輕型井點的設計

1、輕型井點的設計.平面布置*高程布置*涌水量計算1）設計的基礎資料輕型井點布置和計算井點系統(tǒng)布置應根據水文地質資料、工程要求和設備條件等確定。一般要求掌握的水文地質資料有：地下水含水層厚度、承壓或非 承壓水及地下水變化情況、土質、土的滲透系數、不透水層的位置等。要求了解的工程性質主要有：基坑（槽）形狀、大小及深度，此 外尚應了解設備條件，如井管長度、泵的抽吸能力等。2）平面布置根據基坑（槽）形狀，輕型井點可采用單排布置（圖a）、雙排布置（圖b）、環(huán)形布置（圖c），當土方施工機械需進出基坑時，也可采用U形布置（圖d）。單排布置適用于基坑、槽寬度小于6m,且降水深度不超過 5m的情況，井點管應布置在

2、地下水的上游一側，兩端的延伸長度不宜小于坑槽的寬度。輕型井點的設備1）組成輕型井點設備由管路系統(tǒng)和抽水設備組成（圖）*8濾管構造1一輛薈；2-皆壁上的小孔； 曠鍵繞的駛刖曾：4細施網;5粗媳網；-粗餃玆探怕網:并點宙；8%恢頭管路系統(tǒng)包括：濾管、井點管、彎聯管及總管。濾管（圖）為進水設備，通常采用長1.01.5m、直徑38mm或51mnt勺無縫鋼管，管壁鉆有直徑為1219mm勺濾孔。骨架管外面包以兩層孔徑不同的生絲布或塑料布濾網。為使流水暢通，在骨架管與濾濾網外面在繞一層粗鐵絲保護網、濾管下網之間用塑料管或梯形鉛絲隔開，塑料管沿骨架繞成螺旋形。濾管上端與井點管連接。井點官為直徑38mm和51m

3、m長57m的鋼官。井點官的上端用彎聯官與總官相連。集水總管為直徑100127mm的無縫鋼管，每段長4m,其上端有井點管聯結的短接頭，間距0.8m或1.2m2）抽水設備抽水設備是由真空泵、離心泵和水氣分離器（又叫集水箱）等組成，其工作原理如圖所示。抽水時先開動真空泵10，將水氣分離器6內部抽成一定程度的真空，使土中的水分和空氣受真空吸力作用而吸出，進入水氣分離器6。當進入水氣分離器內的水達一定高度，即可開動離心泵13。在水氣分離器內水和空氣向兩個方向流去： 水經離心泵排出；空氣集中在上部由真空泵排出，少量從空氣中帶來的水從放水12，9放出和 120m（請點擊右圖觀看“干式泵抽水原 理”動畫）鬧I

4、念我朗嶠癱辭母觸館浦盅踰M細猜轉; 瑚療詹曲禾巒凋斛換水門；*真亟敷n-fan:I喇環(huán)水泉：“-嬴心水醍LiLBiiii lii1i,iBiiiniii titE、zrl jl 1 1 ill 1.1 ill Ik lj II 1 dl ll ril ll il ir1ht ?9 ? ? 9 ? 9L闕LLlCL)4.4 4 i i6*l|-|&-3Irri 叮叩 i rriiir1.i.i.i.i.i.i .i.i.i.i.i.i.i.i.AI1LC）d雙排布置適用于基坑寬度大于 6m或土質不良的情況。3）高程布置高程布置系確定井點管埋深，即濾管上口至總管埋設面的距離，可按下式計算（圖）高程

5、布置團式中：h井點管埋深（m）；hl 總管埋設面至基底的距離（ m ）； h 底至降低后的地下水位線的距離（m）；i水力坡度；L 井點管至水井中心的水平距離，當井點管為單排布置時，L為井點管至對邊坡角的水平距離（m）4）涌水量計算（1）水井分類確定井點管數量時，需要知道井點管系統(tǒng)的涌水量。井點管系統(tǒng)的涌水量根據水井理論進行計算。根據地下水有無壓力，水井分為無壓井和承壓井。當水井布置在具有潛水自由面的含水層中時（即地下水面為自由面），稱為無壓井；當水井布置在承壓含水層中時（含，稱為承壓井。當水井底部達到不透水層時稱為完整井，否則水層中的水充滿在兩層不透水層間，含水層中的地下水水面具有一定水壓）稱

