井点管内水位降落值(m),l为滤管长度(m)。有效含水深度H0的意义是,抽水是在H0范围内受到抽水影响,而假定在H0以下的水不受抽水影响,因而也可将H0视为抽水影响深度。应用上述公式时,先要确定x0,R,K。应用上述公式时,先要确定x0,R,K。n由于基坑大多不是圆形,因而不能直接得到x0.。当矩形基坑长宽比不大于5时,环形布置的井点可近似作为圆形井来处理,并用面积相等原则确定,此时将近似圆的半径作为矩形水井的假想半径:x0环形井点系统的假想半径(m);F环形井点所包围的面积(

5、m2)。n抽水影响半径,与土的渗透系数、含水层厚度、水位降低值及抽水时间等因素有关。在抽水25d后,水位降落漏斗基本稳定,此时抽水影响半径可近似地按下式计算:n式中,S,H的单位为m;K的单位为m/d。(3)井点管数量计算n井点管最大间距便可求得;q为单根井管的最大出水量;d为滤管直径nL总管长度(m);总管长度一般不大于120m;nn井点管最少根数。n实际采用的井点管间距D应当与总管上接头尺寸相适应。即尽可能采用0.8,1.2,1.6或2.0m且Dn,一般n应当超过1.1n,以防井点管堵塞等影响抽水效果。井点降水计算实例例1n某车间地下室平面尺寸见图某车间地下室平面尺寸见图2-16a,坑底标

6、高,坑底标高为为-4.5m,根据地质钻探资料,自然地面至,根据地质钻探资料,自然地面至-2.5m为亚黏土层,渗透系数为亚黏土层,渗透系数K=0.5m/d,-2.5m以下均为粉砂层,渗透系数以下均为粉砂层,渗透系数K-4m/d,含水层深度不明,为了防止开挖基坑时发生流含水层深度不明,为了防止开挖基坑时发生流砂现象,故采用轻型井点降低地下水位的施工砂现象,故采用轻型井点降低地下水位的施工方案。为了使邻近建筑物不受影响,每边放坡方案。为了使邻近建筑物不受影响,每边放坡宽度不应大于宽度不应大于2m,试根据施工方案,进行井,试根据施工方案,进行井点系统的平面及高程布置。点系统的平面及高程布置。解:n2.

7、1井点系统的平面布置(见图a)n根据基坑平面尺寸,井点采用环形布置,井管距基坑边缘取1m,总管长度nL=(66+2)+(20+2)X2=180(m)nn2.2井点系统的高程布置(见图b)n采用一级轻型井点管,其埋深(即滤管上口至总管埋设面的距离)hnhh1+h+iL=4.2+0.5+0.1X11=5.8m(长度)n井点管布置时,通常露出总管埋设面0.2m,所以,井点管长度nl=5.8+0.2=6mn滤管长度可选用1m例2n某工程基坑开挖的平面尺寸为长某工程基坑开挖的平面尺寸为长40m,宽,宽18m,坑底标高为,坑底标高为-6.0m,自然地面标高为,自然地面标高为0.00,地势平坦,地下水位为,

8、地势平坦,地下水位为-2.5m。根据。根据地质钻探资料查明,地面下地质钻探资料查明,地面下-2.5m为不透水黏为不透水黏土层,土层,-2.5-9.0m为细砂层。为细砂层。-9.0m以下为以下为砂岩不透水层,所以含水层厚度为砂岩不透水层,所以含水层厚度为6.5m,细,细砂层渗透系数砂层渗透系数K=6m/d,基坑开挖边坡,基坑开挖边坡1:0.25,试求:,试求:n1、拟定降低地下水方案;、拟定降低地下水方案;n2、作出降水系统的竖向布置;、作出降水系统的竖向布置;n提示:n根据已知条件,含水层最大厚度为6.5m,其下均为不透水层,可采用承压轻型井点管降水方案。当选用的井管长度较短时,可将总管埋于自然地面之下,但应位于地下水位的上面。解:n基坑降水面积较大,宜采用环形井管布置,按照承压完整井点的要求,将滤管埋至不透水层,若采用一级轻型井点系统,井点管长度取6m,滤管长1.2m,井管与总管接头高出地面0.2m,其井点管最大埋深HA=5.8m,再加滤管共长7m,所以必须从地面以下算起,向下挖深2m排放总管,井点系统的竖向布置图见图。例3n计算例2所示承压完整井的涌水量解:n根据承压完整井环形井点系统涌水量计算公式n及含水层厚度M=6.5m。n降水深s=6-2.5+0.5=4mn抽水影响半径:n基坑假想半径:n将左边数值代入公式,其涌水量为:例4

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