6、為非完整井，各類井的涌水量計算方法都不同（2 ）無壓完整井涌水量計算目前采用的計算方法都是以法國水力學家裘布依（Dupuit ）的水井理論為基礎的。裘布依理論的基本假定是：抽水影響半徑內，從含水層的頂面到底部任意點的水力坡度是一個恒值。并等于該點水面處的斜率；抽水前地下水是靜止的，即天然水力坡度為零；對于承壓水，頂、底板是隔水的；對于潛水適用于井邊水力坡度不大于1/4，底板是隔水的，含水層是均質水平的；地下水為穩(wěn)定流（不隨時間變化）。當均勻地在井內抽水時，井內水位開始下降。經過一定時間的抽水，井周圍的水面就由水平的變成降低后的彎曲水面，最后該曲線漸趨穩(wěn)定，成為向井邊傾斜的水位降落漏斗。圖1-4

7、2所示為無壓完整井抽水時的水位變化情況。在縱剖面上流線是一系列曲線，在橫剖面上水流的過水斷面與流線垂直。由此可導出單井涌水量的裘布依微分方程，設不透水層基底為x軸，取井中心軸為y軸，對于距井軸x處水流的過水斷面近似的看作為一垂直的圓柱面，其面積為- _ - （ 1）式中x井中心至過水斷面處的距離；y距井中心x處水位降落曲線的高度（即此處過水斷面的高）。根據裘布依理論的基本假定，這一過水斷面水流的水力坡度是一個恒值，并等于該水面處的斜率，則該過水斷面的水力坡度? = dyldx。由達西定律水在土中的滲透速度為丁匸（2）由式（1）和式（2）及裘布依假定 二，可得到單井的涌水量（ m3/d）;Q =

8、-必=逑=2刊疋drdx將上式分離變量:水位降落曲線在x=r時，y=l；在x=R時，y=H , I與H分別表示水井中的水深和含水層的深度。對式（1-44）兩邊積分:(m3/d)設水井中水位降落值為 S，I=H-S則二一式中R 為單井的降水影響半徑（m）；r 為單井的半徑（m ）。裘布依公式的計算與實際有一定出入，這是由于在過水斷面處的水力坡度并非恒值，在靠近井的四周誤差較大。但對于離井外有相當 距離處，其誤差是很小的（圖）。公式（1-45）是無壓完整單井的涌水量計算公式。但在井點系統(tǒng)中，各井點管是布置在基坑周圍，許多井點同時抽水，。即群井共同工作，其涌水量不能用各井點管內涌水量簡單相加求得。群

9、井涌水量的計算，可把由各井點管組成的群井系統(tǒng)，視為一口大的單井，設該井為圓形的，在上述單井的推導過程中積分的上下限成為：x由xOtR，y由I TH。于是由式（1-44）積分可得群井的涌水量計算公式（圖 1-43）；式中R群井降水影響半徑（m）;x0由井點管圍成的大圓井的半徑（m）;R，則有 R =R+xO 設 S=H-I，由此，（1-46）I井點管中的水深（m）假設在群井抽水時，每一井點管（視為單井）在大圓井外側的影響范圍不變，仍為成為如下的形式：口 二- 或二土（m3/d）（3）式（3）即為實際應用的群井系統(tǒng)涌水量的計算公式。在實際工程中往往會遇到無壓完整井的井點系統(tǒng)（圖b），這時地下水不僅

10、從井的面流入，還從井底滲入。因此涌水量要比完整井大。為了簡化計算，仍可采用公式（3）。此時式中H換成有效含水深度，即Ho小364芨呂遲(m3/d)HO可查表1-15。當算得的H大于實際含水層的厚度H時，取H0=H有效深度H0值表1-15S/( S+I)0.20.30.50.8H01.3(S+I)1.5(S+I)1.7(S+I)1.84(S+I)注：S/（S+I）的中間值可采用插入法求H0。上表中，S為井點管內水位降落值（ m），參閱圖；丨為濾管長度（m）。有效含水深度 H0的意義是，抽水是在 H0范圍內受到抽水 影響，而假定在 H0以下的水不受抽水影響，因而也可將H0視為抽水影響深度。應用上述

11、公式時，先要確定 xO，R，K。由于基坑大多不是圓形，因而不能直接得到xO.。當矩形基坑長寬比不大于 5時，環(huán)形布置的井點可近似作為圓形井來處理，并用面積相等原則確定，此時將近似圓的半徑作為矩形水井的假想半徑:xO =式中x0 環(huán)形井點系統(tǒng)的假想半徑（ m ）；F環(huán)形井點所包圍的面積（ m2）。抽水影響半徑，與土的滲透系數、含水層厚度、水位降低值及抽水時間等因素有關。在抽水 25d后，水位降落漏斗基本穩(wěn)定，此時抽水影響半徑可近似地按下式計算：m）式中，S, H的單位為m； K的單位為m/d。滲透系數K值對計算結果影響較大。K值的確定可用現場抽水試驗或實驗室測定。對重大工程，宜采用現場抽水試驗以

12、獲得較準確的值。（3 ）井點管數量計算井點管最少數量由下式確定：:（根）式中，q為單根井管的最大出水量，由下式確定:? 一遷月*2； （m3/d）式中，d為濾管直徑（m）；其它符號同前。井點管最大間距便可求得*；（m）式中：L總管長度（m）;n井點管最少根數。實際采用的井點管間距D應當與總管上接頭尺寸相適應。即盡可能采用 0.8, 1.2,1.6或2.0m且Dn，般n應當超過1.1n，以防井點管堵塞等影響抽水效果。一.概況大慶市國際奧林公寓二期工程施工現場，基坑周長335米，地面標高為-0.9米，基坑大部深-4.75米，承臺底標高分為-5.35米和-5.65米兩種，局部深-6.0米，基坑四周為

13、深層攪拌樁止水，南側，西側為鉆孔灌注樁 +深層攪拌樁+壓密注漿，二基坑范圍內地質情況層高標準（m）垂直滲透系數（cm/s）水平滲透系數（cm/s）1 .素填層:0.6-1.3 2.22E-06 5.57E-062 .粘土：0.3-0.7 2.92E-08 2.54E-073A。淤泥質粉質粘土：-1.39- -0.97 1.96E-05 1.42E-063B。砂質粉土：-2.89- -2.37 1.65E-05 5.05E-043C。淤泥質粉質粘土 ：-8.18- -7.59 2.10E-07 3.25E-064 .粉質粘土:-10.18- -9.62 7.77E-08 5.56-07三.水文地

14、質情況該工程場地地下水主要為空隙潛水，主要分布于4層粉質粘土之上，其主要補給來源為大氣降水及地表水，對基坑開挖有影響的主要市3B,3C層，尤其市3C層，滲透系數較大，方便于基坑開挖，確保開挖面以上無水，結合該工程實際情況和我公司多年的降水經驗，擬采用輕型井點降水法降低地下水位。四.輕型井點設計1井點系統(tǒng)的布置根據本工程地質情況和平面形狀，輕型井點選用環(huán)形布置。為是總管接近地下水位，表層土挖去0.5m,則基坑上口平面尺寸為70* 100m布置環(huán)形井點?？偣芫嗷舆吘?m,總管長度L=(70+2)+(100+2) X2=348(m)坑內采用二級井點降水，根據挖深及開挖范圍采用環(huán)形井點布置，其平面尺

15、寸約為50mX60m具體尺寸以設計圖紙為準，現場調整)?？偣芫嗷舆吘?m,總管長度L=(50+2)+(60+2) X2=228(m)。水位降低值S仁5.35-0.7+0.5=5.15(m)，S2=5.65-0.7+0.5=5.45(m)，S3=6.5-0.7+0.5=6.30(m)。采用一級輕型井點，井點管的埋設深度(總管平臺面至井點管下口，不包括濾管)。HA1H1+h+IL=5.15+0.5+10%x7=6.4(m)，HA1H1+h+IL=5.45+0.5+10%x7=6.7(m)。HA1H1+h+IL=6.30+0.5+10%x7=7.7(m)。分別采用7.4m,7.7m,8.7m長的井

16、管，直徑50mm濾管長1.0m。井點管外露地面 0.2m，埋入土中6.6m , 6.9m , 7.9m (不包括旅館)大于7.4m， 7.7m，8.7m，符合埋深要求。2 .基坑涌水量計算井點管及濾管分別長 7.4m，7.7m，8.7m，濾管長寬比小于 5，可按無壓非完整井環(huán)形井點系統(tǒng)計算。按無壓非完整井環(huán)點系統(tǒng)涌水量計算公式進行計算。Q=1336X(2Ho-S)S/LgR-Lgx0Ho ?。?0.20 ( m .K :滲透系數取平均值 K=2.54X10 -4cm/s。R抽水影響半徑：R=1.95XS ( HoK =1.95 X5.15 X10.2 X2.19=150m, 基坑假象半徑，Xo

17、=F/3.14=47.21(m)，以上數據代入公式，得基坑涌水量Q: Q=464.30 ( m3/d)。3. 單根井點管出水量：Q=65n dl=13.25 ( m3/d)。井點管數量n=1.1Q/q=45 (根/套)，井距：實際總根數350根，需要7套?？觾刃枰?20根，約5套，具體數量根據實際工程情況確定。4. 抽水設備選用抽水設備所帶動的總管長度為50m/套，選用W5型干式真空泵。五：井點降水方案井點降水管間距采用1米左右，每套設備降水周長不超過40米為宜。5.1 .施工準備5.11 .檢查所有電力控制柜是否完好，漏電保護是否有效，連接電纜是否有破損。5.12 .檢查電動機、離心泵是否能

18、夠正常運轉，易破壞物件是否需要更換。5.13 .檢查降水主管、降水支管是否符合要求，破損、漏氣的地方及時維修。55.14 .檢查高壓沖管設備是否達到壓力要求，水槍頭是否達到沖孔要求。5.15 檢查備用易損件和備用設備是否齊全。5.2 安裝井點降水設備5.21 .按甲方要求放出降水邊線，要離開土建基坑施工邊線5-8米。5.22 .在施工場地先形成100M2的蓄水池，將高壓沖管設備放入蓄水池，連接好水槍頭。5.23 .在安置降水支管的地方先刨出記號坑，然后按順序進行沖孔，孔徑應在20-30CM之間，如降水區(qū)土質為淤泥質或其他非砂質土，應盡量擴大沖孔直徑。5.24 沖孔后，應立即安裝降水支管，降水支

19、管應輕放止孔底，不可讓其自然沉入孔底，應人工扶住支100KG左右，以將降水濾管以上1M管，漫漫沉入孔底，到達孔底后，立即在管周圍，填滿中粗砂。每孔砂應達到 埋設為宜。5.25 填砂后，應將降水支管向上提30-50CM,并上下來回活動支管，讓砂充分黏附管壁周圍。5.26 支管安裝完畢后，連接降水主管。主管間連接應連接牢固，不漏氣。5.27 主管與支管連接要確保不漏氣，并要將支管扎于主管上。5.28 離心泵安裝要注意正向與反向，并要添加潤滑才能開機。5.29 水箱中水要加滿才能使壓力達到最佳狀況。5.2.10 查氣時，應先堵漏氣大的。再堵漏氣小的，漏氣的地方要用專用黃油封堵，不可用其他代替。5.3

20、 設備運行維護5.31 設備開機后，不能停機，要24 小時運行。5.32 將備用泵和電機調試好，發(fā)現運行設備有故障時，應及時替換，并將替換設備維修好。5.33 晚上應形成值班制度，工作人員要不間斷的檢查設備運行情況。5.34 發(fā)現降水管漏氣時，盡可能不關機進行封堵。六設備拆除6.1 輕型井點降水設備的拆除應有圖紙設計人員的同意。6.2 在地下室后澆帶未施工前，后澆帶設備不可以拆除。6.3 ，拆除地下室室外圍降水管時，應同時進行土方回填，防止地下室上浮。備注施工布置1 ： 甲方在用挖掘機挖槽時 （1） 首先要挖至水位界面層上，且在槽邊緣設點留有積水坑以備降水打眼做循環(huán)水之用；（2）再考慮基礎施工

21、工作面，降水工作面留有足夠空間，設點積水坑中心向周邊半徑30m-40m范圍延展皆可;（ 3 ）開槽的槽底與槽口放坡程度根據具體深度而定，不同的深度放坡程度各異，一般槽口壁與槽口放坡向外延展部位 120 度角呈階梯狀為宜，為了緩解槽邊壓力將開方土不要堆放槽口近處，（2 米以外）以免塌方。2:甲方布好總排水通道時，再在槽邊設好一個帶水泵的蓄水池，待槽基下的水降出地面后，統(tǒng)一匯集至蓄水池中，一并通過總排水通道排送至指定地點。3:每臺機組15千瓦電機組，離心泵 2.2千瓦，污水2.2-3千瓦，揚程25m,流量30噸/小時，根據所帶機組臺 數配置總電纜及配電箱。一般配置 16-30m2,3-4 股銅芯電纜至槽邊附近即可。4:甲方配適量中粒工程砂置槽邊，以灌注井外壁眼之用，利于水的滲透。5:乙方需施工前 3 天進場，搭建暫舍，存放設施整齊有序，相應設施及材料進場，檢測電機性能，井管花眼部位纏 100 目紗布，做施工前的一切準備工作。 主要施工機械設備配置1:1.5千瓦